II.4.4. Paduan Tembaga Paduan tembaga telah berkurang penggunaannya daripada waktu yang
lampau. Harga tembaga yang meningkat dengan cepat, ditambah lagi dengan kenyataan bahwa kualitas bahan murah yang lain telah meningkat akhir-akhir ini,
telah mengurangi penggunaan paduan tembaga untuk beberapa kebutuhan. Selain itu teknik pembuatannya telah diperbaiki, sehingga menyebabkan
bahan kurang ductile dapat dipakai. Karena itu baja ringan yang kualitasnya baik sekarang sering digunakan. Sekalipun demikian paduan tembaga kuningan dan
perunggu masih perlu dipertimbangkan keistimewaannya Amanto dan Daryanto, 1999.
II.5. Arus Listrik Searah DC
II.5.1. Arus Listrik Aliran gerakan muatan-muatan listrik dalam suatu konduktor dari tempat
yang satu ke tempat yang lain disebut arus listrik. Di dalam konduktor logam, arus listrik adalah aliran elektron yang arahnya
berlawanan dengan arah medan listriknya. Aliran elektron berasal dari potensial rendah ke potensial tinggi. Sedangkan menurut perjanjian arus listrik ditetapkan
dari potensial tinggi ke potensial rendah. Dengan demikian perlu dibedakan:
1 Aliran elektron dari potensial rendah ke potensial tinggi.
2 Aliran listrik dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Gambar 2.13. a aliran elektron berlawanan arah arus.b aliran listrik searah arus Jika aliran ini mempunyai arah tetap, disebut arus listrik searah DC =
direct current dan bila arahnya bolak-balik secara periodik disebut arus listrik bolak-balik AC = alternating current Supardjo dkk., 1983.
II.5.2. Kuat Arus Listik Banyaknya muatan listrik yang melalui penampang suatu penghantar tiap
satuan waktu disebut kuat arus listrik. Kuat arus dirumuskan sebagai:
t Q
i =
2.6 Dimana:
Q = muatan listrik coulomb
t = waktu detik
i = kuat arus listrik Ampere
Supardjo dkk., 1983
II.5.3. Rapat Arus Arus listrik dapat dinyatakan sebagai partikel-partikel bermuatan yang
bergerak dalam suatu penghantar. Dimisalkan:
v = kecepatan partikel-partikel
t = selang waktu
A = penampang penghantar
n = banyak partikel per volume
Dalam selang waktu t, tiap partikel menempuh jarak v.t. Banyak partikel yang menembus penampang A = banyak partikel dalam tabung yang panjangnya v.t
dan penampangnya A = n.v.t.A.
Gambar 2.14. Partikel-partikel bermuatan yang bergerak dalam suatu penghantar Jika muatan tiap partikel q, maka muatan partikel-partikel Q = q.n.v.t.A
Kuat arus:
A v
n q
i t
A t
v n
q i
. .
. .
. .
. =
= …………………………………….. 2.7
Rapat arus adalah kuat arus tiap satuan luas penampang. Dirumuskan dengan:
v n
q J
A A
v n
q J
A i
J
. .
. .
. =
= =
………………………………………. 2.8
Dimana: i
= kuat arus Ampere A
= luas penampang m
2
Q = muatan partikel C
n = banyak partikel per m
3
v = kecepatan ms
Supardjo dkk., 1983
II.5.4. Hukum Ohm Bila pada seutas kawat penghantar listrik terdapat titik A dan B, kemudian
melalui kawat itu dialirkan arus listrik, maka antara A dan B timbul beda potensial. Perbandingan antara beda potensial dan kuat arusnya selalu tetap, bila
suhunya tidak berubah. Nilai perbandingan tetap ini menyatakan nilai hambatan dari kawat antara A dan B.
Jika beda potensial V volt dan kuat arus i ampere, maka besarnya hambatan kawat:
i V
R =
ohm ………………………………………….. 2.9
Gambar 2.15. Hambatan antara A dan B pada arus searah Besarnya hambatan ini ternyata:
1 Berbanding lurus dengan panjang kawat.
2 Berbanding terbalik dengan penampang kawat.
3 Bergantung pada jenis kawat.
Dirumuskan: A
L R
. ρ
= …………………………………………………. 2.10
Dimana: L
= panjang kawat meter A
= penampang kawat m
2
ρ = hambat jenis ohm.m
R = hambatan kawat ohm
Supardjo dkk., 1983
II.5.5. Hukum Joule Beda potensial adalah kerja yang dibutuhkan untuk memindahkan satu
satuan muatan dalam medan. Misalnya pada suatu circuit oleh beda potensial V, timbul arus I. Maka
setiap detiknya ada I coulomb yang dipindah, jadi ada VI Joule kerja yang dibutuhkan, atau:
Daya = Energidetik = VI Jouledetik = VI watt Biasa ditulis:
P = V.I Watt Hukum Joule ………………………………… 2.11 Jadi daya ini dikeluarkan di dalam kawat per detiknya. Tentunya daya ini hilang
sebagai panas E mempercepat elektron, lalu terjadi tabrakan, elektronnya kehilangan energinya ke bagian-bagian bahan, temperatur bahan akan naik, dst.
Dan dengan bantuan Hukum Ohm diperoleh:
Watt R
V R
I I
V P
2 2
. =
= =
…………………………………..2.12
Dan energi yang hilang di kawat oleh arus I selama t detik:
Joule t
R V
Rt I
t I
V W
. .
.
2 2
= =
= …………………………….. 2.13
Dimana: W
= energi yang hilang Joule I
= kuat arus Ampere R
= tahanan kawat Ohm t
= lama waktu detik Kraus, 1970
II.6. Switched-Mode Power Supply
