Pengenalan arus, tegangan dan tahanan listrik

10,097 views
9,911 views

Published on

0 Comments
10 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
10,097
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
10
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Pengenalan arus, tegangan dan tahanan listrik

  1. 1. Pengenalan Arus, Tegangan dan Tahanan ListrikArus, Tegangan dan Tahanan ListrikMateri ‘Listrik’ adalah sekumpulan teori dan hukum yang dibuat oleh ahli dalam usahanya untukmenjelaskan hasil dan pengamatan setelah bertahun-tahun melakukan percobaan.Listrik merupakan salah satu bentuk tenaga yang tak dapat dilihat, walaupun pengaruhnya bisaberbentuk panas, magnit dan reaksi kimia. Pengaruh tersebut dipakai oleh alat-alat listrik kita sehari-hariuntuk memberi kita sesuatu seperti cahaya, panas, gerak, batterei dan lain sebagainya.Istilah dasar listrik seperti Tegangan, Arus, dan Tahanan dipakai untuk menggambarkan aspek-aspeklistrik yang berbeda seperti kekuatan listrik (tekanan), gerak listrik dan lawan dari gerak.Sebelum menjelaskan lebih jauh lagi istilah dasar, perlu untuk mengenal struktur ‘Rangkaian Dasar’ danmelihat ‘Teori Atom Listrik’.Teori Atom ListrikPara ahli berpikir bahwa listrik diproduksi oleh partikel yang sangat kecil sekali yang bermuatan listrik,disebut elektron dan proton. Partikel-partikel tersebut sangat kecil untuk dilihat, tetapi ada disetiap benda.Proton ditemukan di pusat kumpulan atom didalam inti. Elektron mengelilingi inti. inti juga berisi neutronyang tidak mempunyai muatan listrik.Gambar 1. Struktur AtomGabungan proton, elektron, dan neutron membentuk atom dasar. Semua benda yang kita ketahuimenggunakan bermacam-macam atom dasar seperti bangunan yang tersusun untuk membentukkarakteristiknya sendiri-sendiri.Inti (Nucleus)Nucleus terdiri dari kumpulan atom yang sangat banyak. Proton dan neutron terkandung dalam nucleus.Electron mengelilingi sekitar nucleus.1. ProtonAtom sendiri dapat dibagi dalam partikel yang disebut proton, elektron, dan neutron. Sebuah protondiasumsikan sebagai sebuah pertikel kecil yang bermuatan listrik positif. Proton merupakan bagiantengah, pusat, nucleus dari atom. Sejumlah proton didalam sebuah atom berbeda dari unsur yangsatu dengan unsur lainnya.2. ElektronSebuah elektron merupakan sebuah partikel kecil yang mempunyai muatan listrik negative.Elektron lebih berat daripada proton tetapi pengaruh listriknya benar-benar seimbang atau sama ratadaripada proton.Elektron memutari orbitnya disekitar nucleus dan mungkin dalam situasi tertentu bergerak dari satuatom menuju atom lainnya.Arus, Tegangan, dan Tahanan Listrik
  2. 2. 3. NeutronNeutron adalah sebuah partikel didalam atom nucleus yang tidak mempunyai muatan listrik.Pernah dikira susunannya menempel pada sebuah proton, tetapi saat ini neutron dianggap sebagaipartikel yang terpisah. Neutron dan proton dipercaya sebagai dasar bangunan batu yang semuanyatersusun dari inti atom.Atom Bermuatan ListrikAtom terdiri dari jumlah proton dan elektron yang sama, bisa mengandung listrik netral atau seimbang.Atom bisa menjadi tidak seimbang karena penyusunan kembali elektron, dan oleh karena hal tersebutmungkin bisa bermuatan ‘positive’ atau ‘negative’.Apabila hal ini terjadi atom tersebut dinamakan ‘ION’.Ion dan IonisasiDefinisi Apabila sebuah atom normal habis atau mencapai sebuah elektron,keseimbangan listrik terganggu dan atom menjadi terionisasi atau bermuatan listrik.Contoh: Atom HeliumDiagram 2. Atom Normal – Positif dan Negatif seimbang.4 proton, 4 elektronDiagram 3 Ion Positif (kekurangan elektron)Bermuatan positifDiagram 4. Ion Negatif (kelebihan elektron)Bermuatan NegatifAtom yang membawa muatan listrik disebut ion, proses pembentukan ion dinamakan ionisasi.
  3. 3. ArusTeori Aliran Arus ElektronApabila kekuatan listrik (Voltase) diterapkan pada sebuah konduktor, elektron dari tiap-tiap atommenekan keluar dari orbitnya dan menjadi “elektron bebas” yang mampu berpindah ke atom yang lainDiagram 5. Perpindahan elektron dari atom ke atom laindidalam konduktorPerpindahan elektron disebut “Aliran Elektron”.Elektron bergerak dari terminal negatif menuju terminal positif dalam sumber listrik pada rangkaian listrik.Teori Aliran Arus KonvensionalPada awalnya di tahun 1800-an para ahli tidak mengetahui tentang perpindahan elektron. Dan melaluiperundingan konvensi mereka menganggap bahwa apa yang terjadi didalam konduktor yakni“Perpindahan Listrik dari Positif menuju Negatif”.Teori aliran arus konvensional terkatung-katung terlalu lama, banyak ahli yang memperdebatkan bahwateori aliran arus elektron tersebut tidak tentu benar, sehingga saat ini kita mempunyai dua teori.Simbol elektronik dan kedua teori tersebut digambarkan dalam buku referensi.Catatan :Tetapi kalau dijelaskan secara spesifik, teori aliran arus yang dipakai dalam pelajaran kelistrikanotomotif yaitu” Aliran Arus Konvensional”.“ Perpindahan arus dari positif ke negatif”Istilah ListrikArusPerpindahan ArusDiagram 6. Aliran ArusApabila anda menyambung sebuah batterei dan lampu dengan menggunakan kabel tembaga sepertiyang digambarkan diatas, lampu tersebut akan menyala. Hal ini disebabkan karena perpindahan (aliran)listrik dari terminal baterai, didalam kabel tembaga, lampu dan kembali lagi menuju batterei melaluiterminal tembaga.Ampere (amps)
  4. 4. Merupakan satuan pengukuran dari aliran arus listrik; sama dengan kata amp, huruf “I”, dan “A” jugadipakai untuk menunjukkan aliran arus.Besaran Simbol Satuan Pengukuran SimbolArus I Ampere (amp) ATeganganKekuatan Listrik (tekanan)Diagram 7. Tegangan – Tekanan ListrikApabila sebuah lampu dihubungkan dengan batterei dan kabel, arus akan mengalir dari batterei menujulampu dan lampu tersebut akan menyala.Hal ini terjadi karena adanya kelebihan muatan negatif pada terminal negatif (-) dan berkurangnyamuatan negatif pada terminal positif (+). Ketidakseimbangan muatan listrik tersebut menyebabkantekanan listrik. Tekanan listrik menyebabkan aliran arus pada rangkaian tersebut.Apabila terjadi ketidakseimbangan muatan listrik, pelepasan menyebabkan tekanan, beban, ataukekuatan listrik antara muatan positif dan negatif yang mencoba untuk menyeimbangkan kembali. Sebabkekuatan listrik potensial untuk melakukan pekerjaan tersebut.Perbedaan antara muatan listrik dinamakan ‘perbedaan potensial’ atau PD. Satuan pengukurannya yaituvolt dengan simbol V. Tekanan elektromotif juga dipakai dengan simbol E atau EMF.Besaran Simbol Satuan Pengukuran SimbolPerbedaanpotensialPD Volt E atau VTekananElektromotifEMFTahananPerlawanan dari aliran listrikDiagram 8. Filamen lampu bolam memberikan perlawanan aliran arus.Dalam sebuah rangkaian listrik, komponen seperti lampu bolam, akan membatasi aliran arus.Seluruh komponen dan rangkaian listrik mempunyai tahanan yang akan menyebabkanperlawanan aliran arus.Bagian tahanan dari tiap-tiap rangkaian dipakai untuk mengubah energi listrik menjadi bentuk lain.
  5. 5. Hukum Ohm menyatakan bahwa arus yang mengalir pada suaturangkaian sebanding dengan tegangan pada rangkaian danberbanding terbalik dengan resistansi rangkaian dalam keadaankonstan.Contoh: Bola Lampu - CahayaCoil - MagnitElemen - PanasOhmSatuan pengukuran ini dipakai untuk tahanan aliran arus. Juga diwakili dengan huruf “R” atau simbol Ω.Besaran Simbol Satuan Pengukuran SimbolTahanan R Ohm ΩHukum OhmGeorge Ohm dalam experimennya menunjukkan adanya hubungan atara tegangan, arus, dan tahanan.Diagram berikut ini menunjukkan penjelasan yang lebih mudah dari apa yang telah diterangkansebelumnya.Diagram 9. Perubahan Tegangan.Apabila kita meningkatkan tegangan dalam sirkuit, arus juga akan meningkat. Apabila kita menurunkantegangan didalam sirkuit, arus akan turun juga.Catatan:Untuk mempermudah penjelasan, perlu diingat bahwa tahanan lampu tetap konstan.Diagram 10. Perubahan Tahanan.Jika kita meningkatkan tahanan dalam sirkuit, arus akan menurun. Jika kita menurunkan tahanan dalamsirkuit, arus akan meningkat.Catatan:Tegangan tetap konstan.
  6. 6. Rumus Hukum OhmGeorge Ohm juga menyatakan dalilnya dalam bentuk rumus. Ini merupakan rumus dasar yang digunakanuntuk menghitung nilai listrik. Nilai tersebut bisa dihitung selama dua nilai lainnya diketahui.Rumus : I = ERDimana I = Arus listrik diukur dalam ampere.E = Tekanan listrik diukur dalam Volt.R = Hambatan/Tahanan diukur dalam Ohm.Untuk menentukan tegangan jika arus dan tahanan diketahui, kita ubah rumus sebelumnya.E = I x RJuga bisa diubah untuk menentukan tahanan jika arus dan tegangan diketahui.R = EICara yang mudah untuk mengingat dasar Hukum Ohm yaitu mengingat lingkaran kecil yang ditunjukkanpada diagram dibawah ini.Jika anda mengetahui adanya dua nilai dalam sirkuit, anda dapat menentukan salah satu yang hilangdengan menggunakan rusmus Hukum Ohm dan berikut prosedurnya.1. Tutuplah hruf yang tidak diketahui nilainya.2. Gantilah huruf sisanya dengan nilai yang sudah diketahui3. Pecahkan nilai yang hilang dengan menggunakan Rumus Hukum Ohm.Diagram 11. Penggunaan Rumus Hukum Ohm.Mengukur Ukuran ListrikPendahuluanInstrumen percobaan dasar yang digunakan untuk mendiagnosa masalah dalam sirkuit listrik yaituVoltmeter, Ohmmeter, dan Ammeter. Supaya cakap dalam memperbaiki kendaraan, perlu meningkatkanpemahaman meter ini.Operasi DasarTanpa menggunakan meter listrik tertentu, sebenarnya tidak mungkin dapat mendiagnosa kesalahansecara akurat dalam kendaraan bermotor, memeperbaiki beberapa komponen, atau menyesuaikan listrikdari berbagai jenis unit kontrol. Penting sekali bagi anda untuk mengenal secara lengkap karakteristik danpenggunaan sebuah bentuk instrumen percobaan. Yang paling banyak digunakan yaitu Voltmeter,Ammeter, dan Ohmmeter.Ada dua bentuk susunan atau desain meter, analog dan digital. Masing masing alat ukur tersebut saat inibanyak digunakan dalam industri.Voltmeter
  7. 7. Volmeter digunakan untuk mengukur tegangan (tekanan listrik) antara dua titik dalam sirkuit listrik.Voltmeter bisa digunakan untuk mengukur tingkat tegangan yang ada dalam batterei. Voltmeter jugadigunakan untuk mengukur turunnya tegangan dalam sirkuit.Diagram 12. Voltmeter dihubungkan parallel dengan sirkuityaitu positif ke positif, negatif ke negatif.Skala VoltmeterVoltmeter digunakan untuk test otomotif yang mempunyai skala yang menunjukkan lebih dari satu tingkattegangan.Diagram 13. Sambungan VoltmeterMengukur TeganganJika nilainya tidak diketahui, pilihlah nilai tertinggi pada saklar putar. Hal ini akan mencegah rusaknyameter tersebut. Hubungkan Voltmeter positif (+) (merah) pada batterei positif (+) dan negatif (-) (hitam)pada negatif (-) batterei.Tempatkan skala yang sesuai:(Skala 0 – 20) (Skala 0 – 50)Sistem 12 Volt Sistem 24 VoltAmmeter
  8. 8. Ammeter digunakan untuk mengukur aliran arus dalam sirkuit listrik.Ammeter dihubungkan seri dengan sirkuit. Putuskan sirkuit, kemudian sambung kembali denganAmmeter.Penggunaan AmmeterSirkuit yang akan ditest diatur dalam keadaan “OFF” (putuskan sirkuit dengan batterei atau padahubungan dalam rangkaiannya).Atur saklar (knob) putar pada skala tertinggi.Hubungkan jarum penduga/probe positif + (merah) pada pada input +supply (sisi baterai) dan jarumpenduga negatif - (hitam) pada sambungan input komponen.Nyalakan rangkaian beban dan perhatikan penyimpangan yang ditunjukkan oleh jarum meter.Jika pembacaan meter berada di bawah range, matikan rangkaian dan pindahkan saklar putar padatingkat yang lebih kecil. Dengan demikian akan diperoleh hasil pembacaan yang lebih akurat.Hitung pembacaan meter dengan membaca skala range dan pembagian skala.OhmmeterOhmmeter digunakan untuk mengukur resistansi komponen atau rangkaian. Ohmmeter juga dapatdipergunakan untuk mengetes saklar, kabel dan sekering untuk mengetahui apakah terputus sertarangkaian terbuka.Perubahan skala tidaklah linier.Catatan :Ke arah kanan perubahan hanya menandakan 1 satuan (terhadap nilai yang ditunjukkan oleh saklarputar)Ke arah kiri perubahan menunjukkan nilai yang lebih besar dari 100 atau 1000 kali.Diagram 14. OhmmeterOhmmeter harus memiliki sendiri baterai karena ohmmeter mengukur resistansi dengan mengalirkanarus melalui resistor. Oleh karena itu pada saat mengetes sebuah komponen atau rangkaian denganmenggunakan ohmmeter, sumber power supply harus diputus.Ohmmeter mempunyai skala range yang menunjukkan lebih dari satu range nilai tahanan. Untukmenghitung resistansi, pembacaan pada skala dikalikan dengan nilai saklar putar yang dipilih.Persiapan Penggunaan Ohmmeter1. Pilih range yang dikehendaki.2. “Nolkan” meter.
  9. 9. Untuk melakukannya :Diagram 15. Hubungkan kedua jarum penduga.Diagram 16. Gunakan ‘penyesuai titik nol” hingga pembacaanmeter menunjukkan angka nol.Catatan :Meter harus disetel pada angka nol setiap kali merubah skala range.Prosedur Pengoperasian OhmmeterPERINGATAN : Untuk melindungi Ohmmeter terhadap kerusakan elektronis yang permanen ikutilangkah-langkah berikut dengan hati-hati.Catatan :.Jangan sekali-kali menghubungkan Ohmmeter pada rangkaian yang beraliran arus.Putuskan hubungan power supply pada rangkaian.1. Hubungkan tester pada komponen atau rangkaian yang hendak dites.2. Pilih skala yang paling sesuai.3. Agar diperoleh akurasi maksimum nol-kan ohmmeter jika mengganti range.4. Jika diperoleh pembacaan pada skala range yang sesuai, lihat nilai meter dan hitung resistansidengan mengalikannya dengan nilai saklar range.5. Selalu matikan meter jika tidak digunakan.
  10. 10. Diagram 17. Pengoperasian OhmmeterMulti MeterMultimeter yang digunakan pada dasarnya ada dua (2) macam, yaitu tipe analog dan tipe digital. Masing-masing mempunyai kegunaan yang sama, keduanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan,tahanan (ohm) dan aliran arus (ampere).Meter-meter analog dihubungkan, dirubah skalanya dan diatur (dinolkan) sama seperti meter analog yangtelah disebutkan di muka.Penggunaan Multimeter DigitalMultimeter digital memiliki penggunaan yang luas. Multimeter digital jauh lebih akurat daripada multimetertipe analog. Meter macam ini memiliki pilihan saklar range untuk memilih kuantitas yang akan diukur(tegangan, arus, resistansi, dan lain-lain).Meter yang ditunjukkan pada gambar berikut tidak memiliki skala range untuk tiap pilihan pengukuran.Meter ini autoranging(tidak perlu diatur range-nya).Penggunaan MeterDiagram 18. Multimeter DigitalTombol Range
  11. 11. Pengukuran TeganganPilih DC V(arus searah) pada tombol range, pasang probe/colok merah positif (+) pada terminal positifbaterai. Pasang probe hitam negatif (-) pada negatif baterai. Pembacaan tegangan akan ditampilkan dilayar meter.Diagram 19. Sambungan Voltmeter.Pengukuran ArusCatatan :Multimeter digital tidak bisa mengukur aliran arus besar, biasanya paling besar 10 ampere.Pilih Am pada skala range. Lepaskan probe/jarum penduga merah positif (+) dan pasang pada terminal10A. Matikan power supply dan putuskan hubungannya pada rangkaian dan hubungkan probe-probemeter dalam hubungan seri, nyalakan catu daya dan baca nilai yang ditunjukkan meter.Diagram 20. Sambungan AmmeterPengukuran Tahanan
  12. 12. Lepaskan baterai. Pilih skala meter pada Ω (ohm). Hubungkan probe/jarum penduga pada kedua ujungkomponen. Pembacaan akan ditampilkan dalam Ω, KΩ (K=1000), atau MΩ (M=mega/juta). Selalu matikanmeter jika tidak sedang digunakan.Diagram 21. Ohmmeter.Hubungkan probe/jarum penduga pengukur seperti yang ditunjukan pada gambar. Satuan tahananditunjukkan pada layar dalam Ω, KΩ atau MΩ.Yakinkan bahwa alat yang diukur tidak terhubung dengan baterai, jika terjadi maka bisa timbul kerusakanpada meter.
  13. 13. TUGASPertanyaan 1Jelaskan 3 langkah-langkah pencegahan yang diperlukan demi keamanan yang harus dilaksanakandalam bekerja dengan rangkaian dan komponen listrik.Jawaban1. ……………………………………………………………………………………………………………………...2. ……………………………………………………………………………………………………………………...3. ……………………………………………………………………………………………...................................Pertanyaan 2Jelaskan arti istilah Listrik dengan kata-kata anda sendiri.Jawaban…………………………………………………………….…………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………….…………….…………………………………………………………………………………………………………………………..Pertanyaan 3Perhatikan gambar atom dasar berikut ini dan sebutkan bagian-bagian yang diberi nomor.Pertanyaan 4Jelaskan dengan singkat arti istilah-istilah berikut ini :Jawabana. Proton –…………………………………………………………………………………………………………..b. Elektron –…………………………………………………………………………………………………………..c. Neutron –…………………………………………………………………………………………………………..d. Aliran arus –…………………………………………………………………………………………………………..e. Ion Positif –…………………………………………………………………………………………………………..f. Ion Negatif –…………………………………………………………………………………………………………..Pertanyaan 5Sebutkan dua macam teori tentang aliran arus dan jelaskan arah arus pada masing-masing teori.1. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...………………………………………………………………………………………………….………..2. ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 6
  14. 14. Jelaskan dengan singkat arah aliran arus dalam rangkaian dasar di bawah ini ......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 7Jelaskan apa yang dibutuhkan agar terjadi aliran arus...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 8Jelaskan arti istilah-istilah elektronika berikut ini.1. Arus -....................................................................................................................................................................................................................................................................................................2. Tegangan -....................................................................................................................................................................................................................................................................................................3. Resistansi -....................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 9Sebutkan satuan pengukuran dan simbol-simbol yang digunakan untuk setiap istilah elektronikadi bawah ini.Satuan Simbol1. Arus2. Tegangan3. Tahanan……………………………..……………………………..……………………………..……………………………..……………………………..……………………………..Pertanyaan 10Jelaskan secara rinci pengertian anda mengenai hukum Ohm....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 11Jelaskan dengan kalimat anda sendiri berdasarkan Hukum Ohm hubungan antara :1. Tegangan dan arus......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................2. Tahanan dan arus......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 12Jelaskan fungsi rumus Hukum Ohm...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 13Sebutkan rumus-rumus yang dipergunakan dalam menghitung masing-masing satuan elektronika berikut.
  15. 15. 1. Volt -..................................................................................................................................................2. Ampere -..................................................................................................................................................3. Ohm -..................................................................................................................................................Pertanyaan 14Jelaskan kegunaan Voltmeter..............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 15Gambarkan pada diagram berikut bagaimana meletakkan probe voltmeter supaya dapat diukur teganganpada lampu.Pertanyaan 16Voltmeter dihubungkan secara …………………. dengan rangkaian.Pertanyaan 17Jika kita tidak mengetahui tegangan pada rangkaian, jelaskan langkah-langkah yang harus anda lakukanuntuk mencegah terjadinya kerusakan pada voltmeter......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 18Jelaskan kegunaan Amperemeter...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 19Gambarkan pada diagram berikut ini bagaimana pemakaian Amperemeter meter supaya kita dapatmemperoleh hasil pembacaan total aliran arus pada rangkaian.
  16. 16. Pertanyaan 20Jelaskan bagaimana Amperemeter dihubungkan pada rangkaian...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 21Jelaskan kegunaan Ohmmeter...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 22Jelaskan 2 hal yang membedakan skala pembacaan meter pada Ohmmeter analog dibandingkan denganAmpere dan Voltmeter.1. ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................2. ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................Pertanyaan 23Jelaskan bagaimana cara mempersiapkan Ohmmeter agar dapat dipergunakan dengan tepat.1. ..................................................................................................................................................2. ..................................................................................................................................................Pertanyaan 24Jelaskan langkah-langkah prosedur penggunaan Ohmmeter analog.1. ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................2. ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................3. ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................4. ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................5. ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................6. ..................................................................................................................................................Pertanyaan 25Pada gambar berikut ini sebutkan bagian-bagian multimeter digital.

×