for the smk electro

1. i
Siswoyo
TEKNIK LISTRIK
INDUSTRI
JILID 2
SMK
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
T
U
T
W
URI HANDAYA
N
I

2. ii
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang
TEKNIK LISTRIK
INDUSTRI
JILID 2
Untuk SMK
Penulis : Siswoyo
Perancang Kulit : TIM
Ukuran Buku : 17,6 x 25 cm
SIS SISWOYO
t Teknik Listrik Industri Jilid 2 untuk SMK /oleh Siswoyo ——
Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat
Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen
Pendidikan Nasional, 2008.
vi, 136 hlm
Daftar Pustaka : 323-325
Glosarium : 326-344
ISBN : 978-979-060-081-2
ISBN : 978-979-060-083-6
Diterbitkan oleh
Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah
Departemen Pendidikan Nasional
Tahun 2008
Diperbanyak oleh:
PT. MACANAN JAYA CEMERLANG
Jalan Ki Hajar Dewantoro Klaten Utara,
Klaten 57438, PO Box 181
Telp. (0272) 322440, Fax. (0272) 322603
E-mail: macanan@ygy.centrin.net.id

3. iii
KATA SAMBUTAN
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-Nya,
Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan
Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen
Pendidikan Nasional, telah melaksanakan kegiatan penulisan buku kejuruan sebagai
bentuk dari kegiatan pembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa
SMK. Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit didapatkan di pasaran.
Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar Nasional
Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah dinyatakan memenuhi
syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan
Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45 Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh penulis
yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan
Nasional untuk digunakan secara luas oleh para pendidik dan peserta didik SMK.
Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen
Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download), digandakan, dicetak,
dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaan yang
bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan
oleh Pemerintah. Dengan ditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan
bagi masyarakat khususnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia
maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untuk mengakses dan
memanfaatkannya sebagai sumber belajar.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para peserta
didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-
baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh
karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.
Jakarta, 17 Agustus 2008
Direktur Pembinaan SMK

4. iv

5. v
PENGANTAR
Era persaingan di masa sekarang dan masa yang akan datang mensyaratkan
bahwa bangsa yang unggul adalah yang memiliki kualitas sumber daya manusia yang
unggul. Keunggulan SDM hanya dapat diraih melalui pendidikan. Pemerintah melalui
UU Sisdiknas No 20/ 2003, jenjang pendidikan menengah kejuruan termasuk program
vokasional yang mendapatkan perhatian.
Buku Teknik Listrik Industri ini disusun berdasarkan profil standar kompetensi dan
kompetensi dasar untuk bidang Teknik Listrik Industri. Dengan pemahaman yang dimiliki,
diharapkan dapat menyokong profesionalitas kerja para lulusan yang akan memasuki
dunia kerja. Bagi para guru SMK, buku ini dapat digunakan sebagai salah satu referensi
sehingga dapat membantu dalam mengembangkan materi pembelajaran yang aktual
dan tepat guna. Buku ini juga bisa digunakan para alumni SMK untuk memperluas
pemahamannya di bidang pemanfaatan tenaga listrik terkait dengan bidang kerjanya
masing-masing.
Buku Teknik Listrik Industri dibagi menjadi lima belas bab yang kami susun menjadi
3 jilid. Buku Teknik Listrik Industri jilid 1 dimulai dari Bab 1 Pengetahuan Listrik Dasar,
Bab 2 Kemagnetan dan Elektromagnetis, Bab 3 Dasar Listrik Arus Bolak-Balik, Bab 4
Transformator. Buku Teknik Listrik Industri jilid 2 dimulai dari Bab 5 Motor Listrik Arus
Bolak-Balik, Bab 6 Mesin Arus Searah, Bab 7 Pengendalian Motor Listrik, Bab 8 Alat
Ukur dan Pengukuran Listrik, Bab 9 Elektronika Dasar. Adapun untuk Buku Teknik Listrik
Industri jilid 3 dimulai dari Bab 10 Elektronika Daya, Bab 11 Sistem Pengamanan Bahaya
Listrik, Bab 12 Teknik Pengaturan Otomatis, Bab 13 Generator Sinkron,
Bab 14 Distribusi Tenaga Listrik, dan Bab 15 Pembangkit Listrik Mikrohidro.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Direktur Pembinaan SMK, Kasubdit
Pembelajaran, beserta staf atas kepercayaan dan kerjasamanya dalam penulisan buku
ini. Kritik dari pembaca dan kalangan praktisi akan kami perhatikan.
Semoga buku ini bermanfaat bagi banyak pihak dan menjadi bagian amal jariah
bagi para penulis dan pihak-pihak yang terlibat dalam proses penyusunan buku ini.
Amin
Penulis

6. vi

7. vii
DAFTAR ISI
BAB 5
5.1 Mengukur Kecepatan Putaran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.2 Mengukur Torsi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.3 Hubungan Kecepatan, Torsi, dan Daya Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
5.4 Prinsip Kerja Motor Induksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
5.5 Konstruksi Motor Induksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
5.6 Rugi-Rugi dan Efisiensi Motor Induksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
5.7 Putaran Motor Induksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
5.8 Karakteristik Torsi Motor Induksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
5.9 Pengasutan Motor Induksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
5.10 Pengasutan Hubungan Langsung (DOL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
5.11 Pengasutan Resistor Stator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
5.12 Pengasutan Sakelar Bintang-Segitiga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
5.13 Pengasutan Soft Starting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5.14 Pengasutan Motor Slipring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
5.15 Motor Dua Kecepatan (Dahlander) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
5.16 Prinsip Kerja Motor AC Satu Phasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
5.17 Motor Kapasitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
5.18 Motor Shaded Pole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.19 Motor Universal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.20 Motor Tiga Phasa dengan Supply Tegangan Satu Phasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
5.21 Rangkuman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
5-22 Soal-Soal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
BAB 6
6.1 Mesin Arus Searah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
6.2 Prinsip Kerja Generator DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
6.3 Generator Penguat Terpisah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
6.4 Generator Belitan Shunt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
6.5 Generator Belitan Kompound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
6.6 Konstruksi Generator DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
6.7 Reaksi Jangkar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
6.8 Arah Putaran Mesin DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
6.9 Prinsip Kerja Motor DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
6.10 Starting Motor DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
6.11 Pengaturan Kecepatan Motor DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
6.12 Reaksi Jangkar pada Motor DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
6.13 Motor Belitan Seri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
6.14 Motor DC Penguat Terpisah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
6.15 Motor DC Belitan Shunt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
6.16 Motor DC Belitan Kompound . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
6.17 Belitan Jangkar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
6.18 Rugi-Rugi Daya dan Efisiensi Motor DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
6.19 Rangkuman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
6.20 Soal-Soal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
BAB 7
7.1 Sistem Pengendalian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
7.2 Komponen Sistem Pengendalian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
7.3 Pengendalian Kontaktor Elektromagnetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

8. viii
7.4 Pengendalian Hubungan Langsung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
7.5 Pengendalian Bintang-Segitiga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
7.6 Pengendalian Putaran Kanan-Kiri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
7.7 Pengendali Dua Motor Bekerja Bergantian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
7.8 Pengendalian Motor Soft Starter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
7.9 Panel Kontrol Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
7.10 Instalasi Motor Induksi sebagai Water Pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
7.11 Rangkaian Kontrol Motor Induksi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
7.12 Rangkuman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
7.13 Soal-Soal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
BAB 8
8.1. Alat Ukur Listrik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
8.2. Sistem Satuan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
8.3. Ukuran Standar Kelistrikan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
8.4. Sistem Pengukuran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
8.5. Alat Ukur Listrik Analog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
8.6. Multimeter Analog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
8.7. Alat Ukur Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
8.8. Alat Ukur Analog Kumparan Putar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
8.9. Alat Ukur Besi Putar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
8.10. Alat Ukur Elektrodinamik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
8.11. Alat Ukur Piringan Putar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
8.12. Pengukuran Tegangan DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
8.13. Pengukuran Arus DC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
8.14. Pengukuran Tahanan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
8.15. Jembatan Wheatstone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
8.16. Osiloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
8.17. Data Teknik Osiloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
8.18. Osiloskop Analog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
8.19. Osiloskop Dua Kanal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.20. Osiloskop Digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.21. Pengukuran dengan Osiloskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
8.22. Metode Lissajous . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
8.23. Rangkuman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
8.24. Soal-Soal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
BAB 9
9.1 Bahan Semikonduktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
9.2 Struktur Atom Semikonduktor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
9.3 Semikonduktor Tipe N . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
9.4 Semikonduktor Tipe P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
9.5 Sambungan PN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
9.6 Diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
9.7 Diode Zener . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
9.8 Transistor Bipolar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
9.9 Transistor dalam Praktek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
9.10 Garis Beban Transistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
9.11 Rangkuman . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
9.12 Soal-Soal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Daftar Pustaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
Simbol-Simbol Gambar Listrik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255