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 � �

3. Rangkuman

a Sistem Internasional Satuan SI menspesifikasikan tujuh satuan dasar SI dari semua satuan pengukuran yang terbentuk. Unit-unit lainnya disebut satuan turunan SI, b Satuan turunan merupakan satuan yang diturunkan dari satuan pokok. Satuan dasar dapat dikombinasikan untuk mendapatkan satuan pengukuran besaran lainnya. c Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt d Listrik dapat mengalir melalui bahan penghantar, tetapi tidak semua bahan dapat mengalirkan listrik dinyatakan dalam satuan ampere. e Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam rangkaian listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt. f Hambatan listrik adalah komponen yang mempunyai sifat menghambat arus listrik dinyatakan dalam satuan ampere. g Satuan konduktansi adalah kebalikan dari hambatan maka satu siemens kadang juga disebut mho.

4. Tugas

Tentukan besaran-besaran yang ada pada di satuan pokok SI maupun turunan beserta satuanya yang termasuk dalam besaran kelistrikan.

5. Tes Formatif

Pilihlah jawaban yang paling tepat 1 Di bawah ini yang merupakan besaran pokok menurut standard internasional adalah a. kilogram dan watt b. kilogram dan celcius c. meter dan detik d. meter dan celcius e. celcius dan watt 28 Dasar Teknik Listrik Arus Searah 2 Perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik dinamakan.. a. Tegangan b. Arus c. Hambatan d. Daya e. Energi 3 Listrik dapat mengalir melalui bahan penghantar, satuan arus listrik dinamakan.. a. Volt b. Ohm c. Ampere d. Watt e. Joule 4 Komponen yang mempunyai sifat menghambat arus listrik dinyatakan dalam satuan.. a. Volt b. Ohm c. Ampere d. Watt e. Joule 5 Laju hantaran energi dalam suatu rangkaian dinamakan sebagai a. Tegangan Listrik b. Arus Listrik c. Hambatan Listrik d. Daya Listrik e. Energi Listrik 6 Besaran gaya turunan dari besaran-besaran.. a. Massa, waktu b. Massa, panjang c. Panjang, waktu d. Massa, panjang, waktu e. Massa, luas, panjang