BAB I SATUAN, DIMENSI

1

BAB I

SATUAN, DIMENSI

DAN STANDARD

Pengukuran Listrik dan Instrumentasi

•

Pengukuran?



Melakukan kegiatan ukur.



Mengukur adalah membandingkan suatu

besaran yang diukur dengan besaran sejenis

yang dipakai sebagai satuan.

Instrumen?

•

Alat bantu pengukuran disebut dengan

instrumen

•

Instrumen adalah alat yang digunakan untuk

menentukan nilai dari suatu kuantitas atau

variabel.

Besaran dan Satuan

•

Besaran

adalah segala sesuatu yang dapat diukur,

dihitung, memiliki nilai dan satuan. Besaran

menyatakan sifat dari benda. Sifat ini dinyatakan

dalam angka melalui hasil pengukuran.

•

Satuan

atau

satuan ukur

atau

unit

digunakan

untuk memastikan kebenaran pengukuran atau

sebagai nilai standar bagi pembanding alat ukur,

takar, timbang dan perlengkapannya untuk

melindungi kepentingan umum.

Besaran ada 2

•

Besaran Pokok :

1. Panjang

2. Massa

3. Waktu

4. Kuat arus listrik

5. Suhu

6. Jumlah molekul

7. Intensitas cahaya

•

Besaran Turunan :

1. Kecepatan

2. Percepatan

3. Luas, Volume

4. Gaya, Berat

5. Energi, Usaha

6. Tegangan

Besaran Pokok

•

Besaran

1. Panjang

2. Massa

3. Waktu

4. Kuat arus listrik

5. Suhu

6. Jumlah molekul

7. Intensitas cahaya

•

Satuan

Meter (m)

Kilogram (Kg)

Second (s)

Ampere (A)

Kelvin (K)

Mola (mol)

Kandela (cd)

•

Lambang

L

M

T

I

Θ

N

J

Besaran Turunan

• Satuan

1. (m/s) 2. (m/s2₎

3. (m3)

4. (kg m/s2 ) 5. (kg m2/s2 )

• Lambang

1. LT-1

2. LT-2 3. T3

4. MLT-2 5. ML2_T-2

• Besaran :

1. Kecepatan 2. Percepatan 3. Volume

4. Gaya, Berat 5. Energi, Usaha

8

I.1. SATUAN DASAR

Satuan dasar dalam sistem SI (Systeme

International Perancis) adalah :

–

Panjang (L) --- Meter (m)

–

Massa (M) --- Kilogram (kg)

–

Waktu (T) --- detik (dtk, s)

9

SATUAN DASAR - LANJUTAN

• Gaya (F) --- Newton (N)

Newton adalah gaya yang akan memberikan

massa 1 kg suatu percepatan 1 m/dt2 (F=m.a) atau

percepatan gravitasi sebesar g=9.81 m/dt2 (F=m.g)

• Usaha/Kerja (W) --- Joule (J)

Satu usaha didefinisikan jumlah dari kerja jika gaya sebesar 1 Newton beraksi pada jarak 1 meter

(W=F.d)

10

I.2. NOTASI KEILMUAN

Nilai yang sangat besar atau kecil dapat dengan mudah ditulis dalam bilangan

pangkat 10. Contoh :

1.200.000 = 1,2×106; 0,015=1,5×10-2

I.3. NOTASI TEKNIK

Untuk memudahkan penulisan nilai 1x103 W

ditulis 1 kW ; 4,7×10-3 _{A ditulis 4,7 mA.}

11

TABEL NOTASI TEKNIK

Nilai Notasi Nama Simbol

1 000 000 000 000 1012 _{tera T}

1 000 000 000 109 _{giga G}

1 000 000 106 _{mega M}

1 000 103 _{kilo k}

100 102 _{hekto h}

10 10 deka da

0.1 10-1 _{deci d}

0.01 10-2 _{centi c}

0.001 10-3 _{milli m}

0.000 001 10-6 _mikro 

0.000 000 001 10-9 _{nano n}

12

I.4. SATUAN ELEKTRIK

• Arus (I) --- Ampere (A)

Dapat didefinisikan sebagai besaran muatan listrik (Q=coulomb) yang mengalir dalam suatu konduktor selama 1 detik. Dimana satu coulomb sama dengan jumlah muatan yang dibawa 6,24×1018 elektron.

• EMF, Tegangan (V) --- Volt (V)

Volt (V) adalah satuan dari gaya gerak listrik

(emf=electromotive force) yang dapat didefinisikan

sebagai perbedaan potensial antara dua titik penghantar yang mengalir arus sebesar 1 ampere ketika daya sebesar 1 watt didisipasikan.

13

SATUAN ELEKTRIK - LANJUTAN

• Resistansi/Tahanan (R) --- Ohm ( W )

Ohm adalah resistansi yang meloloskan arus 1

ampere jika tegangan 1 volt diberikan pada tahanan tersebut.

• Konduktansi adalah kebalikan dari resistansi (G)

• Flux medan magnet ()--- Weber (wb)

• Kerapatan flux medan magnet (B) --- Tesla

14

SATUAN ELEKTRIK - LANJUTAN

• Induktansi (L) --- Henry (H)

Induktansi suatu rangkaian sebesar 1 henry jika ggl 1 volt diinduksi oleh perubahan arus sebesar 1 A/dtk.

• Kapasitansi (C) --- Farad (F)

Farad adalah kapasitansi dari kapasitor yang terdiri dari muatan 1 coulomb jika beda potensial antar terminalnya sebesar 1 volt.

15

I.5. DIMENSI

Lihat tabel berikut :

Nama Simbol Satuan Simbol

satuan

Dimensi

Panjang l Meter m [L] Massa m Kilogram kg [M] Waktu t Detik dt,s [T} Luas a Meter persegi m2 _[L2_]

Volume V Meter kubik m3 _[L3_]

Kecepatan v Meter per detik m/dt, m/s [LT-1_]

Percepatan a Meter perdetik kuadrat

m/dt2 _[LT-_2]

Gaya F Newton N [MLT-2_]

Tekanan p Newton per meter persegi

16

Tekanan p Newton per meter persegi

N/m2 _[ML-1 _T-2_]

Kerja W Joule J [ML2_T-2_]

Daya P Watt W [ML2_T-3_]

Arus I Ampere A [I] Muatan Q Coulomb C [IT]

EMF/Tegangan V Volt V [ML2_T-3 _I-1_]

Kuat medan listrik  Volt per meter V/m [MLT-3 _I-1_]

Resistansi R Ohm W [ML2_T-3 _I-2_]

Kapasitansi C Farad F [M-1 _L-2

T4_I2_]

Induktansi L Henry H [ML2 _T-2 _I-2_]

Kuat medan magnet H Ampere per meter

A/m [IL-1_]

Flux medan magnet  Weber Wb [ML2_T-2 _I-1_]

Kerapatan flux medan magnet

17

1.6. STANDARD

TUJUAN STANDARISASI :

• Meningkatkan mutu dan kehandalan produk pada

harga yang layak

• Kelaikan penyediaan dan pemanfaatan suatu produk

atau jasa

• Memperbaiki keselamatan, kesehatan, perlindungan

lingkungan dan mengurangi pemborosan

• Meningkatkan efisiensi

• Mencapai keseragaman :

- ukuran, bentuk dan mutu

18 JENIS-JENIS STARDARD

• International Standard : persetujuan internasional,

berada di International Bureau of Weights and Measures, Perancis.

CONTOH :

ISO : International Organisation for Standarization

Misal : - ukuran kertas A4,F4 - ukuran ulir baut

- kode nama negara dalam internet (id=Indonesia; my=Malaysia)

19

• IEC : International Electrotechnical Commision

Standar teknik elektro, misal : IEC 60364-1 (2001-08) Ed. 4.0

tentang Electrical installations of buildings –

• Primary Standard : berada di beberapa negara yang

mengacu pada IS

• Secondary Standard : digunakan pada industri

sebagai referensi untuk kalibrasi peralatan dan

komponen yang dicek secara periodik oleh primary standard

20

STARDARD - LANJUTAN

• Standard kerja

Standard yang biasanya ditemukan di laboratorium elektronik.

Standard kerja resistor dibuat dari manganin dengan

koefisien suhu yang rendah dengan nilai 0,001 W – 1 MW accuracy 0,01%- 0,1 %

Standar kerja kapasitor biasanya dibuat dari mika perak, 0,001 µF - 1 µF, acc 0,02 %

Standar kerja induktor berada pada range 100 µH - 10 H, acc 0,1 %.

21

CONTOH :

PENERAPAN STANDAR DALAM KERANGKA KESELAMATAN KETENAGALISTRIKAN

PERSYARATAN SPESIFIKASI TEKNIS PERSYARATAN KESELAMATAN PERALATAN TENAGA LISTRIK PEMANFAAT TENAGA LISTRIK S SNI

SNI

BIDANG KETENAGA- LISTRIKAN KESELAMATAN KETENAGA - LISTRIKAN

22

Soal-soal

• Kecepatan cahaya di dalam ruang hampa adalah 3,6

x 108 _{meter/detik. Nyatakan kecepatan tersebut}

dalam km/jam.

• Motor berdaya 0,5 HP beroperasi 8 jam perhari

dalam seminggu. Tentukan energi yang dikonsumsi (dalam KWh) selama satu tahun.

Tugas

1. Dengan menggunakan pemangkatan sepuluh, nyatakan nilai berikut:

2. Tentukan tinggi seseorang 5 kaki 11 inchi dalam cm.

3. Titik lebur Magnesium adalah 660oC. Nyatakan titik

lebur tersebut dalam (a) o_{F; (b)} o_K.

4. Massa jenis tembaga adalah 12,56 gram/cm2.

nyatakan massa jenis tersebut dalam (a) kg/m2_{; (b)}

pon/kaki2.

23

a. 50 MHz c. 0.0000306 A

JENIS-JENIS STARDARD

• International Standard : persetujuan internasional,

berada di International Bureau of Weights and Measures, Perancis.

CONTOH :

ISO : International Organisation for Standarization

Misal : - ukuran kertas A4,F4 - ukuran ulir baut

- kode nama negara dalam internet (id=Indonesia; my=Malaysia)

• IEC : International Electrotechnical Commision Standar teknik elektro, misal :

IEC 60364-1 (2001-08) Ed. 4.0

tentang Electrical installations of buildings –

• Primary Standard : berada di beberapa negara yang

mengacu pada IS

• Secondary Standard : digunakan pada industri

sebagai referensi untuk kalibrasi peralatan dan

STARDARD - LANJUTAN

• Standard kerja

Standard yang biasanya ditemukan di laboratorium elektronik.

Standard kerja resistor dibuat dari manganin dengan

koefisien suhu yang rendah dengan nilai 0,001 W – 1 MW accuracy 0,01%- 0,1 %

Standar kerja kapasitor biasanya dibuat dari mika perak, 0,001 µF - 1 µF, acc 0,02 %

Standar kerja induktor berada pada range 100 µH - 10 H, acc 0,1 %.

CONTOH :

PENERAPAN STANDAR DALAM KERANGKA KESELAMATAN KETENAGALISTRIKAN

PERSYARATAN SPESIFIKASI TEKNIS PERSYARATAN KESELAMATAN PERALATAN TENAGA LISTRIK PEMANFAAT TENAGA LISTRIK SNI

SNI

BIDANG KETENAGA- LISTRIKAN KESELAMATAN KETENAGA - LISTRIKAN

Soal-soal

• Kecepatan cahaya di dalam ruang hampa adalah 3,6

x 108 _{meter/detik. Nyatakan kecepatan tersebut}

dalam km/jam.

• Motor berdaya 0,5 HP beroperasi 8 jam perhari

dalam seminggu. Tentukan energi yang dikonsumsi (dalam KWh) selama satu tahun.

Tugas

1. Dengan menggunakan pemangkatan sepuluh, nyatakan nilai berikut:

2. Tentukan tinggi seseorang 5 kaki 11 inchi dalam cm.

3. Titik lebur Magnesium adalah 660oC. Nyatakan titik

lebur tersebut dalam (a) o_{F; (b)} o_K.

4. Massa jenis tembaga adalah 12,56 gram/cm2.

nyatakan massa jenis tersebut dalam (a) kg/m2_{; (b)}

pon/kaki2.

a. 50 MHz c. 0.0000306 A