menjelaskan dasar rangkaian listrik

1. RANGKAIAN LISTRIK TM 1
FACHRUDDIN ARI S.
1

2. BIODATA DOSEN
• Dosen/Tim : Fachruddin Ari S., S.T., M.T.
• Telp : 081233477649
• Email : fachruddin07003@unik-kediri.ac.id
2

3. PENGERTIAN RANGKAIAN LISTRIK
• Rangkaian adalah interkoneksi dari sekumpulan elemen atau
komponen penyusunnya ditambah dengan rangkaian
penghubungnya dimana disusun dengan cara-cara tertentu dan
minimal memiliki satu lintasan tertutup.
• Satu lintasan tertutup adalah satu lintasan saat kita mulai dari
titik yang dimaksud akan kembali lagi ketitik tersebut tanpa
terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat
lintasan yang kita tempuh.
3

4. PENGERTIAN RANGKAIAN LISTRIK
• Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau
komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara-cara
tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan tertutup.
• Elemen atau komponen yang akan dibahas pada mata kuliah
Rangkaian Listrik terbatas pada elemen atau komponen yang
memiliki dua buah terminal atau kutub pada kedua ujungnya.
Untuk elemen atau komponen yang lebih dari dua terminal
dibahas pada mata kuliah Elektronika.
4

5. PENGERTIAN RANGKAIAN LISTRIK
• Elemen aktif adalah elemen yang menghasilkan energi dalam
hal ini adalah sumber tegangan dan sumber arus, mengenai
sumber ini akan dijelaskan pada bab berikutnya.
• Elemen lain adalah elemen pasif dimana elemen ini tidak dapat
menghasilkan energi, dapat dikelompokkan menjadi elemen
yang hanya dapat menyerap energi (Resistor) dan elemen yang
dapat menyimpan energi (Induktor dan Kapasitor).
5

6. BESARAN DAN SATUAN
• Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur atau dihitung,
dinyatakan dengan angka atau nilai dan memiliki satuan.
• Satuan (unit) adalah acuan yang digunakan untuk memastikan
kebenaran pengukuran atau sebagai pembanding dalam suatu
pengukuran besaran.
• Contoh: Mengukur suatu wilayah, maka besaran yang diukur
adalah luas wilayah, dengan satuan 𝑚2 atau hektare
6

7. BESARAN DAN SATUAN
1.Tegangan listrik 𝑉
 Perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan
dinyatakan dalam satuan volt (V).
 Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang
mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik.
 Tegangan listrik menyebabkan objek bermuatan listrik negatif tertarik dari
tempat bertegangan rendah menuju tempat bertegangan lebih tinggi.
 Sehingga arah arus listrik konvensional di dalam suatu konduktor
mengalir dari tegangan tinggi menuju tegangan rendah.
7

8. BESARAN DAN SATUAN
2. Arus listrik 𝐼
 Arus listrik terjadi apabila dua kutub yang bermuatan listrik berbeda pada
suatu sumber listrik dihubungkan menggunakan suatu bahan konduktor.
 Arus listrik terjadi akibat beda potensial (tegangan listrik) antara kedua
kutub dengan muatan listrik yang berbeda.
 Arus listrik mengalir dari medan listrik dengan potensial yang lebih tinggi
ke medan listrik dengan potensial lebih rendah
 Aliran listrik yang arahnya tetap disebut aliran listrik searah (DC = Direct
Current) dan yang tidak tetap sering disebut aliran listrik bolak-balik (AC
= Alternating Current).
8

9. BESARAN DAN SATUAN
3. Hambatan Listrik 𝑅
Kemampuan suatu bahan benda untuk menghambat atau mencegah aliran arus listrik
dengan cara menghambat aliran elektron dalam konduktor.
Resistansi atau hambatan listrik pada suatu konduktor atau benda listrik diukur dalam
satuan Ohm.
4. Daya Listrik 𝑃 = 𝑉 × 𝐼
Jumlah energi yang diserap atau dihasilkan dalam sebuah sirkuit/rangkaian.
Sumber energi seperti Tegangan listrik akan menghasilkan daya listrik sedangkan beban
yang terhubung dengannya akan menyerap daya listrik tersebut.
Dapat dikatakan bahwa daya listrik adalah tingkat konsumsi energi dalam sebuah sirkuit
atau rangkaian listrik.
9

10. BESARAN DAN SATUAN
4. Daya Listrik
Misalkan suatu sumber listrik dengan tegangan listrik atau beda potential (v)
dihubungkan dengan suatu beban dan mengalirlah arus listrik 𝐼 .
Dimana energi yang diberikan ke masing-masing elektron yang menghasilkan
arus listrik sebanding dengan 𝑉 (beda potensial).
Energi yang diberikan pada elektron tiap satuan waktu didefinisikan sebagai daya
listrik (power) 𝑃 = 𝑉 × 𝐼 dalam satuan watt.
10

11. BESARAN DAN SATUAN
5. Konduktansi 𝐺
Ukuran kemampuan suatu bahan untuk mengalirkan muatan listrik, dengan
satuan dalam standar SI adalah Siemens (S).
6.Kapasitansi 𝐶
Ukuran jumlah muatan listrik yang disimpan (atau dipisahkan) untuk sebuah
potensial listrik yang telah ditentukan.
Bentuk paling umum dari peranti penyimpanan muatan adalah sebuah kapasitor
dua lempeng/pelat/keping.
Jika muatan di pelat adalah +Q dan –Q, maka tegangan listrik akan dapat
disimpan pada lokasi antar pelat.
11

12. BESARAN DAN SATUAN
7. Muatan listrik 𝑄
 Merupakan muatan dasar yang dimiliki suatu benda, yang membuatnya
mengalami gaya akibat adanya benda bermuatan listrik lainnya dalam posisi
berdekatan.
 Muatan dapat berupa proton (muatan positif) maupun elektron (muatan
negatif).
 Muatan listrik total suatu atom akan bernilai positif, apabila atom kekurangan
elektron. Begitu pula sebaliknya, akan bermuatan negatif.
 Besarnya muatan tergantung dari kelebihan atau kekurangan elektron ini, oleh
karena itu muatan materi/atom merupakan kelipatan dari satuan muatan
dasar.
 Dalam atom yang netral, jumlah proton akan sama dengan jumlah elektron
12

13. BESARAN DAN SATUAN
8. Induktansi 𝐿
Kemampuan dari rangkaian listrik menimbulkan potensial listrik yang
proporsional terhadap arus yang mengalir pada rangkaian itu sendiri (induktansi
sendiri).
Sedangkan apabila potensial listrik dalam suatu rangkaian ditimbulkan oleh
perubahan arus dari rangkaian lain, maka disebut sebagai induktansi bersama.
9. Energi 𝑊 = 𝑉. 𝐼. 𝑡
Properti fisis pada suatu objek, yang mampu berpindah melalui interaksi
fundamental, dapat diubah bentuknya, namun tidak dapat diciptakan maupun
dimusnahkan.
Satuan SI untuk energi adalah Joule.
13

14. BESARAN DAN SATUAN
10. Frekuensi 𝑓 =
𝑛
𝑡
Merupakan jumlah dari berapa kali arus listrik beralih antara positif dan negatif
dalam 1 detik pada arus AC.
Frekuensi adalah karakteristik khusus dari arus AC, yang beralih antara positif
dan negatif secara berkala.
Peralihan ini tidak terjadi pada arus searah (DC). Frekuensi dinyatakan
menggunakan hertz (Hz) sebagai satuan.
14

15. BESARAN DAN SATUAN
15

16. BESARAN DAN SATUAN (AWALAN SATUAN
SI)
16

17. PENGUKURAN
• Merupakan sebuah usaha untuk menyatakan sifat sesuatu zat/benda ke dalam
bentuk angka atau harga yang disebut sebagai hasil pengukuran.
• Pemberian angka-angka tersebut dalam praktek dapat dicapai dengan:
 Membandingkan dengan alat tertentu sebagai standar, dan
 Membandingkan besaran yang akan diukur dengan skala yang telah di tera atau
dikalibrasikan
• Unsur-unsur terpenting dalam proses pengukuran itu antara lain :
 Alat yang dipergunakan sebagai pembanding / penunjuk
 Orang yang melaksanakan pengukuran 17

18. PENGUKURAN
• Pengukuran listrik mempunyai tujuan untuk mengetahui, menilai atau
menguji besaran listrik.
• Alat yang digunakan sebagai pembanding/penunjuk disebut
instrumen pengukur. Instrumen ini berfungsi sebagai penunjuk nilai
besaran listrik yang diukur
• Kegunaan instrumen pengukur listrik sangat luas meliputi bidang
penyelidikan, produksi, pemeliharaan, pengawasan dan sebagainya.
18

19. PENGUKURAN
Batasan Istilah
• Mengukur yaitu membandingkan sesuatu besaran (kuantitas) yang “tak
diketahui” besarnya (harganya) dengan besaran yang “diketahui”
besarnya.
• Peranti (instrumen) adalah sarana untuk menentukan besar (atau harga)
sesuatu besaran (kuantitas) atau sesuatu variabel.
• Bilangan menyatakan berapa banyak besaran yang “diketahui” untuk
memperoleh harga besaran yang “diukur”, sedangkan besaran yang
“diketahuI” dinamai satuan.
19

20. PENGUKURAN
Batasan Istilah
• Kecermatan (accuracy) adalah berapa besar
selisih sesuatu peranti menampilkan harga
(atau variabel) yang sedang diukurnya,
ditandingkan dengan harga sebenarnya.
• Ketelitian (precision) adalah ukuran bagi
ketepatan pereproduksian-ulang sesuatu
pengukuran. (catatan: ketelitian berkaitan
dengan derajat keseragaman hasil-hasil ukur,
sedangkan kecermatan berkaitan dengan
selisih dari harga sebenarnya.
20

21. PENGUKURAN
Instrumen pengukur dibuat dengan kepekaan dan ketelitian penunjukan yang
disesuaikan dengan kebutuhan masing-masing.
Pemilihan instrumen pengukur pada umumnya mempertimbangkan hal-hal sebagai
berikut:
• Dapat dipercaya
• Mudah penggunaannya
• Kecermatannya
• Pemakaian tenaga
• Ukuran
• Bentuk
• Berat 21

22. PENGUKURAN
Maksud dan tujuan pengelompokan instrumen pengukur adalah untuk
memudahkan pengaturan pemakaian, penyimpanan dan keperluan lainnya.
Pengelompokan instrumen pengukur dapat dilakukan dengan berbagai macam cara
antara lain :
1) Menurut macam arus
Alat ukur DC
Alat ukur AC
Alat ukur AC/DC
22

23. PENGUKURAN
2) Menurut macam instrumen untuk mengukur besaran
Ampere meter : untuk mengukur arus
Volt meter: untuk mengukur tegangan
Ohm meter: untuk mengukur tahanan
Watt meter: untuk mengukur daya
Watt/Hour meter : untuk mengukur energi listrik
Frekuensi meter : untuk mengukur getaran per detik
Cos phi meter : untuk mengukur faktor kerja.
23

24. PENGUKURAN
- Pengertian Skala
Pengertian menurut letak adalah semua angka di bawah kaca alat ukur dimana
angka tersebut disebelah bawah dan atasnya bergaris
Pengertian menurut tujuan adalah menentukan besarnya besaran listrik yang
mengalir di tempat yang diukur
Skala maksimum adalah skala yang membatasi penunjukan jarum
- Batas Ukur
Pengertian menurut letak adalah ada angka kosong atau satuan listrik disamping
teminal
Pengertian menurut tujuan adalah membatasi seberapa besar masukan pada alat
ukur.
24

25. PENGUKURAN
25

26. PENGUKURAN
Persiapan Pelaksanaan Pengukuran
 Bila dalam melaksanakan pengukuran memerlukan sumber tegangan, arus atau
daya maka perlu dan harus disesuaikan dengan data dari alat ukur yang
dipergunakan
 Dibuat gambar rangkaian pengukuran berwarna sehingga dapat dengan mudah
memasang, merangkai alat ukur tersebut
 Sambungan alat-alat ukur tersebut dengan cara meniru gambar rangkaian yang
telah dibuat
26