Materi Kuliah Konsep Elektronika Dasar

1. ELEKTRONIKA DASAR
Simon Patabang, ST., MT.

2. Buku Referensi
1. Dorf C. Richard, James A. Svoboda, 1996,
Introduction to Electric Circuits, 3rd Edition, John
Wiley & Son, Singapore
3. Hyat, William, 1972, Engineering Circuit Analysis, Mc3. Hyat, William, 1972, Engineering Circuit Analysis, Mc
Graw Hill., Singapore.
4. Johnson, David. E, 1997, Electric Circuit Analysis,
Prentice Hall, London.
5. Smith, Ralph .J., 1984, Circuits, Devices and Systems,
John Willey & Son, Singapore.

3. Materi Kuliah
1. Konsep Dasar Rangkain Elektronika
2. Hukum/ Aturan Dalam Rangkain listrik
3. Analisis Rangkain
4. Teorema Rangkaian4. Teorema Rangkaian
5. Konsep Dasar Rangkaian AC
6. Analisis Rangkaian AC
7. Daya pada Rangkaian RLC
8. Frekuensi dan Resonansi Rangkaian

4. Penilaian
• Ujian Tengah Semester : 20%
• Ujian Akhir Semester : 20%
• Quiz : 10%
Tugas : 30%• Tugas : 30%
• Aktifitas Kuliah : 20%

5. KONSEP ELEKTRONIKA DASAR
• Elektronika adalah kumpulan dari komponen-
komponen listrik yang membentuk sebuah rangkaian
listrik dengan tujuan tertentu.
• Komponen atau elemen2 listrik dihubungkan dengan
metode tertentu dan paling sedikit mempunyai satumetode tertentu dan paling sedikit mempunyai satu
lintasan tertutup.
• Elemen atau komponen yang akan dibahas 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.

6. Jenis Komponen
1. Komponen aktif
2. Komponen pasif
• Elemen aktif adalah elemen yang• Elemen aktif adalah elemen yang
menghasilkan energi. Misalnya sumber
tegangan dan sumber arus.
• Elemen pasif adalah elemen yang tidak dapat
menghasilkan energi tetapi menyerap energi.
Misalnya resistor, kapasitor, dan induktor

7. Arus adalah besarnya tenaga yang dibutuhkan untuk
menggerakkan satu muatan selama t detik dari titik potensial
rendah ke titik potensial tinggi.
1. Arus searah (Direct
Current/DC)
Arus DC adalah arus yang
mempunyai nilai tetap ataumempunyai nilai tetap atau
konstan terhadap satuan
waktu, artinya diaman pun
kita meninjau arus tersebut
pada wakttu berbeda akan
mendapatkan nilai yang sama

8. 2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang
berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik
akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu
(mempunyai perida waktu : T).

9. Tegangan
• Adalah besarnya tenaga yang dibutuhkan
untuk menggerakkan satu muatan sebesar
satu coulomb dari satu titik potensial tinggi ke
titik potensial rendah.
• Jadi tegangan adalah energi per satuan
muatan.

10. • Maka jika beda potensial antara kedua titik
sebesar 5 Volt, maka :
VAB = 5 Volt dan
VBA = -5 Volt

11. Energi
• Adalah besarnya kerja yang dilakukan oleh gaya
sebesar satu Newton untuk memindahkan
muatan/benda sejauh satu meter.
• Komponen listrik dapat menyerap dan atau
mengirim energi listrik.
• Besarnya Energi yang diserap/dikirim pada suatu
komponen yang bertegangan v dan muatan yangkomponen yang bertegangan v dan muatan yang
melewatinya Δq adalah Δw = vΔq
• Satuannya : Joule (J)
Hukum Kekekalan Energi
• Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dimusnakan, energi hanya berpindah dari satu
bentuk ke bentuk yang lainnya.

12. 1. Menyerap Energi Listrik
• Komponen menyerap energi listrik jika arus
listrik mengalir dari terminal positif rangkaian
menuju terminal positip komponen.

13. 1. Mengirim Energi Listrik
• Komponen mengirim energi listrik jika arus mengalir
dari terminal positip komponen menuju terminal
positip rangkaian

14. Daya
Adalah rata-rata kerja yang dilakukan untuk
memindahkan muatan sejauh 1 meter selama 1
detik.
Daya secara matematis :• Daya secara matematis :
• Satuannya : Watt (W)

15. Contoh
1. Jika arus 6 A, tentukan v jika elemen menyerap daya
18 W ?
Jawaban :
Arus positif karena dari potensial tinggi ke potensial
rendah.rendah.

16. 2. Jika arus 6 A, tentukan v jika elemen mengirimkan
daya 18 W ?
Jawaban :
Arus negatif karena dari potensial rendah ke
potensial tinggi.potensial tinggi.

17. 3. Tentukan daya pada rangkaian,
apakah sumber tegangan
mengirimkan atau menyerap daya !
Jawaban :
Arus positif karena dari potensial tinggi ke potensial
rendahrendah
i = 3 A
v = 6 V
p = vi = 3.6 = 18 W
Arus meninggalkan terminal positif sumber,
sehingga sumber mengirimkan daya.

18. Soal Latihan
1. Arus yang mengalir 2 A pada suatu elemen . Energi
untuk memindahkan arus selama 1 s adalah 10 J.
Tentukan tegangan yang melintasi elemen tersebut.
2. Jika V = 4 Volt dan i = -10 A. Tentukan daya diserap
atau dikirimkan.
3. Arus 6 A, tentukan V jika elemen menyerap daya P =3. Arus 6 A, tentukan V jika elemen menyerap daya P =
18 W
4. Tentukan daya pada rangkaian berikut

19. Simbol Komponen
1. Sumber Tegangan Ideal
• Sumber tegangan ideal adalah suatu sumber yang
menghasilkan tegangan yang tetap, tidak
tergantung pada arus yang mengalir pada sumber
tersebut, meskipun tegangan tersebut merupakan
fungsi dari t.
• Besarnya tahanan dalam Rd = 0
Sifat Sumber Tegangan
a. Sumber Bebas
b. Sumber Tak Bebas

20. a. Sumber Bebas
• Yaitu sumber tegangan yang nilainya tegangannya
tidak bergantung pada harga tegangan atau arus
lainnya dalam rangkaian. Artinya nilai tegangannya
berasal dari sumber tegangan itu sendiri.
• Simbol :• Simbol :

21. b. Sumber Tegangan Tak Bebas
• yaitu sumber tegangan yang nilainya
bergantung pada harga tegangan atau arus
lainnya dalam rangkaian.
• Simbol :• Simbol :

22. 2. Sumber Arus
• Sumber arus ideal adalah sumber yang
menghasilkan arus yang tetap, tidak bergantung
pada tegangan dari sumber arus lainnya dalam
rangkaian.
• Nilai Tahanan dalamnya Rd = ∞
Sifat sumber Arus
a. Sumber Arus Bebas
b. Sumber Arus Tak Bebas

23. a. Sumber Arus Bebas
• yaitu sumber arus yang besar arusnya tidak
bergantung pada harga tegangan atau arus
lainnya dalam rangkaian.
• Simbol :

24. b. Sumber Arus Tak Bebas
• Adalah sumber arus yang besar arusnya bergantung
pada harga tegangan atau arus lainnya dalam
rangkaian.
• Simbol :

25. 3. Resistor/ Hambatan
• Resistor berfungsi sebagai penghambat arus, pembagi
arus , dan pembagi tegangan.
• Nilai resistor tergantung dari besarnya hambatan jenis
bahan resistor, panjang dan luas penampang dari resistor
itu sendiri.
• Satuan dari resistor : Ohm (Ω)Satuan dari resistor : Ohm (Ω)
• Secara matematis :
dimana :
ρ = hambatan jenis
l = panjang dari resistor
A = luas penampang

26. • Jika suatu resistor dilewati oleh sebuah arus maka
pada kedua ujung dari resistor tersebut akan
menimbulkan beda potensial atau tegangan.
• Besarnya tegangan pada resistor dinyatakan dengan
rumus : VR = IxR
• Simbol :

27. 4. Kapasitor (C)
• Kapasitor berfungsi untuk membatasi arus DC yang
mengalir pada kapasitor tersebut, dan dapat
menyimpan energi dalam bentuk medan listrik.
• Sering juga disebut dengan kondensator atau
kapasitansi.
Nilai kapasitor tergantung dari nilai permitivitas• Nilai kapasitor tergantung dari nilai permitivitas
bahan pembuat kapasitor, luas penampang dan jarak
antara kedua penampang kapasitor tersebut.
• Secara matematis :
dimana : ε = permitivitas bahan
A = luas penampang bahan
d = jarak dua keping

28. • Satuan dari kapasitor : Farad (F)
• Jika sebuah kapasitor dilewati oleh arus listrik maka
pada kedua ujung kapaistor tersebut akan muncul
beda potensial atau tegangan.
• Jika kapasitor dicatu dengan tegangan konstan/DC,
maka arus pada kapasitor sama dengan nol. Sehingga
kapasitor bertindak sebagai rangkaian terbuka/ open
circuit untuk.circuit untuk.
• Simbol :

29. 5. Induktor
• Induktor berfungsi untuk menyimpan energi listrik
dalam bentuk medan magnet.
• Seringkali disebut sebagai induktansi, lilitan,
kumparan, atau belitan dengan satuan Henry (H).
Arus yang mengalir pada induktor akan menghasilkan• Arus yang mengalir pada induktor akan menghasilkan
fluksi magnetik (φ ) yang membentuk loop yang
melingkupi kumparan.
• Simbol :

30. • Jika induktor dilewati arus konstan/DC, maka
tegangan pada induktor sama dengan nol. Sehingga
induktor bertindak sebagai rangkaian hubung
singkat/ short circuit.

31. Aturan Penting Dalam Rangkaian Listrik
• Tegangan antara 2 titik a dan b digambarkan dengan
satu anak panah.
• Vab menunjukkan besar potensial relatif titik a
terhadap titik b.
• Tegangan dalam pembahasan kuliah adalah
tegangan drop/ jatuh yang bernilai positif, bila kita
bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah.

32. • Setiap arus yang melewati komponen pasif maka
terminal dari komponen tersebut pertamakali dialiri
arus akan menjadi potensial lebih tinggi
dibandingkan potensial terminal lainnya.
• Bedakan antara sumber tegangan dan pengukur
tegangan/ Voltmeter.tegangan/ Voltmeter.
– Sumber tegangan, tahanan dalamnya, Rd = 0
– Voltmeter tahanan dalamnya, Rd = ∞

33. • Voltmeter dipasang paralel pada
komponen yang akan diukur
supaya tidak ada arus yang
melalui Voltmeter.
• Bedakan antara sumber arus dan
pengukur arus/ Amperemeter
Sumber arus (Rd = ∞ )Sumber arus (Rd = ∞ )
Amperemeter (Rd = 0)
• Amperemeter dipasang seri pada
komponen yang akan diukur supaya
tegangan pada Amperemeter
samadengan nol.

34. • Rangkaian Hubung Singkat (Short Circuit)
Tegangan Vab sama dengan 0, tidak tergantung pada
arus I yang mengalir padanya.
Vab = 0
Rd = 0
• Rangkaian Terbuka (Open Circuit)
Besarnya Arus sama dengan 0, tidak tergantung
pada tegangan Vab.
I = 0
Rd = ∞

35. Sekian