headerphoto

Untuk mencegah terjadinya kerusakan pada LED yang diakibatkan tegangan sumber yang tinggi, kita harus memasang secara seri sebuah resistor pembatas arus. Nilai tahanan yang sesuai untuk resistor pembatas arus LED, dapat dihitung dengan cara berikut.

Tegangan sumber yang diberikan adalah VS (Volt). Arus LED yang kita inginkan adalah I (Ampere). Asumsikan bahwa jatuh tegangan maju LED atau VD yang akan dihasilkan adalah 2 V. Perhatikan gambar dibawah ini

rangkaian-pembatas-arus-led
Jatuh tegangan pada resistor R haruslah bernilai VS - VD atau sama dengan VS - 2. Menurut Hukum Ohm, nilai jatuh tegangan ini harus sama dengan I x R, sehingga VS - 2 = I x R. Menyusun kembali persamaan tersebut untuk mendapatkan nilai R akan menghasikan
VS - 2 = I x R
R = (VS - 2) / I


Contoh soal
Sebuah LED akan dinyalakan oleh tegangan sumber sebesar 9 V dan diperkirakan menarik arus sebesar 15 mA, berapakah nilai resistor yang harus disambungkan seri ke LED?

Penyelesaian:
R = (VS - 2) / I
R = (9 - 2) V / 15 mA
R = 7 V / 0,015 A
R = 466,67 Ω
Diperoleh nilai resistor sebesar 466,67 Ω atau gunakan nilai 470 Ω sesuai dengan nilai referensi yang ada dipasaran.

Lanjut baca »»

Light Emitting Diode atau dioda pemancar cahaya atau yang lebih dikenal dengan LED, adalah komponen elektronika yang dapat menghasilkan cahaya ketika arus listrik mengalir melewatinya.

LED digambarkan dengan simbol berikut ini

simbol-led
Pada awalnya LED hanya dibuat dengan warna merah, namun sekarang warna-warna kuning, hijau, biru, dan jingga juga tersedia di pasaran. Terdapat pula LED infra merah, yang menghasilkan cahaya inframerah.

warna-warni-led
Sebuah LED umumnya memiliki kemasan berbentuk kubah yang terbuat dari bahan plastik, dengan pinggiran yang menonjol atau rim pada bagian bawah kubah. Terdapat dua buah kaki terminal di bagian bawah. Biasanya kaki katoda lebih pendek dari kaki anoda, perhatikan gambar dibawah ini

kaki-anoda-katoda-led
Sebuah LED membutuhkan arus sekitar 20 mA untuk memancarkan cahaya dengan kecerahan maksimum, meskipun arus sekecil 5 mA masih dapat menghasilkan cahaya yang tampak jelas. Jatuh tegangan LED rata-rata adalah 1,5 V, sehingga pasokan tegangan 2 V dapat menyalakan sebagian besar LED dengan kecerahan maksimum. Dengan level-level tegangan yang lebih tinggi, LED dapat rusak dan terbakar apabila tegangan maju yang diberikan melebihi 2 V.

Lanjut baca »»

Break down voltage atau jatuh tegangan dioda adalah nilai tegangan minimal pada dioda untuk dapat mengalirkan arus listrik.

Sebuah dioda tidak berfungsi sebagaimana layaknya sebuah resistor, yang dengan mudah dapat mengalirkan arus listrik yang dibebankan kepadanya. Dioda memiliki jatuh tegangan, apabila nilai tegangan yang diberikan kurang dari break down voltage, maka dioda tidak akan mengalirkan arus listrik.

Sebuah dioda yang diberi bias maju, memiliki jatuh tegangan sekitar 0,7 V. Dengan kata lain, jika sebuah dioda diberikan tegangan kurang dari 0, 7 V, maka dioda tidak akan mengalirkan arus listrik. Dan tegangan 0,7 V tersebut, akan menjadi tegangan tetap dioda (VD) di dalam rangkaian.

breakdown-voltage-dioda
Kita perhatikan gambar diatas, tegangan sumber baterai sebesar 6 V. Tegangan sumber ini akan terbagi menjadi dua, yaitu tegangan jatuh dioda VD dan tegangan lampu VL. Diketahui tegangan jatuh dioda VD sebesar 0,7 V, maka tegangan lampu VL adalah sebesar 6 - 0,7 = 5,3 V

Lanjut baca »»

dioda-penyearahDioda dikemas didalam sebuah kapsul kecil yang terbuat dari kaca atau plastik. Kemasan ini memiliki dua kawat terminal. Yang satu disebut anoda, sedangkan yang lainnya disebut katoda. Biasanya terdapat sebuah cincin di badan dioda yang mengindikasikan terminal mana yang merupakan katoda.

Sebuah dioda umumnya terbuat dari bahan silikon. Silikon adalah bahan yang tidak bersifat sebagai penghantar atau konduktor, namun tidak pula sebagai penyekat atau isolator. Silikon adalah bahan semikonduktor. Hal ini berarti bahwa sifat-sifat silikon berbeda dengan bahan-bahan konduktor biasa, seperti tembaga atau besi.
Sejumlah kecil zat dicampurkan ke dalam silikon untuk memberikan sifat-sifat khusus dioda ke bahan ini.

Penyusun utama dari dioda adalah sambungan P - N atau disebut dengan P - N Junction.
pn-junction
Dioda disimbolkan dengan gambar berikut ini
simbol-dioda
Forward Biased dan Reverse Biased Dioda

forward-reverse-bias-dioda
Ketika dioda disambungkan sebagaimana pada Gambar A diatas, dimana kaki anodanya disambungkan ke kutub positif dan katodanya disambungkan ke kutub negatif baterai, kita mengatakan bahwa dioda diberikan bias maju atau forward biased. Sebuah dioda hanya akan menghantarkan arus listrik (menyalakan lampu) apabila diberi bias maju.

Ketika sebuah dioda disambungkan dengan polaritas yang terbalik seperti pada Gambar B, dimana kaki katodanya disambungkan ke kutub positif dan kaki anodanya disambungkan ke kutub negatif, kita mengatakan bahwa dioda diberikan bias mundur atau reverse biased. Sebuah dioda tidak akan menghantarkan arus listrik (tidak menyalakan lampu) apabila diberi bias mundur.

Lanjut baca »»

Hukum Kirchoff tegangan, atau KVL (Kirchoff Voltage Law) berbunyi:
Dalam sembarang rangkaian tertutup jumlah ggl dan beda tegangan adalah nol, atau dengan kata lain jumlah aljabar tegangan listrik pada suatu rangkaian sama dengan jumlah perkalian arus dan tahanan

ditulis dengan persamaan

Σ E = Σ (I x R)

Prosedur yang ditempuh dalam menentukan persamaan rangkaian adalah sebagai berikut:
  1. Tarik panah potensial yang menunjuk dari kutub negatif (-) ke kutub positif (+) dari sumber tegangan, di sebelah setiap baterai atau generator
  2. Tentukan arah aliran arus, dan tunjukkan arah tersebut pada rangkaian dengan gambar panah. Jika arah yang ditentukan salah, maka perhitungan nilai arusnya menjadi negatif, hal ini menandakan bahwa arus tersebut mengalir ke arah yang berlawanan
  3. Disamping setiap tahanan gambarkan panah beda potensial yang menunjuk kearah yang berlawanan dari aliran arus yang mengalir melalui tahanan
  4. Kelilingi putaran tertutup atau rangkaian mulai dari sembarang titik dan berakhir pada titik itu pula
  5. Tuliskan persamaan-persamaan tegangan kirchoff untuk putaran tersebut
  6. Untuk arah panah beda potensial dan panah potensial yang searah dengan putaran jarum jam, diberi tanda positif (+) dan yang berlawanan diberi tanda negatif (-)

Contoh soal 1:
Diketahui rangkaian seperti gambar dibawah ini, dimana nilai E2 > E1, tentukan persamaan yang diberikan pada rangkaian tersebut

contoh-rangkaian-tertutup
Penyelesaian:
Berdasarkan prosedur KVL, gambar rangkaiannya menjadi

arah-aliran-prosedur-kvl
Persamaan rangkaiannya ditulis dengan
– I R1 – E1 – I R2 – I R3 + E2 = 0
E2 – E1 = I R1 + I R2 + I R3


Contoh soal 2:
Menggunakan gambar contoh soal 1, apabila diketahui nilai E2 = 6 V, E1 = 4 V, R1 = 10 Ω, R2 = 8 Ω, dan R3 = 12 Ω, berapakah arus yang mengalir pada rangkaian?

Penyelesaian:
Dari persamaan yang diperoleh, kita tulis
E2 – E1 = I R1 + I R2 + I R3
E2 – E1 = I (R1 + R2 + R3)
I = (E2 – E1) / (R1 + R2 + R3)
I = (6 – 4) V / (10 + 8 + 12) Ω
I = 2 / 30 A
I = 0,067 A
I = 67 mA
Sehingga kita dapatkan arus yang mengalir pada rangkaian sebesar 67 mA

Lanjut baca »»

Hukum Kirchoff arus, atau KCL (Kirchoff Current Law) berbunyi:
Jumlah aljabar arus listrik yang mengalir menuju suatu titik atau percabangan suatu rangkaian, sama dengan arus yang keluar dari titik tersebut

ditulis dengan persamaan

Σ I = 0

Lihat skema percabangan arus listrik seperti pada rangkaian dibawah ini

percabangan-arus-listrik
Arus yang menuju titik J, diberi tanda positif (+) yaitu IA, IB, dan ID
Arus yang keluar titik J, diberi tanda negatif (-) yaitu IC

Persamaaannya menghasilkan:
IA + IB - IC + ID = 0
IA + IB + ID = IC


Contoh soal:
Pada rangkaian diatas, diketahui IA = 10 A, IB = 6 A, IC= 18 A. Berapakah besarnya arus ID ?

Penyelesaian:
IA + IB - IC + ID = 0
10 + 6 – 18 + ID = 0
ID = 18 – 16 = 2 A

Lanjut baca »»

Dengan mempunyai Avo meter, multimeter, atau multitester, kita bisa mengukur tegangan dan arus listrik. Namun, perlu untuk kita perhatikan dahulu prosedur pengukuran pada alat tersebut.

Prosedur Pengukuran
  1. Sebelum anda menghubungkan meteran ke rangkaian atau beban yang akan diukur, perhatikan apakah menggunakan sumber AC atau DC?
  2. Aturlah kenop pemilih pada kisaran yang anda inginkan.
  3. Apabila meteran memiliki kemampuan autoranging, anda hanya perlu memilih besaran listriknya (arus atau tegangan).
  4. Apabila anda masih ragu dalam menentukan kisaran yang tepat, pilihlah kisaran tertinggi.
  5. Sambungkan meteran kerangkaian, atau pasangkan saja kedua probe pada dua titik di dalam rangkaian, perhatikan polaritas atau + dan - nya, hitam ke negatif, merah ke positif.
  6. Bacalah angka pengukuran yang ditampilkan (perhatikan agar anda menghindari kesalahan paralaks pada multitester analog) dan catatlah.
  7. Apabila meteran hanya memperlihatkan angka pembacaan yang sangat kecil, anda dapat menurunkan kisaran pengukuran sampai anda mendapatkan hasil yang dapat dibaca, dengan terlebih dahulu lepaskan meteran dari rangkaian.
  8. Lepaskan meteran dari rangkaian setelah anda mendapatkan angka pembacaan yang benar
  9. Putarlah kenop pemilih ke posisi off atau mati

Mengukur Tegangan dan Arus Listrik

mengukur-tegangan-ac
Cara mengukur tegangan listrik, multi tester dihubungkan secara pararel dengan tegangan sumber rangkaian. Sedangkan cara mengukur arus listrik, multi tester harus dihubungkan secara seri dengan rangkaian. Lihat skema dibawah ini

menggunakan-ampere-volt-meter

Lanjut baca »»

Sebuah AVO meter (Ampere, Volt , Ohm meter) atau multimeter dapat mengukur beberapa besaran listrik yang berbeda, biasanya adalah arus, tegangan, dan tahanan. Terdapat dua jenis multimeter, yaitu analog dan digital.

multitester
Kedua multimeter memiliki soket atau lubang tancap untuk probe batang uji. Lubang positif ditandai dengan simbol + biasanya berwarna merah, lubang common (negatif) ditandai dengan COM atau simbol – biasanya berwarna hitam. Beberapa meteran memiliki soket positif kedua yang harus digunakan untuk mengukur tegangan-tegangan tinggi.

probe-multitester
Kedua jenis meteran memiliki kenop putar untuk memilih kuantitas mana yang hendak diukur. Kenop putar ini seringkali juga digunakan untuk memilih kisaran pengukuran. Pada sebuah meteran analog, anda harus menghubungkan probe common negatif ke titik pengukuran yang lebih negatif dan probe merah ke titik pengukuran yang lebih positif. Apabila anda menghubungkan secara terbalik, jarum penunjuk akan berayun ke bawah angka nol. Lepaskan segera kedua probe tersebut karena hal ini akan mengakibatkan kerusakan pada meteran.

Meteran-meteran digital seringkali memiliki fitur otopolaritas. Dengan fitur ini, meteran akan memperlihatkan tanda minus disebelah kiri angka pembacaan, apabila kedua probe dihubungkan dengan titik-titik pengukuran secara terbalik.

Dengan meteran analog, terdapat masalah kesalahan pembacaan apabila anda tidak membaca skala pengukuran secara lurus dari arah atas. Kesalahan semacam ini disebut sebagai kesalahan paralaks. Untuk membantu anda menghindari hal ini, meteran dilengkapi dengan sebuah cermin melengkung pada skala pembacaan. Anda dapat melihat refleksi atau bayangan jarum pengukur pada cermin ini. Ketika melakukan pembacaan, gerakkan kepala anda kekiri dan kekanan hingga anda mendapatkan bayangan jarum berhimpit dengan jarum pengukur. Hal ini memastikan bahwa anda memandang skala secara lurus kebawah dan pembacaan akan benar.

jarum-multitester-analog
Meteran-meteran digital juga dapat memiliki fitur autoranging. Fitur ini memungkinkan meteran memilih kisaran yang tepat secara otomatis ketika pengukuran dilakukan.

Lanjut baca »»

Tegangan pada terminal positif sebuah baterai akan bertahan konstan hingga sel kehabisan muatannya. Apabila kita memplot sebuah grafik yang menggambarkan perubahan tegangan terhadap waktu, grafik untuk sebuah baterai yang masih baru adalah sebagai berikut:

bentuk-gelombang-dc
Grafik diatas berwujud sebuah garis lurus horisontal. Grafik memperlihatkan bahwa tegangan baterai akan bertahan konstan pada nilai 6 V.

Apabila kita menyambungkan baterai kesebuah lampu, kita dapat menggunakan multimeter untuk mengukur arus yang mengalir melewatinya. Karena tegangan bernilai konstan, arus yang digerakkannya juga konstan. Grafik arus terhadap waktu juga merupakan sebuah garis lurus horisontal, sebagaimana halnya grafik diatas. Arus konstan semacam ini disebut sebagai arus searah atau direct current, biasanya disingkat menjadi DC.

Arus yang kita dapatkan dari beberapa jenis generator termasuk juga generator listrik PLN, berbeda dengan arus DC ini. Arus dari generator-generator ini secara terus-menerus berubah arahnya.

Arus semacam ini disebut sebagai arus bolak-balik atau alternating current, disingkat menjadi AC. Bentuk grafik arus AC digambarkan seperti dibawah ini

bentuk-gelombang-ac

Lanjut baca »»

Belum genap setengah tahun memiliki netbook, mouse optiknya sudah rusak. Gejala yang terjadi, lampu indikator merah mouse terlihat masih menyala, namun mouse cursornya diam, pointer tidak bergerak mengikuti gerakan mouse. Mentang-mentang mouse optik gratisan, bonus pembelian dari netbook, mungkin dengan kualitas dibawah rata-rata.

Saya coba melakukan trouble shooting, dan saya temukan bahwa kabel pada ujung soket USB yang bermasalah.

Dalam kabel mouse terdiri dari empat buah kabel berukuran kecil, yaitu dua buah kabel power supply 5 VDC (plus dan minus) dan dua buah kabel data. Karena sering bergerak, salah satu kabel data ada yang putus. Untuk memperbaiki hal tersebut, siapkan alat:
  • AVO meter atau Multi Tester
  • Pisau cutter
  • Solder dan timah
  • Isolasi
Berikut langkahnya:
  1. Potong kabel minimal 10 cm dari ujung soket USB
  2. Gunakan AVO meter atau Multi Tester untuk menandai warna dan posisi kabel (identifikasi), seperti gambar berikut
  3. Buka cover soket USB dengan memotong vertikal, gunakan pisau cutter, dan usahakan ditengah agar hasilnya terlihat rapih
  4. Lepas solderan kabel 10 cm yang tadi dipotong pada terminal soket USB
  5. Solder kabel mouse pada terminal soket USB. Perhatikan warna dan posisi kabel, harus tepat jangan sampai terbalik
  6. Isolasi cover agar tertutup. Contoh hasilnya seperti gambar dibawah ini

Lanjut baca »»

Tegangan listrik 3 fase yang biasa dinotasikan dengan kawat R - S - T, kalau diukur dengan Volt meter, antar fasenya (R-S, atau R-T, ataupun S-T) akan menunjukkan angka 380 V. Tetapi bila tiap fase tersebut dihubungkan dengan kawat netral (R-N, atau S-N, ataupun T-N), akan menunjukkan angka 220 V. Bagaimana hal tersebut bisa terjadi?

Pada jaringan listrik 3 fase 380 V, yang membedakan fase R - S - T adalah sudut fasenya, yaitu berselisih 120°. Bila kita gambarkan, akan tampak seperti dibawah ini

Dengan mengambil salah satu bilahnya, akan tampak seperti gambar berikut

Kita gunakan aturan segitiga, dimana jumlah sudut yang ada dalam segitiga adalah sebesar 180°, diperoleh sudut RTN dan TRN masing-masing sebesar (180°-120°) / 2 = 30°

Setelah itu kita gunakan aturan sinus,
380 V / sin 120° = RN / sin 30°
380 V sin 30° = RN sin 120°
190 V = 0,886 RN
RN = 190 V / 0,866
RN = 220 V

Begitulah kiranya tegangan listrik 3 Fase 380 V bisa menjadi 1 fase 220 V, matematika memang ajaib.

Lanjut baca »»

Tegangan listrik 220 V seperti pada jaringan listrik di rumah, yang menjadi tahap akhir dari jaringan transmisi listrik PLN, merupakan jenis listrik satu fase, dimana menggunakan dua buah kawat dengan satu buah kawat fase (setrum) dan satu buah kawat netral.

Untuk membedakan mana kawat setrum dan mana kawat netral (non setrum), bisa kita gunakan sebuah tespen. Sentuhkan tespen pada dua buah kawat tersebut, bila tespen menyala, menandakan kawat setrum, dan bila tidak menyala, menandakan kawat netral.
Hati-hati dengan kawat setrum, karena akan memberikan efek kejut bila ada anggota badan kita yang sengaja atau tidak sengaja menyentuhnya.

Sebenarnya listrik satu fase ini berasal dari jaringan listrik tiga fase, yang dinotasikan dengan kawat R - S - T. Kawat R - S - T sendiri memiliki tegangan listrik 380 V antar fase, biasa digunakan untuk keperluan industri, terutama untuk motor-motor listrik berdaya besar.

Untuk membuat listrik satu fase, cukup menghubungkan fase R dengan netral (dinotasikan dengan N), atau menghubungkan fase S dengan N, ataupun menghubungkan fase T dengan N. Lihat gambar dibawah ini, listrik tiga fase R - S - T masuk ke breaker utama 3 fase, keluarannya masuk ke breaker-breaker pembagi untuk dijadikan listrik satu fase.


Lanjut baca »»

Kapasitansi efektif atau nilai total (Ct) hubungan dua buah kapasitor atau lebih secara seri, dihitung dengan menggunakan persamaan yang pernah ditulis untuk hubungan pararel pada hambatan atau resistor, digunakan rumus:

1/Ct = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + · · · · · · + 1/Cn

dimana:
C1, C2, C3 = kapasitansi setiap komponen
Cn = kapasitansi pada n buah komponen

Contoh soal:
Lihat gambar dibawah ini, berapa nilai kapasitansi efektif yang diberikan rangkaian?

Penyelesaian:
1/Ct = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
1/Ct = 1/47 + 1/22 + 1/10
1/Ct = 1724/10340
1724Ct = 10340
Ct = 10340/1742
Ct = 6 µF

Kesimpulan:
  1. Persamaaan hubungan seri kapasitor-kapasitor sama dengan persamaan hubungan pararel pada hambatan
  2. Kapasitansi efektif (Ct) sebuah rangkaian kapasitor seri selalu lebih kecil dari nilai kapasitor terkecil yang ada di dalam rangkaian.

Lanjut baca »»

Menyambungkan dua buah kapasitor atau lebih secara pararel dapat disamakan dengan menjumlahkan luas pelat dari masing-masing kapasitor tesebut.

Dengan alasan ini, kapasitansi efektif atau nilai total (Ct) sebuah rangkaian kapasitor pararel adalah sama dengan jumlah kapasitansi dari semua kapasitor di dalam rangkaian. Persamaan hubungan pararel kapasitor tersebut sama dengan yang pernah ditulis untuk hubungan seri pada hambatan, dapat menggunakan rumus:

Ct = C1 + C2 + C3 + · · · · · · + Cn

dimana:
C1, C2, C3 = kapasitansi setiap komponen
Cn = kapasitansi pada n buah komponen

Contoh soal:

Pada gambar diatas, berapa nilai kapasitansi efektif yang diberikan rangkaian?

Penyelesaian:
Ct = C1 + C2 + C3
Ct = 47 µF + 10 µF + 2,2 µF = 59,2 µF

Kesimpulan:
  1. Persamaaan hubungan pararel kapasitor-kapasitor sama dengan persamaan hubungan seri pada hambatan
  2. Kapasitansi efektif (Ct) sebuah rangkaian kapasitor pararel selalu lebih besar dari nilai kapasitor terbesar yang ada di dalam rangkaian.

Lanjut baca »»

Nilai kapasitansi seringkali dicetak pada badan kapasitor, akan tetapi karena tidak terdapat cukup ruang pada badan kapasitor-kapasitor berukuran kecil, nilai-nilai kapasitansi ini harus dikodekan.


Kode yang digunakan terdiri dari tiga digit. Dua digit pertama kode adalah dua digit pertama dari nilai kapasitor yang bersangkutan, dalam satuan pikofarad (pF). Digit ketiga merepresentasikan jumlah angka nol yang terdapat di belakang kedua digit tadi.

Contoh soal 1:
Berapakah nilai kapasitansi kapasitor yang terlihat pada gambar diatas?

Penyelesaian:
Seperti yang telihat, kapasitor memiliki kode 104, berarti bahwa 10 diikuti dengan 4 buah angka nol di belakangnya. Dengan menggunakan nilai konversi satuan, maka
C = 100000 pF
C = 100 nF
C = 0,1 µF

diperoleh nilai kapasitor pada gambar diatas adalah 0,1 µF

Contoh soal 2:
Berapakah nilai kapasitor dengan kode 223, 122, dan 471?

Penyelesaian:
  1. Kode 223 berarti bahwa 22 diikuti dengan 3 buah angka nol di belakangnya. Nilai ini adalah 22000 pF, sama dengan 22 nF
  2. Kode 122 berarti bahwa 12 diikuti dengan 2 buah angka nol di belakangnya. Nilai ini adalah 1200 pF, sama dengan 1,2 nF
  3. Kode 471 berarti bahwa 47 diikuti dengan 1 buah angka nol di belakangnya. Nilai ini adalah 470 pF, sama dengan 0,47 nF

Lanjut baca »»

Sebuah kapasitor terdiri dari dua belah pelat logam dengan sebuah lapisan isolator (penyekat) di antara kedua pelat tersebut. Lapisan isolator yang digunakan dapat berupa sebuah lempengan plastik tipis, namun dalam beberapa jenis kapasitor lapisan ini adalah udara.


Gambar diatas memperlihatkan contoh-contoh kapasitor dan gambar dibawah merupakan simbol kapasitor.

Apabila sebuah kapasitor disambungkan ke sumber DC, elektron-elektron akan berkumpul pada pelat yang tersambung ke terminal negatif sumber. Elektron-elektron ini akan menolak elektron-elektron yang ada pada pelat di seberangnya. Elektron-elektron yang tertolak akan mengalir menuju terminal positif sumber.

Sebuah kapasitor yang disambungkan seperti ini ke sebuah sumber daya dengan seketika akan menjadi bermuatan. Tegangan antara kedua pelatnya adalah sama dengan tegangan sumber daya. Ketika kapasitor tersebut dilepaskan dari sumber daya, kapasitor tetap mempertahankan muatannya. Karena lapisan isolator yang ada pada kapasitor, arus tidak dapat mengalir melewati kapasitor. Kapasitor akan tetap bermuatan hingga waktu yang tak terbatas. Dengan alasan ini, kapasitor sangat berguna untuk menyimpan muatan listrik.

Kapasitansi
Kemampuan sebuah kapasitor untuk menyimpan muatan listrik disebut sebagai kapasitansi kapasitor, dengan simbol C. Satuan untuk kapasitansi adalah farad, yang disimbolkan dengan F. Satu farad didefinisikan sebagai jumlah muatan listrik yang dapat disimpan (dalam satuan coulomb) per satuan tegangan.

kapasitansi = muatan / tegangan

Contoh:
Muatan yang tersimpan pada sebuah kapasitor adalah 6 coulomb. Tegangan antara kedua pelatnya adalah 2 V. Berapakah kapasitansinya?

Penyelesaian:
kapasitansi = 6 / 2 = 3 F

Nilai-nilai Kapasitor
Kapasitor-kapasitor dibuat dengan suatu nilai yang mirip dengan nilai-nilai referensi bagi resistor. Kapasitor memiliki toleransi yang lebih tinggi dibandingkan dengan resistor, sehingga kita tidak merasa perlu untuk membuat sebanyak 24 buah nilai di dalam kisaran tersebut. Nilai-nilai kapasitansi di dalam kisaran ini adalah:
1,0     1,2     1,5     1,8     2,2     2,7     3,3     3,9     4,7     5,6     6,8     8,2
Nilai-nilai ini berulang kembali dengan kelipatan-kelipatan 10.

Lanjut baca »»

Sebuah thermistor dibuat dari bahan semikonduktor. Komponen ini dapat dibuat dalam bentuk piringan, batangan, atau butiran. Thermistor butiran memiliki ukuran diameter yang hanya beberapa milimeter. Pada beberapa thermistor butiran, butir semikonduktornya dibungkus oleh sebuah kapsul kaca.


Karena ukurannya yang sangat kecil, thermistor butiran dapat memberikan reaksi yang sangat cepat terhadap perubahan suhu. Thermistor memiliki dua buah kaki terminal.

Sebagian besar thermistor memiliki tahanan yang nilainya akan semakin mengecil dengan bertambahnya suhu. Thermistor jenis ini disebut sebagai thermistor koefisien suhu negatif (negative temperature coefficient) atau thermistor ntc.

Terdapat pula thermistor yang memiliki tahanan yang nilainya akan semakin membesar dengan bertambahnya suhu. Thermistor jenis ini disebut sebagai thermistor koefisien suhu positif (positive temperature coefficient) atau thermistor ptc.

Thermistor digunakan di dalam rangkaian-rangkaian pengukur suhu atau yang memberikan tanggapan-tanggapan tertentu terhadap perubahan suhu. Komponen ini juga dapat digunakan di dalam rangkaian-rangkaian yang akan mengalami gangguan, atau bahkan kerusakan, akibat perubahan suhu.

Kesimpulan:
  • Thermistor merupakan jenis resistor yang nilainya dipengaruhi oleh suhu
  • Terdapat dua jenis thermistor, yaitu ntc dan ptc
  • Thermistor ntc mempunyai nilai tahanan semakin kecil dengan bertambahnya suhu
  • Thermistor ptc mempunyai nilai tahanan semakin besar dengan bertambahnya suhu

Dibawah ini adalah simbol thermistor

Lanjut baca »»

Sebuah light dependent resistor atau biasa disingkat LDR, terdiri dari sebuah piringan bahan semikonduktor dengan dua buah elektroda pada permukaannya. Secara fungsinya, LDR merupakan jenis resistor yang nilainya dipengaruhi oleh cahaya.


Dalam keadaan lingkungan yang gelap atau dibawah cahaya yang redup, bahan piringan mengandung elektron bebas dalam jumlah yang relatif sangat kecil. Hanya tersedia sedikit elektron bebas untuk mengalirkan muatan listrik. Hal ini berarti bahwa, bahan bersifat konduktor yang buruk untuk arus listrik. Dengan kata lain, nilai tahanan bahan sangat tinggi.

Dalam keadaan lingkungan dengan cahaya yang cukup terang, lebih banyak elektron dapat melepaskan diri dari atom-atom bahan semikonduktor ini. Terdapat lebih banyak elektron bebas yang dapat mengalirkan muatan listrik. Dalam keadaan ini, bahan bersifat sebagai konduktor yang baik. Tahanan listrik bahan rendah. Semakin terang cahaya yang mengenai bahan, semakin banyak pula elektron yang tersedia, dan semakin rendah pua tahanan listrik bahan ini.

Kesimpulan:
  • LDR merupakan jenis resistor yang nilainya dipengaruhi oleh cahaya
  • Dalam keadaan gelap, nilai tahanan LDR sangat tinggi
  • Dalam keadaan terang, nilai tahanan LDR sangat rendah

Dibawah ini adalah simbol LDR

Lanjut baca »»

Energi listrik dibangkitkan dengan tegangan sekitar 10 kV. Sebelum mendistribusikan daya listrik, sebuah transformator atau trafo di stasiun pembangkit akan menaikkan tegangan menjadi 66 kV, 132 kV, atau bahkan 400 kV. Daya listrik di Indonesia didistribusikan melalui jaringan PLN pada level tegangan ini.

distribusi jaringan listrik PLN
Sebelum disalurkan kepada pelanggan, trafo-trafo lokal akan menurunkan tegangan listrik (secara bertahap) menjadi 220 V. Tahap akhir dari transformator tegangan ini, menjadi 220 V untuk digunakan oleh sekelompok pemakai, dapat dilakukan oleh sebuah trafo yang dipasang pada tiang-tiang listrik.

Transformator memainkan peranan vital dalam proses ditribusi daya. Trafo hanya dapat bekerja dengan listrik AC. Hal ini merupakan salah satu alasan mengapa daya listrik PLN dipasok dalam bentuk arus bolak-balik.

Rugi-Rugi Daya
Rugi-rugi daya yang terjadi selama proses transmisi dapat dihitung dengan cara sebagai berikut. Umpamakan bahwa tahanan kabel daya yang menghubungkan stasiun pembangkit dengan sebuah rumah adalah 1 Ω. Umpamakan bahwa berbagai perangkat di rumah tersebut menggunakan daya pada rating 6 kW. Asumsikan bahwa arus didistribusikan dengan tegangan sumber 220 V.

Pertama hitunglah arus listrik
I = P / V = 6 kW / 220 V = 6000 W / 220 V = 27,3 A
Lalu hitunglah rugi-rugi daya yang terjadi pada kabel
P = I2 x R = (27,32 A)2 x 1 Ω = 745,29 W
Prosentase rugi-rugi daya dari seluruh daya yang diberikan ke rumah sebesar
745,29 W / 6000 W x 100% = 12%

Sekarang, perhatikan apa yang terjadi apabila tegangan dinaikkan menjadi 132 kV.
Pada tegangan yang lebih tinggi, besarnya arus listrik adalah
I = P / V = 6 kW / 132 kV = 6000 W / 132.000 V = 0,045 A
Rugi-rugi daya yang terjadi pada kabel
P = I2 x R = (0,045 A)2 x 1 Ω = 0,002 W
Prosentase rugi-rugi daya dari seluruh daya yang diberikan ke rumah menjadi
0,002 W / 6000 W x 100% = 0,00003%

Besarnya rugi-rugi daya tegangan transmisi 132 kV hanyalah 0,00003% dari seluruh daya yang diberikan kerumah. Sehingga kita dapat mengabaikan rugi-rugi yang terjadi pada jarak yang relatif pendek setelah tegangan diturunkan menjadi 220 V. Hal ini merupakan alasan utama mengapa energi listrik didistribusikan pada tegangan tinggi.

Lanjut baca »»

Rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) disebut juga sebagai rangkaian pembagi potensial (potential divider). Input ke sebuah rangkaian pembagi tegangan adalah tegangan Vin.

Tegangan Vin tersebut menggerakkan arus I untuk mengalir melewati kedua resistor. Karena kedua resistor terhubung secara seri, maka arus yang sama mengalir melewati tiap-tiap resistor.

Tahanan efektif dari kedua resistor seri ini adalah R1 + R2. Jatuh tegangan pada gabungan kedua resistor ini adalah Vin, menurut Hukum Ohm arus yang mengalir adalah
I = Vin / (R1 + R2)
Tegangan pada R2 menjadi
Vout = I x R2
Mensubstitusikan I dengan persamaan pertama, menghasilkan
Vout = Vin x R2 / (R1 + R2)

Persamaan ini adalah persamaan untuk menghitung tegangan output yang dihasilkan oleh sebuah rangkaian pembagi tegangan. Dengan memilih dua buah resistor dengan nilai tahanan yang sesuai, kita dapat memperoleh nilai tegangan output manapun didalam kisaran 0 V hingga Vin.

Contoh soal:
Pada rangkaian pembagi tegangan seperti gambar diatas, Vin = 6 V, R1 = 220 Ω, dan R2 = 390 Ω. Hitunglah Vout yang dihasilkan

Penyelesaian:
Vout = Vin x R2 / (R1 + R2)
Vout = 6 x 390 / (220 + 390) = 3,84 V

Lanjut baca »»

Didalam sebuah rangkaian campuran, sebagian di antara resistor-resistor ada yang terhubung secara seri sedangkan lainnya terhubung secara pararel. Untuk menghitung nilai Rt pada rangkaian seri-pararel tersebut, carilah kelompok-kelompok resistor yang semuanya terhubung secara seri atau yang semuanya terhubung secara pararel.

Gambarkan kembali rangkaian itu, dengan menggantikan tiap-tiap kelompok resistor menjadi sebuah resistor ekivalen. Secara bertahap, sederhanakanlah rangkaian tersebut hingga menghasilkan sebuah Rt atau tahanan akhir tunggal.

Contoh soal:
Berapakan nilai Rt atau tahanan ekivalen rangkaian campuran resistor dibawah ini?

Penyelesaian:
Pada gambar diatas tahanan-tahanan 56 Ω dan 33 Ω terhubung secara pararel, kemudian hubungan pararel ini dihubung seri dengan tahanan 47 Ω.

Buat tahanan ekivalen Rt1 untuk hubungan pararel tahanan 56 Ω dan 33 Ω, dengan rumus pararel
1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + · · · · · · + 1/Rn, maka
1/Rt1 = 1/56 + 1/33
1/Rt1 = 89/1848
89Rt1 = 1848
Rt1 = 1848/89
Rt1 = 20,8 Ω

Hubungan pararel tahanan 56 Ω dan 33 Ω dapat digantikan dengan tahanan ekivalen sebesar 20,8 Ω . Penyederhanaan ini menghasilkan dua buah tahanan yang terhubung secara seri, yaitu 20,8 Ω dan 47 Ω.

Nilai tahanan ekivalen rangkaian seri ini, sesuai rumus seri
Rt = R1 + R2 + R3 + · · · · · · + Rn, maka
Rt = 20,8 + 47
Rt = 67,8 Ω

Sehingga diperoleh Rt atau sebuah tahanan ekivalen sebesar 67,8 Ω

Lanjut baca »»

Kode cetak pada resistor digunakan untuk menggantikan kode warna resistor. Kode semacam ini disebut juga sebagai kode BS1852.

Kode cetak ini menggunakan salah satu di antara ketiga huruf dibawah ini, untuk mengindikasikan satuan dan posisi titik desimal dari nilai tahanan. Ketiga huruf tersebut adalah:
R = Ohm
K = kiloOhm
M = MegaOhm


Lihat tabel berikut ini

Terdapat pula sebuah huruf yang ditambahkan di akhir kode untuk mengindikasikan nilai toleransi, yaitu
G = ± 2 %
J = ± 5 %
K = ± 10 %
L = ± 20 %

Contoh soal:
Berapakah nilai tahanan dari resistor-resistor yang ditandai dengan kode
(a) 33K, (b) 4M7, (c) 2K2, (d) 1R8J, (e) 27KK

Penyelesaian:
(a) 33 kΩ
(b) 4,7 MΩ
(c) 2,2 kΩ
(d) 1,8 Ω ± 5 %
(e) 27 kΩ ± 10 %

Lanjut baca »»

Dalam suatu kasus atau soal, hasil penyelesaian diperoleh nilai dalam bentuk bilangan yang sangat besar atau sangat kecil, hingga merepotkan saat kita menuliskannya. Lalu bagaimana mengkonversi nilai-nilai hasil tersebut menjadi ringkas?

Untuk itu pergunakan nilai satuan konversi seperti tabel dibawah ini, berikut simbol satuan yang biasa digunakan dalam pelajaran teknik elektro, dengan nilai antara lain Tera, Giga, Mega, kilo, mili, mikro, nano, piko, femto

Contoh soal:
Berapakah arus yang mengalir pada sebuah rangkaian dengan sumber tegangan 12 V dan sebuah resistor dengan nilai 56 kΩ ?

Penyelesaian:
Berdasarkan rumus Hukum Ohm seperti yang pernah ditulis,
I = V / R
I = 12 V / 56 kΩ
I = 12 V / 56.000 Ω
I = 0,0002143 A
I = 0,2143 mA
I = 214,3 µA
Diperoleh arus yang mengalir yaitu 214,3 µA

Lanjut baca »»

Empat buah cincin berwarna dipergunakan untuk mengindikasikan nilai tahanan pada sebuah resistor tetap. Cincin-cincin ini ditempatkan saling berdekatan di salah satu ujung badan resistor. Warna tiap-tiap cincin merepesentasikan sebuah bilangan.


Membaca kode warna ini dari ujung resistor terdekat, kita dapat mengetahui bahwa warna-warna tersebut memiliki arti:
  1. Cincin pertama, merupakan digit pertama dari nilai tahanan
  2. Cincin kedua, merupakan digit kedua dari nilai tahanan
  3. Cincin ketiga, merupakan faktor pengali (sebuah nilai pemangkatan bilangan 10, atau banyaknya angka nol di belakang digit kedua)
  4. Cincin keempat, merupakan toleransi dari nilai tahanan

Tabel di bawah memperlihatkan arti dari warna-warna pada badan resistor

Contoh soal:
Berapakah nilai tahanan atau nilai resistansi sebuah resistor yang terlihat pada gambar diatas?

Penyelesaian:
Terlihat bahwa cincin pertama, kedua, ketiga, dan keempat, mempunyai warna coklat, hitam, merah, dan emas, maka
  • Coklat = 1
  • Hitam = 0
  • Merah = 2
  • Emas = 5%
  • Nilai tahanannya menjadi 10 x 102 ± 5% = 1000 ± 5% = 950 ~ 1050 Ω
  • Dipasaran, nilai referensi tahanannya adalah 1 kΩ

Lanjut baca »»

Didalam kebanyakan rangkaian listrik, kita menyambungkan berbagai komponan rangkaian dengan menggunakan kawat-kawat tembaga. Hal ini disebabkan karena tembaga adalah sebuah bahan konduktor listrik yang sangat baik. Tembaga memiliki tahanan listrik yang sangat rendah.

Akan tetapi, sejumlah sambungan pada rangkaian membutuhkan tahanan listrik yang lebih besar daripada yang dapat diberikan oleh kawat tembaga. Inilah alasan mengapa kita membutuhkan resistor. Gambar dibawah memperlihatkan sebuah resistor tetap (fixed resistor) yang umum digunakan pada rangkaian elektronik

Gambar dibawah ini memperlihatkan dua simbol yang berbeda, yang digunakan untuk mempresentasikan resistor-resistor didalam sebuah diagram rangkaian listrik dan elektronik

Nilai-nilai Referensi
Resistor seperti gambar diatas, dijual pada suatu kisaran nilai tahanan tertentu, mulai dari kurang dari 1 Ω hingga maksimum 10 MΩ. Resistor tersebut dibuat dengan nilai-nilai tahanan tertentu (dalam satuan ohm atau Ω), dengan referensi berikut ini
1,0     1,1     1,2     1,3     1,5     1,6     1,8     2,0     2,2     2,4     2,7     3,0     3,3     3,6     3,9     4,3     4,7     5,1     5,6     6,2     6,8     7,5     8,2     9,1

Setelah 24 nilai seperti yang telah ditulis, urutan nilai yang sama akan diulangi dalam kelipatan-kelipatan puluhan
10     11     12     13     hingga     91, kemudian
100     110     120     130     hingga     910, selanjutnya
1 k     1,1 k     1,2 k     hingga     9,1 k, lalu
10 k     11 k     12 k     hingga     91 k, kemudian
100 k     110 k     120 k     hingga     910 k, selanjutnya
1 M     1,1 M     1,2 M     hingga     9,1 M dan 10 M

Lanjut baca »»

Didalam rangkaian tertutup yang dihubungkan secara pararel, jumlah tegangan disembarang tempat dalam rangkaian adalah sama. Sedangkan jumlah aliran arus dan jumlah hambatan dapat berubah-ubah. Untuk mengetahui besarnya jumlah tegangan dan jumlah hambatan pada rangkaian pararel, dapat menggunakan rumus:

It = I1 + I2 + I3 + · · · · · · + In
1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + · · · · · · + 1/Rn
Vt = V1 = V2 = V3 = · · · · · · = Vn


Dimana:
Vt = jumlah tegangan
Rt = jumlah hambatan
It = jumlah arus
V1, V2, V3 = tegangan setiap sumber
R1, R2, R3 = hambatan setiap komponen
I1, I2, I3 = arus melalui setiap saluran
Vn = tegangan pada n buah sumber
Rn = hambatan pada n buah komponen
In = arus pada n buah saluran

Contoh soal 1:
Berapakah jumlah hambatan yang dihasilkan pada pemasangan pararel tiga buah beban listrik yang bernilai 12 Ω, 10 Ω, 6 Ω ?

Penyelesaian:
1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 = 1/12 + 1/10 + 1/6
1/Rt = 42/120
42Rt = 120
Rt = 120/42 = 2,86 Ω

Contoh soal 2:
Berapakah jumlah tegangan dan arus yang dihasilkan pada pemasangan pararel tiga buah batre yang bertegangan dan arus masing-masing 1,5 V dan 2 A ?

Penyelesaian:
It = I1 + I2 + I3 = 2 + 2 + 2 = 6 A
Vt = V1 = V2 = V3 = 1,5 V
Jumlah tegangan yang dihasilkan adalah tetap 1,5 V dan arusnya sebesar 6 A, lihat gambar dibawah ini

Lanjut baca »»

Didalam rangkaian tertutup yang dihubungkan secara seri, aliran arus disembarang tempat dalam rangkaian adalah sama. Sedangkan jumlah tegangan dan jumlah hambatan dapat berubah-ubah. Untuk mengetahui besarnya jumlah tegangan dan jumlah hambatan pada rangkaian seri, dapat menggunakan rumus:

Vt = V1 + V2 + V3 + · · · · · · + Vn
Rt = R1 + R2 + R3 + · · · · · · + Rn
It = I1 = I2 = I3 = · · · · · · = In


Dimana:
Vt = jumlah tegangan
Rt = jumlah hambatan
It = jumlah arus
V1, V2, V3 = tegangan setiap sumber
R1, R2, R3 = hambatan setiap komponen
I1, I2, I3 = arus melalui setiap saluran
Vn = tegangan pada n buah sumber
Rn = hambatan pada n buah komponen
In = arus pada n buah saluran

Contoh soal 1:
Berapakah jumlah tegangan dan arus yang dihasilkan pada pemasangan seri tiga buah batre yang bertegangan dan arus masing-masing 1,5 V dan 1 A ?

Penyelesaian:
Vt = V1 + V2 + V3 = 1,5 + 1,5 + 1,5 = 4,5 V
It = I1 = I2 = I3 = 1 A
Jumlah tegangan yang dihasilkan sebesar 4.5 V dan arusnya tetap sebesar 1 A, lihat gambar dibawah ini


Contoh soal 2:
Berapakah jumlah hambatan yang dihasilkan pada pemasangan seri tiga buah beban listrik yang bernilai 12 Ω, 10 Ω, 6 Ω ?

Penyelesaian:
Rt = R1 + R2 + R3 = 12 + 10 + 6 = 28 Ω

Berdasarkan uraian diatas, maka dapat diambil kesimpulan bahwa:
  1. Jumlah tegangan dari sejumlah sumber listrik yang dihubungkan seri adalah jumlah dari masing-masing tegangannya
  2. Jumlah hambatan dari sejumlah beban atau komponen listrik yang dihubungkan seri adalah jumlah masing-masing hambatannya
  3. Arus dalam rangkaian seri adalah sama dalam semua bagian-bagian rangkaian.

Lanjut baca »»