Tujuan Pembelajaran Uraian Materi a Sistem Satuan Dasar Internasional
22
Dasar Teknik Listrik Arus Searah
Tabel 3.2 Nama satuan turunan yang berasal dari satuan dasar SI Besaran
Simbol satuan
Ekuivalen Ekspresi dalam
satuan dasar SI
frekuensi hertz
Hz 1s
s−1 sudut
radian rad
mm satuan tak
berdimensi sudut ruang
steradian sr
m2m2 satuan tak
berdimensi gaya, berat
newton N
kg ⋅ms2
kg ⋅m⋅s−2
tekanan pascal
Pa Nm2
kg ⋅m−1⋅s−2
energi, usaha, kalor
joule J
N•m C•V
W•s kg
⋅m2⋅s−2
daya, fluks radiant
watt W
Js V
⋅A kg
⋅m2⋅s−3 muatan listrik
coulomb C
s ⋅A
s ⋅A
tegangan listrik, beda potensial,
gaya gerak listrik
volt V
WA JC
kg ⋅m2⋅s−3⋅A−1
kapasitansi farad
F CV
kg−1⋅m−2⋅s4⋅A2 hambatan,
Impedansi, reaktansi
ohm Ω
VA kg
⋅m2⋅s−3⋅A−2
konduktansi, admitansi
siemens S
1Ω AV
kg−1⋅m−2⋅s3⋅A2 fluks magnet
weber Wb
JA kg
⋅m2⋅s−2⋅A−1 Satuan umum lainnya, seperti liter, bukan merupakan satuan SI, tetapi
diterima untuk digunakan dengan SI
23
BAB II - Pembelajaran
s−1
⋅ ⋅ ⋅s−2
⋅m−1⋅s−2 ⋅
⋅s−2
⋅ ⋅
⋅s−3 ⋅
⋅ ,
⋅ ⋅s−3⋅A−1
kg−1⋅m−2⋅ ⋅ Ω
⋅ ⋅s−3⋅A−2
1Ω kg−1⋅m−2⋅ ⋅
⋅ ⋅s−2⋅A−1
c Besaran Listrik 1 Tegangan Listrik
Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini
mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik.Tegangan listrik itu terjadi
apabila:
Antara pasangan elektron yang rapat dan kurang rapat.
Antara tempat yang mempunyai kerapatan elektron yang tinggi dan rendah
Antara tempat yang kekurangan elektron dan yang kelebihan elektron
Satuan teknik tegangan adalah volt V. namun ada beberapa kondisi menggunakan satuan mili volt mV dan kilo volt kV. Berikuta adalah
konversinya: 1 Volt
= 10
3
mV 1 Volt
= 10
-3
kV
2 Arus Listrik
Listrik dapat mengalir melalui bahan penghantar, tetapi tidak semua bahan dapat mengalirkan listrik. Bahan yang memiliki elektron bebas
didalamnya, seperti logam, dapat mengalirkan listrik tetapi kayu yang tidak memiliki elektron bebas tidak dapat mengalirkan. Karena listrik merupakan
bentuk energi yang amat luas penggunaannya, maka perlu sekali dipahami sifat-sifatnya.
Penghantar yang menghubungkan kutub-kutub sebuah sumber listrik terletak didalam medan listrik. Karena medan listrik inilah elektron-elektron
bebas didalam penghantar bergerak dan terjadilah aliran listrik. Aliran listrik yang berasal dari elemen mempunyai arah yang tetap, yaitu dari kutub
berpotensi tinggi ke kutub yang berpotensi rendah. Sedang yang berasal dari generator arahnya ada tetap dan ada yang berubah. Ada 2 macam jenis arus
listrik:
24
Dasar Teknik Listrik Arus Searah
a Arus searah
Arus searah bahasa Inggris direct current atau DC adalah aliran elektron dari suatu titik yang energi potensialnya tinggi ke titik lain yang energi
potensialnya lebih rendah. Sumber arus listrik searah biasanya adalah baterai termasuk aki dan Elemen Volta dan panel surya. Arus searah biasanya
mengalir pada sebuah konduktor, walaupun mungkin saja arus searah mengalir pada semi-konduktor, isolator, dan ruang hampa udara
Gambar 3.1 Grafik Gelombang Teggangan dan Arus Searah
b Arus bolak-balik
Arus bolak-balik ACalternating current adalah arus listrik di mana besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan
arus searah di mana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya berbentuk
gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk
gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga triangular wave atau bentuk gelombang segi empat square wave.
Gambar 3.2 Grafik Tegangan dan Arus Bolak-balik
25
BAB II - Pembelajaran
Arus adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik
lainnya. Sehingga dapat dirumuskan menjadi :
Dimana: I = Kuat arus listrik satuan Ampere A
Q = Muatan listrik satuan coulomb Q t = Waktu satuan detik s
Satuan arus listrik adalah Ampere A. namun ada beberapa kondisi menggunakan satuan mili Ampere mA dan mikro Aampere µA. Berikuta
adalah konversinya: 1 A
= 10
3
mA 1 A
= 10
6
µA.
3 Daya Power Listrik W
Hal lain yang penting setelah besar tahanan hambatan adalah besar daya resistor. Daya resistor merupakan kekuatan yang dimiliki oleh resistor
dalam menerima kuat arus listrik. Daya listrik didefinisikan sebagai laju
hantaran energi listrik dalam rangkaian listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt.
Daya listrik, seperti daya mekanik, dilambangkan oleh huruf P dalam persamaan listrik. Pada rangkaian arus DC, daya listrik sesaat dihitung
menggunakan Hukum Joule, sesuai nama fisikawan Britania James Joule, yang pertama kali menunjukkan bahwa energi listrik dapat berubah menjadi energi
mekanik, dan sebaliknya. Rumus:
Keterangan :
P = adalah daya watt
I
= adalah arus ampere
V = adalah perbedaan potensial volt
26
Dasar Teknik Listrik Arus Searah
Satuan SI turunan untuk daya adalah watt W. Namun ada beberapa kondisi menggunakan satuan mili watt mW, kilowatt kW dan adapula yang
menggunkan satuan Mega watt MW . Berikuta adalah konversinya: 1 watt
= 10
3
mW 1 watt
= 10
-3
kW 1
watt = 10
-6
MW
4 Hambatan Listrik
Hambatan listrik adalah komponen yang mempunyai sifat menghambat arus listrik. Hambatan listrik merupakan perbandingan antara tegangan listrik
dari suatu komponen elektronik misalnya resistor dengan arus listrik yang melewatinya.
Hambatan listrik yang mempunyai satuan Ohm ditulis Ω. Namun ada
beberapa kond isi menggunakan satuan kilo Ohm kΩ, dan ada pula yang
menggunkan satua n Mega watt MΩ . Berikuta adalah konversinya:
1 Ω
= 10
3
k Ω
1 Ω
= 10
6
M Ω
1 k Ω
= 10
3
M Ω
5 Daya Hantar
Pada suatu rangkaian jika menggunakan suatu beban dengan tahanan yang kecil, maka akan dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Dengan
kata lain “ memiliki daya hantar yang besar”, Daya hantar yang besar sepadan dengan tahanan yang kecil dan sebaliknya daya hantar kecil sepadan dengan
tahanan besar. Satuan konduktani adalah kebalikan dari hambatan, reaktansi, dan impedansi; maka satu siemens sama dengan kebalikan satu ohm, kadang
juga disebut mho. � =
1 �
Dimana: G = Konduktansi dengan satuan Siemens atau mho
R = Hambatan dengan satuan Ohm
27
BAB II - Pembelajaran
ditulis Ω. Namun ada isi menggunakan satuan kilo Ohm kΩ
n Mega watt MΩ Ω
Ω Ω
Ω Ω
Ω
� �