Teori dasar listrik membahas tentang arus listrik, medan magnet, dan induksi elektromagnetik. Arus listrik adalah aliran elektron yang terjadi karena perbedaan potensial antara dua titik. Medan magnet terbentuk akibat gerakan muatan listrik dan dapat menimbulkan gerak elektromotif. Induksi elektromagnetik dapat menghasilkan tegangan melalui interaksi medan magnet dan konduktor bergerak.

1. TEORI DASAR LISTRIK
PELATIHAN OPERATOR
GARDU INDUK.

2. LISTRIK STATIS
ADALAH GEJALA YANG DIAKIBATKAN OLEH ADANYA
ATAU GERAK DARI MUATAN-MUATAN (ELECTRONELEKTRON ATAU ION-ION) YANG MENIMBULKAN
GAYA LISTRIK

3. STRUKTUR ATOM
•ATOM
ADALAH BENDA YANG TIDAK
BISA DIBAGI LAGI, TETAPI
MEMPUNYAI
STRUKTUR
DALAM
YANG
KOMPLEKS,
YANG
TERSUSUN
DARI
BERBAGAI PARTIKEL YANG
LEBIH
KECIL
(PARTIKEL
SUBATOMIK) DAN BANYAK
RUANG KOSONG.

4. ARUS LISTRIK
•
ADALAH LAJU ALIRAN MUATAN LISTRIK. DALAM KONDUKTOR LOGAM,
MUATAN YANG MENGALIR TERDIRI DARI ELETRON-ELEKTRON (PARTIKEL
BERMUATAN NEGATIF), DAN ALIRAN INI TERJADI KERENA DALAM MEDAN
LISTRIK ADA PERBEDAAN POTENSIAL ANTARA DUA TEMPAT. KARENA ITU
BEDA POTENSIAL DIPERLUKAN UNTUK MENGHASILKAN ARUS LISTRIK.
RANGKAIAN ADALAH LOOP TERTUTUP,TERSUSUN DARI SUMBER BEDA
POTENSIAL, DAN SATU ATAU LEBIH KOMPONEN, DIMANA ARUS MENGALIR.

5. ARUS LISTRIK
• adalah mengalirnya electron secara kontinyu pada
konduktor akibat perbedaan jumlah electron pada
beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama.
satuan arus listrik adalah Ampere.
• 1 ampere arus adalah mengalirnya electron sebanyak
628x1016
atau sama dengan 1 Coulumb per detik
meliwati suatu penampang konduktor.
q
i=
t
[ ampere]

6. Kuat Arus Listrik.
• Difinisi : Amper adalah satuan kuat arus listrik
yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak
dari nitrat perak murni dalam satu detik.
• Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya
muatan listrik, kuat arus dan waktu.
Q = I ×t
Q
I=
t
Q
t=
I

7. Rapat Arus.
• Difinisi : rapat arus ialah besarnya arus listrik
tiap-tiap mm2 luas penampang kawat
• Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung
besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang
kawat.
I
S=
q
I = Sq
I
q=
S
Dimana : S = Rapat arus [ A/mm²]
I = Kuat arus
[ Amp]
q = luas penampang kawat [ mm²]

8. Tahanan
• Tahanan difinisikan sbb :
1 (satu Ohm / Ω) adalah tahanan satu
kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm
dengan penampang 1 mm² pada
temperatur 0º C.

9. Daya hantar
• didifinisikan sbb :
Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus
sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan
yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga
tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil
yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik.
• Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik
terhadap daya hantar arus.

10. Tahanan kawat konduktor
• Tahanan pengahantar besarnya berbanding
terbalik terhadap luas penampangnya.
• Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan
penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka
tahanan penghantar tersebut adalah :
R=
ρ ×
q
Dimana : R = tahanan kawat [ Ω/ohm]
ℓ = panjang kawat [meter/m]
ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
q = penampang kawat [mm²]

11. POTENSIAL
SEBUAH
MUATAN
ATAU
KUMPULAN
MUATAN
MENIMBULKAN MEDAN LISTRIK,
YAITU MEDAN GAYA DIMANA
PARTIKEL-PARTIKEL BERMUATAN
MENGALAMI GAYA LISTRIK. KUAT
MEDAN DISUATU TITIK ADALAH
GAYA
PERSATUAN
MUATAN
POSITIP
DITITIK
TSB,
DAN
ARAHNYA ADALAH ARAH GAYA
PADA
MUATAN
POSITIP
TERSEBUT. BENDA BERMUATAN
DALAM
MEDAN
LISTRIK
MEMPUNYAI ENERGI POTENSIAL
KARENA
MUATAN
DAN
KEDUDUKAN BENDA TERSEBUT.
POTENSIAL ITU SENDIRI ADALAH
SIFAT DARI MEDAN.

12. HUKUM OHM.
E
R
Sumber tegangan
E
V
R=
I
I
V
V
=
R
R
V
I=
R
I
Daya (P) :
P = I x V
P = I x I x R
P = I2 x R

13. HUKUM KIRCHOFF :
PADA SETIAP RANGKAIAN LISTRIK, JUMLAH
ALJABAR DARI ARUS-ARUS YANG BERTEMU
DI SATU TITIK ADALAH NOL.

14. HUKUM KIRCHOFF
I1
I2
I3
I5
I4
Jadi :
I1
+
(-I2 )
I1 + I 4
=
+
I2
( -I3 )
+
I3
+
+
I4
I5
+
( -I5 )
= 0

15. MAGNET
SEMUA MAGNET MEMPUNYAI MEDAN
MAGNETIK DISEKITARNYA, DAN GAYA
MAGNETIK TIMBUL DIANTARA DUA MAGNET
KARENA INTERAKSI DARI MEDAN-MEDAN
TERSEBUT.
BAHAN
YANG
DAPAT
TERMAGNETISASI
(DAPAT
MENJADI
MAGNET)
DIISTILAHKAN
SEBAGAI
MAGNETIK DAN TERMAGNETISASI SAAT
DITEMPATKAN DALAM MEDAN MAGNETIK.
GERAK
DARI
MUATAN
(BIASANYA
ELEKTRON-ELEKTRON)
JUGA
MENIMBULKAN MEDAN MAGNETIK.

16. MEDAN MAGNET
•
ADALAH DAERAH DISEKITAR
MAGNET
DIMANA
SUATU
BENDA MASIH TERPENGARUHI
OLEH GAYA MAGNETIK. BESAR
DAN ARAH MEDAN MAGNETIK
DIPERLIHATKAN
DENGAN
GARIS-GARIS
MEDAN
MAGNETIK ATAU FLUKS

17. GEM (GAYA ELEKTROMOTORIS)
Bila sebatang penghantar digerakan sedemikian
rupa didalam medan magnet, hingga garis-garis
medan magnet terpotong bebas didalam
penghantar
akan
bekerja
gaya,
yang
menggerakan elektron tersebut sejurus dengan
arah penghantar. Akibatnya ialah penumpukan
elektron (pembawa muatan negatip) disebelah
bawah dan kekurangan elektron yang sebanding
diujung batang sebelah atas. Didalam batang
penghantar
terjadi
tegangan,
selama
berlangsungnya gerakan penghantar didalam
medan magnet.

18. Prinsip dasar induksi
l
v
s
Induksi magnet (B)
E = B.l.v
E = volt
B = Vdet/m2
V = m/det
L=m
u

19. Gerak elektromotoris
Membangkitkan tegangan dengan bantuan medan magnet dinamakan
menginduksikan, dan kejadian itu sendiri dinamakan induksi tegangan
s
s
s
s
s
u
u
u
u
u
270
90
360
180
E = ∆φ/∆t

20. Tegangan maksimum dan efektif
E maks
Luas bidang sama besar
Eeff
E maks = nilai tertinggi sesaat
E eff = harga rata tegangan perperiode
Emaks =
2. Eeff

21. Generator 3 fasa
E = 4,44 K C K D Φf [Volt ]
dimana : Kc = jarak antar kumparan atau pitch factor.
Kd = faktor distribusi.
= fluks per kutub [weber]
f = frekwensi.

22. 3 phasa
Phasa 1
s
Phasa 2
u
Phasa 3

23. DIAGRAM VEKTOR
Vm
V+V.sin (ωt+ϕv)
Vm
V
I
-ϕΙ
ω
+ϕv
ωt = 0

24. GELOMBANG SINUSOIDA 3 FASA
arus bertambah pada
arah positif
I+
arus berkurang pada
arah positif
Peruba
han
positip
O
t/s
6Oº
12Oº
arus bertambah pada
arah negatif
Perubahan
negatif
arus berkurang
arah negatif
I-

25. TIGA FASA
Oa = OR − aR
2
RT
R
2
a
2
3 1
1
2
Oa = 1 −   =
=
3
4 2
2

  
RT = 2 × Oa = OR 3
o
T
S

26. NILAI-NILAI ARUS BOLAK-BALIK
•
•
•
•
Nilai sesaat (Instantaneous value).
Nilai Puncak (peak value).
Nilai rata-rata (average value).
Nilai efektip, (effectiv value)

27. FREKUENSI DAN PERIODE ARUS BOLAK-BALIK
• FREKUENSI SISTEM
+
I
I
Perubaha
n
positip
Harga
sesaa
t
1 Perubahan
_
t/s
Perubahan
negatip
Amplitudo
Waktu ( T )
ω = 2π f

28. PLTA : Pusat Listrik Pembangkit Air.

29. PLTU : Pusat Listrik Pembangkit Uap

30. PLTGU. Pusat Listrik Tenaga Gas dan Uap.

31. PLTG : Pusat Listrik Pembangkit Gas.

32. PLTP : Pusat Listrik Pembangkit Panas Bumi

33. Tahanan Ohm (Resistansi) didalam
Rangkaian Arus Bolak-Balik.
• arus efektifnya adalah : I = E/R

34. Tahanan Induktif.
• ARUS INDUKTIF
E
E
IL =
=
ωL X L
e
iL
ILm
Em
t
0
90º

35. Reaktansi Kapasitip. (Tahanan Kapasitip).
• ARUS KAPASITIF
Xc= 1/ωC
Ic =.E/xc
XC
C
e
iL
ILm
IC
Em
E
t
0
∞
jIC
90º
M
E
0
jX
C

36. Hubungan deret gulungan induksi
dengan tahanan ohm.
R
ZS
jXL
φ
R
IE
φ
E
Zs = R + jxL
jIEL
jIR

37. Hububgan deret dari Kapasitor dan
Tahanan Ohm.
R
I=
φ
-jXC
E
ZS
I=
ZS
E
2
R2 + X C
atau
I=
E
R2 +
1
ω 2C 2

38. Hubungan deret antara sebuah Capasitor
dengan Induktor.
(− jEC ) =−jX
jE L
= jX L
dan
C
I
I
jX L +(− jX C ) = j ( X L − X C ) = jX
1 

jX = j ω −
L

ω 
C

maka :
I =
E
1 

L
ω −

ω 
C

1 

E = I ω −
L

ω 
C


39. Hubungan antara tahanan Reaktansi,
Induktif dan Capasitor.
Z S = R ± j( X L − X C )
1 

Z S = R ± j  ωL −

ωC 

Modulusnya impedansi adalah :
1 

Z S = R 2 +  ωL −

ωC 

Maka :
I=
E
=
ZS
2
E
1 

R 2 +  ωL −

ωC 

2

40. Daya Listrik Arus Bolak-Balik.
P= E x I
P (W) = e x i
P (W) = Em. sinωt x Im. sinωt
P (W) = Em. Im. sin2ωt

41. Daya Listrik Arus Bolak-Balik.
d
b
w=e.i
B
A
e
Im.Em
i
0
Im
a
e
c
Em
C
T
I
E
cos 2α − 1
2
 cos 2α − 1 
P(W ) = E m .I M 

2


E m. I m
P(W ) =
× cos 2ωt
2
sin 2 α =
Wm
W=E.I
2

42. Daya Listrik Arus Bolak-Balik.
B
A
e
Im.Em
i
2
t
0
C
T
I
E
W=E.I
I m × Em
BC =
2
sama dengan :
Im
Em
I=
dan E =
2
2
maka :
P(W ) = E × I (Watt )
sedangkan usaha listrik :
A = E × I × t ( joule)

43. Kuat Arus dan Daya Listrik Semu
w=e.i
e
Im.Em
i
0
Im
C
B
90º
T
D
E
Em
2
I m .E m
E.I =
2

44. Daya Aktif atau daya nyata (Watt)
Tenaga Watt (W) = E x I x cos φ.
Cos φ (dibaca cosinus phi) dinamakan factor kerja (Power factor).

45. Daya Reaktif. (VAR).
Tenaga reaktif (VAR) = E x I x sin φ.

46. Segi tiga daya
va
var
φº
watt
E

47. Rugi-rugi listrik.
Z=R+(XL-XC)
IL
Drop tegangan pada konduktor
ΔE = IL x Z (Volt)
Rugi daya = ΔE x I (watt)
= I2 x Z (watt)
Z=R+(XL-XC)
IL
Rugi daya = ΔE x I (watt)
= I2 x Z (watt)
Disebut rugi tembaga (cu), dan juga
sebagai rugi beban kosong.

48. ALAT UKUR LISTRIK
ARUS
DAPAT
DIDETEKSI
DENGAN
MENEMPATKAN
MAGNET YANG DIGANTUNG
DEKAT KAWAT BERARUS DAN
MENGAMATI PENYIMPANGAN
KAWAT TERSEBUT. HAL INI
DAPAT
DIKEMBANGKAN
UNTUK MENGHASILKAN ALAT
(METERAN)
YANG
DAPAT
MENUNJUKKAN
PENYIMPANGANNYA
PADA
SKALA
SESUAI
DENGAN
KEKUATAN ARUSNYA. ALAT
PENGUKURAN
ARUS
INI
DAPAT
DIUBAH
UNTUK
MENGUKUR BEDA POTENSIAL.

49. KESALAHAN BACA ANGKA METER
SEMUA
HASIL
PENGUKURAN
MENGANDUNG
KESALAHAN
PENGUKURAN,SELAIN DISESBABKAN
OLEH
KECEROBOHAN
(MISALNYA
KESALAHAN PEMBACAAN SKALA).
KESALAHAN YANG BIASA TERJADI
ADALAH
KESALAHAN
PARALAKS,
KESALAHAN NOL DAN KESALAHAN
PEMBACAAN. OLEH KARENA ITU, SAAT
MENYATAKAAN
SUATU
HASIL
PEMBACAAN,
JUMLAH
ANGKA
PENTING
YANG
MENUNJUKKAN
PERKIRAAN KETELITIAN PEMBACAAN
HARUS DINYATAKAN.

50. Besaran
Listrik
Satuan Dasar
10-12
10-9
10-6
10-3
103
106
109
GΩ
Arus
A
mA
kA
Tegangan
V
mVolt
kV
Tahanan
Ω
µΩ
mΩ
kΩ
MΩ
Induktansi
H
μH
mH
Kapasitansi
F
Daya semu
VA
kVA
MVA
Daya aktif
Watt
KW
MW
Daya reaktif
VAR
kVAR
MVAR
Energi aktif
Wh
kWh
MWh
VARh
kVARh
MVARh
Energi reaktif
Faktor daya
Frekuensi
Hz
nF
pF
µF
Tidak mempunyai satuan.
kHz
MHz
GW
GWh

51. SATUAN TURUNAN
10
-6
mikro
u
10
-3
mili
m
10
3
kilo
k
10
6
mega
M
10
9
giga
G

52. SOAL
• SEBUAH POMPA LISTRIK MEMAKAI ARUS SEBESAR
5 AMPER PADA TEGANGAN 110 VOLT. JARAK
ANTARA POMPA DENGAN SUMBER LISTRIK SAMA
DENGAN 100 METER. PENAMPANG KAWAT
PENGHANTARNYA ADALAH 1,5 MM². TAHANAN
JENIS SEBESAR 0,0175 Ω MM²/M. BERAPA BESAR
TINGGI TEGANGAN SUMBER LISTRIKNYA ?
STOP KONTAK
SANYO
100 M