Pembahasan ini berkaitan dengan materi-materi teknik dasar listrik yang terdiri dari prinsip dasar listrik, hukum rangkaian listrik, phasor. Untuk prisnsip dasar listrik menjelaskan dasar-dasar pada tenaga listrik yaitu: teori elektron, arus listrik, dan kegunaan listrik. Untuk hukum rangkaian listrik menjelaskan tentang sifat sumber listrik, hukum impedansi, hukum ohm dan hukum kirchoff.

1. doradosb@2018

2. TEORI ATOM
• Molekul & Atom
• Molekul:
Bagian yang paling kecil dari benda, tetapi masih mengandung sifat-sifat
yang sama dari benda aslinya.
• Atom:
Bagian yang paling kecil dari suatu zat.
Kapur Ditumbuk hingga
hancur
Ditumbuk hingga
menjadi debu
Molekul yang terdiri
dari atom-atom

3. TEORI ATOM
• STRUKTUR ATOM
• Terdiri dari 3 partikel:
- Proton (+)
- Elektron (-)
- Neutron (netral)
• Proton dan neutron membentuk inti atom
• Elektron bergerak mengelilingi inti atom dengan kecepatan 300 Juta m/dt
• Elektron pada kulit terluar disebut eletron valensi

4. + +
–
–
–
+Proton
Inti Atom
(Nukleus)
Neutron
Elektron
Kulit Atom
/Shell
Atom Hydrogen Atom Oxygen
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
– –
–
+
13
–
–
–
+3≈
Atom Alluminium
Elektron Valensi
Kulit Valensi
TEORI ATOM
doradosb@2018

5. TEORI ATOM
• Muatan Listrik
Elektron valensi yang keluar dari ikatan atomnya dinamakan elektron
bebas (elektron merdeka).
–
+3
––
–
+3
––
Hole (Lubang) Elektron bebas
(Elektron merdeka)
Atom dalam keadaan
seimbang
Atom dalam keadaan tidak seimbang
(kekurangan elektron)
Pergerakan elektron bebas yang
teratur menuju satu arah pada bahan
penghantar
doradosb@2018

6. TEORI ATOM
• Bahan Penghantar Listrik:
Elektron valensinya mudah keluar dari ikatan atomnya.
Contoh: Tembaga, alumunium, besi, timah, dll.
• Bahan Penyekat Listrik:
Elektron valensinya susah sekali/tidak dapat keluar dari ikatan
atomnya.
Contoh: Karet, plastik, keramik, kaca, dll.
• Semi konduktor:
Penghantar yang dalam keadaan normal bersifat seperti penyekat.
Contoh: Silikon, Arsen, Germanium, dll.
doradosb@2018

7. TEORI ATOM
• SIFAT MUATAN LISTRIK
+__ _ + +
doradosb@2018

8. TEORI ATOM
• SATUAN MUATAN LISTRIK
Q = Muatan listrik (coulomb)
I = Arus listrik (A)
t = Waktu (detik)
1 Coulomb = 6,24 x 1018 elektron
Q = I x t
doradosb@2018

9. doradosb@2018

10. LISTRIK DC
• PROSES TIMBULNYA MUATAN LISTRIK
Kondisi awal proses timbulnya
muatan listrik pada accumulator
Kondisi akhir proses timbulnya
muatan listrik pada accumulator
Temba
ga
–
Seng
–
–
A B
H2SO4
A B
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
++++
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
H2SO4
doradosb@2018

11. LISTRIK DC
BEDA
MUATAN
TEKANAN
NN
ARUS
KRAN
BAK ABAK B
MUATAN
A B
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
+ + + +
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
– – – –
H2SO4
S
I
L
ListrikAir
doradosb@2018

12. LISTRIK DC
• Volume / Muatan :
• Air: Banyaknya air (liter, galon, dsb)
• Listrik : Banyaknya elektron (Coulomb)
• Tekanan / Tegangan
• Air: Beda volume air antar bak
• Listrik : Beda muatan antar pelat (Volt)
• Aliran / Arus
• Air: Aliran air dari tekanan tinggi ke tekanan rendah
• Listrik : Aliran elektron dari kutub (–) ke kutub (+) (Ampere)
• Hambatan / Tahanan
• Air: Hal yang menghambat jalannya air
• Listrik : Hal yang menghambat jalannya arus listrik (Ω)
doradosb@2018

13. LISTRIK DC
• Besar Tahanan (R) Pada Kawat Penghantar
l
A
Kawat penghantar listrik
R =
ρ x l
A
R = Tahanan kawat (Ω)
ρ = Tahanan jenis kawat (mm2.Ω/m)
L = Panjang kawat (meter)
A = Luas Penampang kawat (mm2)
doradosb@2018

14. LISTRIK DC
• Besar Tahanan Jenis Beberapa Jenis Bahan
Bahan Besar tahanan jenis
Alumunium
Arang
Air raksa
Besi
Baja
Emas
Perak
Platina
Nikel
Nikelin
Timah putih
Timah hitam
Tembaga
0,03
13 – 100
0,95
0,13
0,10 – 0,25
0,022
0,016
0,12
0,12
0,42
0,13
0,21
0,175

15. LISTRIK DC
• Rangkaian Pengukuran Tahan, Tegangan dan Arus
Ω
R
Rangkaian pengukuran tahanan
R V
+
+
-
-
Rangkaian pengukuran tegangan
pada beban
R
+
+
-
-
A
Rangkaian pengukuran arus yang
diserap oleh pada beban

16. LISTRIK DC
• Hukum OHM
• Hukum Kirchoff I
Jumlah arus yang menuju titik cabang sama dengan jumlah arus yang
meninggalkan titik percabangan.
I
R
E
I = E / R
E = I X R
R = E / I
E
I R
I.t
I.1
I.2
I.3
I.t = I.1 + I.2 + I.3

17. LISTRIK DC
• Daya Listrik
• Energi Listrik
P = V x I
W = P x t
P = daya listrik (Watt atau HP)
V = Tegangan listrik (Volt)
I = Arus listrik (Ampere)
1 HP = 746 Watt (US) = 736 Watt (Eropa)
W = Energy / Usaha listrik (Watt jam)
P = daya listrik (Watt atau HP)
t = Waktu (jam)

18. LISTRIK DC
P I
R E
E. I
E / I
E2
/ P
P / I2
P / I
R. I
E / R
R. I2
R. P
P / R
E2
/ R P / E

19. LISTRIK DC
• Rangkaian Hubungan Arus:
• Rangkaian Arus Tertutup
Penghantar
VS
Beban
Saklar
Beban
Grounding 1 Grounding 2
VS

20. LISTRIK DC
• Rangkaian Arus Terbuka:
Penghantar
VS
Beban
Saklar

21. LISTRIK DC
• Rangkaian Hubung Singkat :
Penghantar
VS
Beban
Saklar
Hubung
singkat
Fuse

22. LISTRIK DC
• Rangkaian dari beberapa tahanan :
• Rangkaian Seri
• Rangkaian Parallel
A
B
R.1 R.2 R.3
Rt = R.1 + R.2 + R.3
C D
A D
R.t
R.1
R.2
R.3
A B
R.t
A B
3.
1
2.
1
1.
1
.
1
RRRtR
++=

23. LISTRIK DC
• Rangkaian Seri – Parallel (Kompound)
R.1
R.2
R.3
A B
R.4
C
R.t
A C
R.Total = R.AB + R.BC

24. LISTRIK DC

25. LISTRIK AC
• Proses Terjadinya Tegangan Bolak - balik :
Arus listrik terukur
ketika penghantar
yang berada
didalam medan
magnet digerakkan
kebawah

26. LISTRIK AC

27. LISTRIK AC

28. LISTRIK AC

29. LISTRIK AC
T = Periode
Veff
e
f
f
e
f
e
k
t
i
f
/
RMS
waktu
t
V mak
ma
ksi
mu
m
Tegangan
V )
Vs
s
s
e
s
a
a
t
0º 270º180º90º 360º
Sinusoida
Ket.
V mak = Tegangan Maksimum
V eff. = Tegangan efektif/RMS
v (s) = Tegangan sesaat
V = Vmak sin θ
Vmak = √2 x V effektif

30. LISTRIK AC
• Frekuensi:
Jumlah gelombang setiap detik (Hertz)
• Periode:
Waktu yang dibutuhkan satu gelombang penuh (Detik)
F = 1
T

31. LISTRIK AC
• Jenis-Jenis Tahan Beban Bolak-balik:
• Tahanan beban resistansi (R)
- Satuan tahanan resistif = Ohm (Ω)
- V = I x R
- Is = Vm sin ωt
R
~
R
I. R
VR
V S
V
I

32. LISTRIK AC
• Tahanan beban induktif (XL)
~
V S
L
VL
I L
V
I
VL
XL
I L =
Hukum Ohm
Gambar gelombang sinusoida tegangan mendahului arus sebesar 90º
dimana :
Vs = Is sin ωt
Is = Vs sin(ωt - 90º )

33. LISTRIK AC
Besarnya Tahanan Induktif pada rangkaian :
XL = 2 π f L ohm
dimana :
XL = tahanan induktif ( ohm)
Π = 3,14 radian
f = Frekwensi (hertz)
L = Induktansi (henry)
Maka Besarnya induktansi pada suatu kawat dengan :
L = μ N² x A / l
dimana:
μ = permeabilitas bahan inti 1,26 x 10-6 H/m hampa udara
N² = lilitan
A = luas penampang (meter2)
l = panjang (meter)
L = Induktansi ( henry)

34. LISTRIK AC
Energi yang dikeluarkan suatu lilitan :
Dimana :
I = Arus (ampere)
L = Induktansi ( henry)
W = x L I ² Joule1
2

35. LISTRIK AC
• Tahanan beban Capasitif (XC)
I
V
Hukum Ohm :
VC
XC
I C =
~
VC
IC
V S
C
i -
-
+
+
Gambar gelombang sinusoida Arus mendahului tegangan sebesar
90º dimana :
Is =Vs sin(ωt+ 90º )
Vs = Is sin(ωt - 90º )

36. LISTRIK AC
Besarnya Tahanan Capasitif pada rangkaian :
XC= 1/ωC = 1/ 2π fC ohm
dimana :
XL = tahanan induktif
Π = 3,14 radian
f = Frekwensi (hertz)
C = Capasitor (farad)
Besarnya Muatan dalam suatu capasitor :
Q = C x V coulomb
dimana:
Q = muatan (coulomb)
C = Capasitor (Farad)
V = Tegangan (volt)

37. LISTRIK AC
Energi yang dikeluarkan suatu capasitor:
Dimana :
W = Energi listrik ( joule)
Q = Muatan (Coulomb)
V = Tegangan ( Volt)
W= x Q V Joule
1
2

38. LISTRIK AC
• Contoh pemakaian kapasitor:
Lb
i
L u
C
S. St
i
-
-
+
+
S TC

39. LISTRIK AC
• Jenis Daya:
(P) Daya Aktif
α
(Q) Daya Real
(S)
DayaReaktif

40. LISTRIK AC
• Maka Daya Real (Q) :
Daya Real(Q) ² = Daya Aktif (P) ² + Daya Reaktif (S) ²
Daya Real (Q) = Daya Aktif (P) ² + Daya Reaktif (S) ²
Q =
P ² S ²+

41. LISTRIK AC
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
……
U
Medan magnit
S
Arah putaran
mag
L3
L2
L1

42. LISTRIK AC
T
Gambar : i
Fasa A
+V A1
-VC1
VB1 = 0
1/3 T
1/3 T
1/3 T
Fasa B
Fasa C
Gambar : ii
Gambar : iii

43. LISTRIK AC
Ciri Tegangan Tiga Fasa :
1. Ketiga tegangan fasa mempunyai frekwensi
yang sama
2. Ketiga tegangan fasa mempunyai nilai puncak
yang sama
3. Ketiga tegangan fasa berdeda fasa 120 º
4. Pada setiap momen dari waktu, jumlah nilai
sesaat
dari ketiga tegangan adalah:
VA + VB + VC = 0.

44. LISTRIK AC
Faktor Pengali Tiga Fasa baik hubungan bintang
dan Segitiga:
3

45. LISTRIK AC
Rangkaian hubungan Bintang/Start “ Y “ :
N
C
B
A
R1
220 V
VBC
VAC
IB
R3
R2
IC
N
IA
220 V
VAB
V
220 V

46. LISTRIK AC
Hubungan bintang “ Y “ :
3 x V P ( Tegangan fasa )
Jadi Tegangan (V) saluran =

47. LISTRIK AC
C
B
A
R1
220 V
VBC
VAC
IB
R3
R2
IC
IA
220 V
VAB
V
IAB
IBC
IAC
R3
Rangkaian hubungan Delta /Segitiga “ Δ” :

48. LISTRIK AC
X Arus saluran3
Arus penghantar luar/fasa =
Rangkaian Hubungan Delta/segitiga “ Δ” :