Teori dan Dasar dan Kelistrikan
TEORI DASAR KELISTRIKAN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Disusun Oleh :
Khaerul Amri
M. Lingga Haji S.
Fajar Sidik
Meiky Aris Munandar
Riki Mustofa
Sugirwo
KELAS
: XI TKR
SMK MUHAMMADIYAH MARGASARI
Tahun Ajaran 2013-2014
KATA PENGANTAR
Bismillahirohmanirahim
Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah SWT karena dengan karunia-Nyalah saya
dapat menyelesaikan tugas EAD yang berjudul teori dasar kelistrikan.Shalawat dan shalam
semoga dilimpahkan oleh-Nya kepada junjungan Nabi Muhammad SAW, yang membawa
umatnya dari yang gelap gulita ke arah alam yang sangat terang benderang, juga kepada keluarga,
sahabat, serta semua pengikutnya yang setia disepanjang zaman.
Dalam kesempatan yang berbahagia ini penyusun merasa sangat bersyukur kepada Allah atas
kenikmatan yang telah diberikan-Nya, sehingga pada kesempatan ini penyusun dapat
menyelesaikan makalah ini. Walaupun banyak sekali kekurangan yang berada dalam makalah ini
namun penulis berusaha dengan segenap kemampuan untuk memberikan kesan yang sangat
berguna sehingga makalah yang kami susun ini dapat berguna bagi siapa saja yang membacanya.
Kami sadari bahwa dalam pembuatan makalah ini banyak sekali kekurangan sehingga perlu
adanya penjelasan lebih lanjut guna memberikan penjelasan yang lebih kompleks dengan apa
yang memang perlu dijelaskan. Hal ini memang perlu dilakukan demi memberikan pemahaman
yang lebih komfrehensif. Penyusun mohon maaf apabila dalam pembuatan makalah ini banyak
sekali kekurangan. Untuk itu kritik dan saran sangat kami harapkan guna perbaikan pembuatan
makalah dimasa yang akan datang.
Wallahul Muwafiq Illa Aqwamith Thareqh
Margasari, 29 Nopember 2013
DAFTAR ISI
Judul ....................................................................................................................................
kata Pengantar .....................................................................................................................
Daftar Isi..............................................................................................................................
Bab I.....................................................................................................................................
Latar Belakang...............................................................................................................
Bab II...................................................................................................................................
Teori Dasar Kelistrikan.................................................................................................
Bab III..................................................................................................................................
Rangkaian Kelistrikan...................................................................................................
Penutup..........................................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Listrik merupakan suatu kebutuhan penting bagi manusia dalam menjalankan aktivitas
seharihari,dimanapadayangzaman modern ini sudah banyak alat pendukung kehidupan manusia
yang membutuhkan tenaga listrik untuk mengoperasikannya, seperti lampu, mesin cuci, mesin
pompa air, televisi, radio, komputer dan perangkat elektronik lainnya.Listrik telah menjadi
kebutuhan yang mendasar untuk berbagai aktifitasmanusia, yang kemudian digunakan untuk
beragam fungsi kedepannya.
Listrik
menjadikan manusia ketergantungan akan keberadaannya, tidak dapat dipungkiri bahwa
listrik merupakan tenaga yang dibutuhkan manusia dalam segala hal yang mendukung aktifitas
manusia. Adapun akhirnya peran dari pemerintah dalam penyediaan listrik bagi masyarakat luas.
Tidak heran jika pemerintah menguasai kepentingan listrik dalam bentuk badan usaha milik
negara untuk dapat mengaturnya dengan baik untuk kepentingan bersama agar tidak terjadi
monopoli dalam kepentingan ini.
BAB II
TEORI DASAR KELISTRIKAN
Suatu benda jika kita bagi menjadi bagian terkecil tanpa meninggalkan sifat aslinnya, kita
akan mendapatkan partikel yang disebut molekul, kemudian jika molekul ini kita bagi lagi, maka
kita mendapatkan apa yang disebut dengan atom.
Semua atom terdiri dari inti yang dikelilingi partikel-partikel yang sangat tipis, yang
disebut dengan electron electron yang mengelilingi inti pada orbit yang berbeda. Inti sendiri
twerdiri dari proton dan neutron dalam jumlah yang sam (kecuali atom hydrogen yang
kekurangan jumlah neutron).
Proton dan electron mempunyai suatu hal yang sama yaitu muatan listrik(electrical
charge). Muatan listrik pada proton diberi muatan positif (+) sedangkan listrik pada electron
diberi tanda negative (-), sedangkan neutron sendiri tidak bermuatan (netral). Dikarenakan jumlah
muatan listrik positif pada proton pada suatu atom adalah sama dengan jumlah muatan listrik
negative pada electron, maka atom akan bermuatan netral.
ELEKTRON BEBAS
Elektron-elektron yang orbitnya paling jauh dari inti disebut valance electron. Karena
electron ini memiliki orbit paling jauh dari inti, maka gaya tariknya juga lemah, maka electron
bebas ini memiliki kecenderungan untuk berpindah ke inti yang lain.
Berbagai karaktristik dan macam akasi kelistrikan seperti loncatan bunga api,
pembangkitan panas, reaksi kimia, atau akasi magnet, dapat terjadi karena adannya aliran listrik,
hal ini disebabkan karena adannya electron bebas.
LISTRIK STATIK DAN LISTRIK DINAMIS
Ada dua type listrik, yaitu listrik static dan listrik dinamis. Listrik dinamis dapat dibagi
menjadi dua macam, yaitu listrik AC dan listrik DC
LISTRIK STATIS
Bila benda konduktor seperti sebatang kaca, (glass rod) digosok dengan kain sutra, kedua
permukaan, batang kaca jadi bermuatan listrik, satu bermuatan positif dan yang lainnya
bermuatan negative.
Tanpa menyentuh kedua benda tersebut, dan menghubungkan dengan konduktor, muatan
listrik akan tetap berada pada permukaan batang kaca atau kain sutera. Karena tidak terjadi
gerakan, maka tipe kelistrikan ini disebut listrik statis.
LISTRIK DINAMIS
Listrik dinamis adalah suatu keadaan terjadinnya aliran electron electron bebas dimana
electron – electron ini berasal dari elktron-elektron yang sudah terpisah dari atomnya masingmasing dan bergerak melalui suatu benda yang sifatnya konduktor.
Bila electron-elektron bebas bergerak dengan arah yang tetap, maka listrik dinamis ini disebut
listrik arus searah. (DC). Bila arah gerakan dan jumlah arus (besar arus) bervariasi secara
periodic terhadap waktu, maka listrik dinamis ini disebut dengan listrrik arus bolak-balik
1. Arus Listrik
adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor
akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama.
satuan arus listrik adalah Ampere.
Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran
listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke
terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.
Gambar 1. Arah arus listrik dan arah gerakan elektron.
“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624x10^16 (6,24151 × 10^18) atau sama
dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor”
Formula arus listrik adalah:
I = Q/t (ampere)
Dimana:
I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere
Q = Besarnya muatan listrik, coulomb
t = waktu, detik
2. Kuat Arus Listrik
Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah
melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.
Definisi : “Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118
milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”.
Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu:
Q=Ixt
I = Q/t
t = Q/I
Dimana
:
Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb
I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
t = waktu dalam satuan detik.
“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik”
“muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton,
dan muatan negatif dibawa oleh elektro. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton +1,6 x
10^-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10^-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak
menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik menarik”
3. Rapat Arus
Difinisi
“rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas penampang kawat”.
Gambar 2. Kerapatan arus listrik.
Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya.
Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm²
(12A/4 mm²), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi
8A/mm² (12A/1,5 mm²).Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar
dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel
Kemampuan Hantar Arus (KHA).
Tabel 1. Kemampuan Hantar Arus (KHA)
Berdasarkan tabel KHA kabel pada tabel diatas, kabel berpenampang 4 mm², 2 inti kabel
memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus 8,5A/mm². Kerapatan arus berbanding terbalik
dengan penampang penghantar, semakin besar penampang penghantar kerapatan arusnya
mengecil.
Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan
penampang kawat:
J = I/A
I=JxA
A = I/J
Dimana:
J = Rapat arus [ A/mm²]
I = Kuat arus [ Amp]
A = luas penampang kawat [ mm²]
4. Tahanan dan Daya Hantar Penghantar
Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, tembaga dan aluminium
memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri
proton dan elektron. Aliran arus listrik merupakan aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir
ini mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya terjadi gesekan elektron
denganatom dan ini menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar memiliki sifat
menghambat yang terjadi pada setiap bahan.
Tahanan didefinisikan sebagai berikut :
“1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan
penampang 1 mm² pada temperatur 0° C"
Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:
“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah
suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar
atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”.
Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus:
R = 1/G
G = 1/R
Dimana
R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm]
G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho]
Gambar 3. Resistansi Konduktor
Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga
besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm.
“Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter penampang q serta tahanan jenis ρ
(rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah”
:R = ρ x l/q
Dimana
R = tahanan kawat [ Ω/ohm]
l = panjang kawat [meter/m]
ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
q = penampang kawat [mm²]
faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau tahanan, karena tahanan suatu jenis
material sangat tergantung pada
:
• panjang penghantar.
• luas penampang konduktor.
• jenis konduktor
• temperatur.
"Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur, ketika temperatur meningkat ikatan atom
makin meningkat akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur
menyebabkan kenaikan tahanan penghantar"
5. potensial atau Tegangan
potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda
potensialnya. dari hal tersebut, kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering
disebut “potential difference atau perbedaan potensial”. satuan dari potential difference adalah
Volt.
“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk
memindahkan muatan listrik satu coulomb”
Formulasi beda potensial atau tegangan adalah:
V = W/Q [volt]
Dimana:
V = beda potensial atau tegangan, dalam volt
W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule
Q = muatan listrik, dalam coulomb
SIMBOL KOMPONEN LISTRIK.
SIMBO
L
NAMA KOMPONEN
KETERANGAN
Simbol Sambungan
Kabel/ Wire Listrik
Kabel penghubung (konduktor)
Koneksi kabel
Terhubung
Kabel tidak koneksi
Terputus (tidak terhubung)
Simbol Saklar (Switch) dan Simbol Relay
Toggle Switch SPST
Terputus dalam kondisi open
Toggle Switch SPDT
Memilih dua terminal koneksi
Saklar Push-Button (NO)
Terhubung ketika ditekan
Saklar Push-Button (NC)
Terputus ketika ditekan
DIP Switch
Multiswitch(Saklar banyak)
Relay SPST
Koneksi (Open dan Close) digerakan oleh
elektromagnetik.
Relay SPDT
Jumper
Koneksi dengan pemasangan jumper
Solder Bridge
Koneksi dengan cara disolder
Simbol Ground
Earth Ground
Referensi 0 sebuah sumber listrik
Chassis Ground
Ground yang dihubungkan pada body sebuah
rangkaian listrik
Common/ Digital Ground
Simbol Resistor
Resistor
Resistor berfungsi untuk menahan arus yang mengalir
dalam rangkaian listrik
Resistor
Potensio Meter
Menahan arus dalam rangkaian listrik tetapi nilai
resistansi dari 3 titik terminal dapat diatur
Potensio Meter
Variable Resistor
Menahan arus dalam rangkaian listrik tetapi nilai
resistansi dari 2 titik terminal dapat diatur
Variable Resistor
Simbol Condensator (Kapasitor)
Condensator Bipolar
Berfungsi untuk menyimpan arus listrik sementara
waktu
Condensator Nonpolar
Condensator Bipolar
Electrolytic Condensator (ELCO)
Kapasitor berpolar
Electrolytic Condensator (ELCO)
Kapasitor Variable
Condensator yang nilai kapasitansinya dapat diatur
Simbol Kumparan (Induktor)
Induktor, lilitan, kumparan,
spul, coil
Dapat menghasilkan medan magnet ketika dialiri arus
listrik
Induktor dengan inti besi
Kumparan dengan inti besi seperi pada trafo
Variable Induktor
Lilitan yang nilai induktansinya dapat diatur
Simbol Power Supply
Sumber tegangan DC
Menghasilkan tegangan searah tetap (konstan)
Sumber Arus
Menghasilkan sumber arus tetap
Sumber tegangan AC
Sumber teganga bolak-balik seperti dari PLN
(Perusahaan Listrik Negara)
Generator
Penghasil tegangan listrik bolah-balik seperti
pembangkit listrik di PLN (Perusahaan Listrik
Negara)
Battery
Menghasilkan tegangan searah tetap
Battery lebih dari satu Cell
Menghasilkan tegagan searah tetap
Sumber tegangan yang
dapat diatur
Sumber tegangan yang berasal dari rangkaian listrik
lain
Sumber arus yang dapat
diatur
Sumber arus yang berasal dari rangkaian listrik lain
Simbol Meter (Alat Ukur)
Volt Meter
Mengukur tegangan listrik dengan satuan Volt
Ampere Meter
Mengukur arus listrik dengan satuan Ampere
Ohm Meter
Mengukur resistansi dengan satuan Ohm
Watt Metter
Mengukur daya listrik dengan satuan Watt
Simbol Lampu
Lampu
Lampu
Akan menghasilkan cahaya ketika dialiri arus listrik
Lampu
Simbol Dioda
Dioda
Berfungsi sebagai penyearah yang dapat mengalirkan
arus listrik satu arah (forward bias)
Dioda Zener
Penyetabil Tegangan DC (Searah)
Dioda Schottky
Dioda dengan drop tegangan rendah, biasanya
terdapat dalam IC logika
Dioda Varactor
Gabungan Dioda dan Kapasitor
Dioda Tunnel
Dioda Tunnel
LED (Light Emitting
Diode)
Akan menghasilkan cahaya ketika dialiri arus listrik
DC satu arah
Photo Dioda
Menhasilkan arus listrik ketika mendapat cahaya
Simbol Transistor
Transitor Bipolar NPN
Arus listrik akan mengalir (EC) ketika basis (B)
diberi positif
Transistor Bipolar PNP
Arus listrik akan mengalir (CE) ketika basis (B)
diberi negatif
Transitor Darlington
Gabungan dari dua transistor Bipolar untuk
meningkatkan penguatan
Transistor JFET-N
Field Effect Transistor kanal N
Transistor JFET-P
Field Effect Transistor kanal P
Transistor NMOS
Transistor MOSFET kanal N
Transistor PMOS
Transistor MOSFET kanal P
Simbol Komponen Lain
Motor
Motor Listrik
Trafo, Transformer,
Transformator
Penurun dan penaik tegangan AC (Bolak Balik)
Bel Listrik
Berbunyi ketika dialiri arus listrik
Buzzer
Penghasil suara buzz saat dialiri arus listrik
Fuse, Sikring
Pengaman. Akan putus ketika melebihi kapasitas arus
Fuse, Sikring
Bus
Bus
Terdiri dari banyak jalur data atau jalur address
Bus
Opto Coupler
Sebagi isolasi antar dua rangkaian yang berbeda.
Dihubungkan oleh cahaya
Speaker
Mengubah signal listrik menjadi suara
Mic, Microphone
Mengubah signal suara menjadi arus listrik
Op-Amp, Operational
Amplifier
Penguat signal input
Schmitt Trigger
Dapat mengurangi noise
ADC, Analog to Digital
Mengubah signal analog menjadi data digital
DAC, Digital to Analog
Mengubah data digital menjadi signal analog
Crystal, Ocsilator
Penghasil pulsa
Simbol Antenna
Antenna
Pemancar dan penerima signa radio
Antenna
Dipole Antenna
Gabungan dari simple Antenna
Simbol Gerbang Logika (Digital)
NOT Gate
Output akan merupakan kebalikan input
AND Gate
Output akan 0 jika salah satu input 0
NAND Gate
Output akan 1 jika salah satu input 0
OR Gate
Output akan 1 jika salah satu input 1
NOR Gate
Output akan0 jika salah satu input 1
EX-OR Gate
Output akan 0 jika input sama
D-Flip-Flop
Dapat berfungsi sebagai penyimpad data
Multiplexer 2 to 1
Menyeleksi salah satu data input yang akan dikirim
ke output
Multiplexer 4 to 1
D-Multiplexer 1 to 4
Menyeleksi data input untuk dikirim ke salah satu
output
BAB III
SISTEM KELISTRIKAN BODY
RANGKAIAN LISTRIK
Pada suatu rangkaian listrik akan mengalir arus, apabila dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. Adanya sumber egangan
2. Adanya alat penghubung
3. Adanya beban
Gambar 4. Rangkaian Listrik.
Pada kondisi sakelar S terbuka maka arus tidak akan mengalir melalui beban . Apabila
sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke beban R dan Ampere meter akan menunjuk.
Dengan kata lain syarat mengalir arus pada suatu rangkaian harus tertutup.
RANGKAIAN SISTEM KELISTRIKAN BODY
Rangkaian Lampu Kepala
Keterangan:
. . 1. Lampu kepala kiri
. . 2. Lampu kepala kanan
. . 3. Relay lampu kepala jarak dekat
. . 4. Relay lampu jarak jauh
. . 5. Saklar lampu jarak dekat dan jarak jauh
. . 6. Saklar utama
. . 7. Sekring
. . 8. Fuse link
. . 9. Bateray
Rangkaian Lampu Kota
Keterangan :
. . 1. Lampu kota kanan depan
. . 2. Lampu kota kiri depan
. . 3. Lampu kota kiri belakang
. . 4. Lampu kota kanan belakang
. . 5. Relay
. . 6. Saklar
. . 7. Sekring
. . 8. Fuse link
. . 9. Bateray
Rangkaian Lampu Tanda Belok dan Lampu Hazzard
Gambar 18. Rangkaian lampu tanda belok dan lampu hazzard
Keterangan :
. . 1. Lampu tanda belok kiri (depan dan belakang)
. . 2. Lampu tanda belok kanan (depan dan belakang)
. . 3. Saklar lampu Hazzard
. . 4. Saklar lampu tanda belok
. . 5. Flasher (pengedip)
. . 6. Sekring lampu tanda belok
. . 7. Sekring lampu Hazzard
. . 8. Kunci kontak
. . 9. Lampu kontrol tanda belok
Rangkaian Lampu Rem
Gambar 19. Rangkaian Lampu rem
Keterangan:
. . 1. Lampu Rem kiri
. . 2. lampu rem kanan
. . 3. Switch
. . 4. Sekring
. . 5. Baterai
. . 30. Arus dari Baterei
. . 54. plus baterai
. . 55. lampu rem
PENUTUP
Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok bahasan
dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya
pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah
ini
Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman dusi memberikan kritik dan saran
yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan dan penulisan makalah di
kesempatan-kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya
juga para pembaca yang budiman pada umumnya.
Daftar Pustaka
http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/01/teori-dasarlistrik.html
http://www.inicaraku.com/daftar-kumpulan-simbol-listrikdan-elektronika.html
http://m-edukasi.net/online/2008/sistemkelistrikanbodi/
materi04.html
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Disusun Oleh :
Khaerul Amri
M. Lingga Haji S.
Fajar Sidik
Meiky Aris Munandar
Riki Mustofa
Sugirwo
KELAS
: XI TKR
SMK MUHAMMADIYAH MARGASARI
Tahun Ajaran 2013-2014
KATA PENGANTAR
Bismillahirohmanirahim
Puji syukur saya panjatkan ke hadirat Allah SWT karena dengan karunia-Nyalah saya
dapat menyelesaikan tugas EAD yang berjudul teori dasar kelistrikan.Shalawat dan shalam
semoga dilimpahkan oleh-Nya kepada junjungan Nabi Muhammad SAW, yang membawa
umatnya dari yang gelap gulita ke arah alam yang sangat terang benderang, juga kepada keluarga,
sahabat, serta semua pengikutnya yang setia disepanjang zaman.
Dalam kesempatan yang berbahagia ini penyusun merasa sangat bersyukur kepada Allah atas
kenikmatan yang telah diberikan-Nya, sehingga pada kesempatan ini penyusun dapat
menyelesaikan makalah ini. Walaupun banyak sekali kekurangan yang berada dalam makalah ini
namun penulis berusaha dengan segenap kemampuan untuk memberikan kesan yang sangat
berguna sehingga makalah yang kami susun ini dapat berguna bagi siapa saja yang membacanya.
Kami sadari bahwa dalam pembuatan makalah ini banyak sekali kekurangan sehingga perlu
adanya penjelasan lebih lanjut guna memberikan penjelasan yang lebih kompleks dengan apa
yang memang perlu dijelaskan. Hal ini memang perlu dilakukan demi memberikan pemahaman
yang lebih komfrehensif. Penyusun mohon maaf apabila dalam pembuatan makalah ini banyak
sekali kekurangan. Untuk itu kritik dan saran sangat kami harapkan guna perbaikan pembuatan
makalah dimasa yang akan datang.
Wallahul Muwafiq Illa Aqwamith Thareqh
Margasari, 29 Nopember 2013
DAFTAR ISI
Judul ....................................................................................................................................
kata Pengantar .....................................................................................................................
Daftar Isi..............................................................................................................................
Bab I.....................................................................................................................................
Latar Belakang...............................................................................................................
Bab II...................................................................................................................................
Teori Dasar Kelistrikan.................................................................................................
Bab III..................................................................................................................................
Rangkaian Kelistrikan...................................................................................................
Penutup..........................................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Listrik merupakan suatu kebutuhan penting bagi manusia dalam menjalankan aktivitas
seharihari,dimanapadayangzaman modern ini sudah banyak alat pendukung kehidupan manusia
yang membutuhkan tenaga listrik untuk mengoperasikannya, seperti lampu, mesin cuci, mesin
pompa air, televisi, radio, komputer dan perangkat elektronik lainnya.Listrik telah menjadi
kebutuhan yang mendasar untuk berbagai aktifitasmanusia, yang kemudian digunakan untuk
beragam fungsi kedepannya.
Listrik
menjadikan manusia ketergantungan akan keberadaannya, tidak dapat dipungkiri bahwa
listrik merupakan tenaga yang dibutuhkan manusia dalam segala hal yang mendukung aktifitas
manusia. Adapun akhirnya peran dari pemerintah dalam penyediaan listrik bagi masyarakat luas.
Tidak heran jika pemerintah menguasai kepentingan listrik dalam bentuk badan usaha milik
negara untuk dapat mengaturnya dengan baik untuk kepentingan bersama agar tidak terjadi
monopoli dalam kepentingan ini.
BAB II
TEORI DASAR KELISTRIKAN
Suatu benda jika kita bagi menjadi bagian terkecil tanpa meninggalkan sifat aslinnya, kita
akan mendapatkan partikel yang disebut molekul, kemudian jika molekul ini kita bagi lagi, maka
kita mendapatkan apa yang disebut dengan atom.
Semua atom terdiri dari inti yang dikelilingi partikel-partikel yang sangat tipis, yang
disebut dengan electron electron yang mengelilingi inti pada orbit yang berbeda. Inti sendiri
twerdiri dari proton dan neutron dalam jumlah yang sam (kecuali atom hydrogen yang
kekurangan jumlah neutron).
Proton dan electron mempunyai suatu hal yang sama yaitu muatan listrik(electrical
charge). Muatan listrik pada proton diberi muatan positif (+) sedangkan listrik pada electron
diberi tanda negative (-), sedangkan neutron sendiri tidak bermuatan (netral). Dikarenakan jumlah
muatan listrik positif pada proton pada suatu atom adalah sama dengan jumlah muatan listrik
negative pada electron, maka atom akan bermuatan netral.
ELEKTRON BEBAS
Elektron-elektron yang orbitnya paling jauh dari inti disebut valance electron. Karena
electron ini memiliki orbit paling jauh dari inti, maka gaya tariknya juga lemah, maka electron
bebas ini memiliki kecenderungan untuk berpindah ke inti yang lain.
Berbagai karaktristik dan macam akasi kelistrikan seperti loncatan bunga api,
pembangkitan panas, reaksi kimia, atau akasi magnet, dapat terjadi karena adannya aliran listrik,
hal ini disebabkan karena adannya electron bebas.
LISTRIK STATIK DAN LISTRIK DINAMIS
Ada dua type listrik, yaitu listrik static dan listrik dinamis. Listrik dinamis dapat dibagi
menjadi dua macam, yaitu listrik AC dan listrik DC
LISTRIK STATIS
Bila benda konduktor seperti sebatang kaca, (glass rod) digosok dengan kain sutra, kedua
permukaan, batang kaca jadi bermuatan listrik, satu bermuatan positif dan yang lainnya
bermuatan negative.
Tanpa menyentuh kedua benda tersebut, dan menghubungkan dengan konduktor, muatan
listrik akan tetap berada pada permukaan batang kaca atau kain sutera. Karena tidak terjadi
gerakan, maka tipe kelistrikan ini disebut listrik statis.
LISTRIK DINAMIS
Listrik dinamis adalah suatu keadaan terjadinnya aliran electron electron bebas dimana
electron – electron ini berasal dari elktron-elektron yang sudah terpisah dari atomnya masingmasing dan bergerak melalui suatu benda yang sifatnya konduktor.
Bila electron-elektron bebas bergerak dengan arah yang tetap, maka listrik dinamis ini disebut
listrik arus searah. (DC). Bila arah gerakan dan jumlah arus (besar arus) bervariasi secara
periodic terhadap waktu, maka listrik dinamis ini disebut dengan listrrik arus bolak-balik
1. Arus Listrik
adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor
akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama.
satuan arus listrik adalah Ampere.
Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-), sedangkan aliran
listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke
terminal positif(+), arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron.
Gambar 1. Arah arus listrik dan arah gerakan elektron.
“1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 624x10^16 (6,24151 × 10^18) atau sama
dengan 1 Coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor”
Formula arus listrik adalah:
I = Q/t (ampere)
Dimana:
I = besarnya arus listrik yang mengalir, ampere
Q = Besarnya muatan listrik, coulomb
t = waktu, detik
2. Kuat Arus Listrik
Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah
melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.
Definisi : “Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118
milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik”.
Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu:
Q=Ixt
I = Q/t
t = Q/I
Dimana
:
Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb
I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
t = waktu dalam satuan detik.
“Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik”
“muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton,
dan muatan negatif dibawa oleh elektro. Satuan muatan ”coulomb (C)”, muatan proton +1,6 x
10^-19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10^-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak
menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik menarik”
3. Rapat Arus
Difinisi
“rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm² luas penampang kawat”.
Gambar 2. Kerapatan arus listrik.
Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya.
Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm², maka kerapatan arusnya 3A/mm²
(12A/4 mm²), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm², maka kerapatan arusnya menjadi
8A/mm² (12A/1,5 mm²).Kerapatan arus berpengaruh pada kenaikan temperatur. Suhu penghantar
dipertahankan sekitar 300°C, dimana kemampuan hantar arus kabel sudah ditetapkan dalam tabel
Kemampuan Hantar Arus (KHA).
Tabel 1. Kemampuan Hantar Arus (KHA)
Berdasarkan tabel KHA kabel pada tabel diatas, kabel berpenampang 4 mm², 2 inti kabel
memiliki KHA 30A, memiliki kerapatan arus 8,5A/mm². Kerapatan arus berbanding terbalik
dengan penampang penghantar, semakin besar penampang penghantar kerapatan arusnya
mengecil.
Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan
penampang kawat:
J = I/A
I=JxA
A = I/J
Dimana:
J = Rapat arus [ A/mm²]
I = Kuat arus [ Amp]
A = luas penampang kawat [ mm²]
4. Tahanan dan Daya Hantar Penghantar
Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, tembaga dan aluminium
memiliki daya hantar listrik yang tinggi. Bahan terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri
proton dan elektron. Aliran arus listrik merupakan aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir
ini mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya terjadi gesekan elektron
denganatom dan ini menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar memiliki sifat
menghambat yang terjadi pada setiap bahan.
Tahanan didefinisikan sebagai berikut :
“1 Ω (satu Ohm) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan
penampang 1 mm² pada temperatur 0° C"
Daya hantar didefinisikan sebagai berikut:
“Kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah
suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar
atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik”.
Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus:
R = 1/G
G = 1/R
Dimana
R = Tahanan/resistansi [ Ω/ohm]
G = Daya hantar arus /konduktivitas [Y/mho]
Gambar 3. Resistansi Konduktor
Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga
besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm.
“Bila suatu penghantar dengan panjang l , dan diameter penampang q serta tahanan jenis ρ
(rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah”
:R = ρ x l/q
Dimana
R = tahanan kawat [ Ω/ohm]
l = panjang kawat [meter/m]
ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
q = penampang kawat [mm²]
faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistant atau tahanan, karena tahanan suatu jenis
material sangat tergantung pada
:
• panjang penghantar.
• luas penampang konduktor.
• jenis konduktor
• temperatur.
"Tahanan penghantar dipengaruhi oleh temperatur, ketika temperatur meningkat ikatan atom
makin meningkat akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur
menyebabkan kenaikan tahanan penghantar"
5. potensial atau Tegangan
potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda
potensialnya. dari hal tersebut, kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering
disebut “potential difference atau perbedaan potensial”. satuan dari potential difference adalah
Volt.
“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk
memindahkan muatan listrik satu coulomb”
Formulasi beda potensial atau tegangan adalah:
V = W/Q [volt]
Dimana:
V = beda potensial atau tegangan, dalam volt
W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule
Q = muatan listrik, dalam coulomb
SIMBOL KOMPONEN LISTRIK.
SIMBO
L
NAMA KOMPONEN
KETERANGAN
Simbol Sambungan
Kabel/ Wire Listrik
Kabel penghubung (konduktor)
Koneksi kabel
Terhubung
Kabel tidak koneksi
Terputus (tidak terhubung)
Simbol Saklar (Switch) dan Simbol Relay
Toggle Switch SPST
Terputus dalam kondisi open
Toggle Switch SPDT
Memilih dua terminal koneksi
Saklar Push-Button (NO)
Terhubung ketika ditekan
Saklar Push-Button (NC)
Terputus ketika ditekan
DIP Switch
Multiswitch(Saklar banyak)
Relay SPST
Koneksi (Open dan Close) digerakan oleh
elektromagnetik.
Relay SPDT
Jumper
Koneksi dengan pemasangan jumper
Solder Bridge
Koneksi dengan cara disolder
Simbol Ground
Earth Ground
Referensi 0 sebuah sumber listrik
Chassis Ground
Ground yang dihubungkan pada body sebuah
rangkaian listrik
Common/ Digital Ground
Simbol Resistor
Resistor
Resistor berfungsi untuk menahan arus yang mengalir
dalam rangkaian listrik
Resistor
Potensio Meter
Menahan arus dalam rangkaian listrik tetapi nilai
resistansi dari 3 titik terminal dapat diatur
Potensio Meter
Variable Resistor
Menahan arus dalam rangkaian listrik tetapi nilai
resistansi dari 2 titik terminal dapat diatur
Variable Resistor
Simbol Condensator (Kapasitor)
Condensator Bipolar
Berfungsi untuk menyimpan arus listrik sementara
waktu
Condensator Nonpolar
Condensator Bipolar
Electrolytic Condensator (ELCO)
Kapasitor berpolar
Electrolytic Condensator (ELCO)
Kapasitor Variable
Condensator yang nilai kapasitansinya dapat diatur
Simbol Kumparan (Induktor)
Induktor, lilitan, kumparan,
spul, coil
Dapat menghasilkan medan magnet ketika dialiri arus
listrik
Induktor dengan inti besi
Kumparan dengan inti besi seperi pada trafo
Variable Induktor
Lilitan yang nilai induktansinya dapat diatur
Simbol Power Supply
Sumber tegangan DC
Menghasilkan tegangan searah tetap (konstan)
Sumber Arus
Menghasilkan sumber arus tetap
Sumber tegangan AC
Sumber teganga bolak-balik seperti dari PLN
(Perusahaan Listrik Negara)
Generator
Penghasil tegangan listrik bolah-balik seperti
pembangkit listrik di PLN (Perusahaan Listrik
Negara)
Battery
Menghasilkan tegangan searah tetap
Battery lebih dari satu Cell
Menghasilkan tegagan searah tetap
Sumber tegangan yang
dapat diatur
Sumber tegangan yang berasal dari rangkaian listrik
lain
Sumber arus yang dapat
diatur
Sumber arus yang berasal dari rangkaian listrik lain
Simbol Meter (Alat Ukur)
Volt Meter
Mengukur tegangan listrik dengan satuan Volt
Ampere Meter
Mengukur arus listrik dengan satuan Ampere
Ohm Meter
Mengukur resistansi dengan satuan Ohm
Watt Metter
Mengukur daya listrik dengan satuan Watt
Simbol Lampu
Lampu
Lampu
Akan menghasilkan cahaya ketika dialiri arus listrik
Lampu
Simbol Dioda
Dioda
Berfungsi sebagai penyearah yang dapat mengalirkan
arus listrik satu arah (forward bias)
Dioda Zener
Penyetabil Tegangan DC (Searah)
Dioda Schottky
Dioda dengan drop tegangan rendah, biasanya
terdapat dalam IC logika
Dioda Varactor
Gabungan Dioda dan Kapasitor
Dioda Tunnel
Dioda Tunnel
LED (Light Emitting
Diode)
Akan menghasilkan cahaya ketika dialiri arus listrik
DC satu arah
Photo Dioda
Menhasilkan arus listrik ketika mendapat cahaya
Simbol Transistor
Transitor Bipolar NPN
Arus listrik akan mengalir (EC) ketika basis (B)
diberi positif
Transistor Bipolar PNP
Arus listrik akan mengalir (CE) ketika basis (B)
diberi negatif
Transitor Darlington
Gabungan dari dua transistor Bipolar untuk
meningkatkan penguatan
Transistor JFET-N
Field Effect Transistor kanal N
Transistor JFET-P
Field Effect Transistor kanal P
Transistor NMOS
Transistor MOSFET kanal N
Transistor PMOS
Transistor MOSFET kanal P
Simbol Komponen Lain
Motor
Motor Listrik
Trafo, Transformer,
Transformator
Penurun dan penaik tegangan AC (Bolak Balik)
Bel Listrik
Berbunyi ketika dialiri arus listrik
Buzzer
Penghasil suara buzz saat dialiri arus listrik
Fuse, Sikring
Pengaman. Akan putus ketika melebihi kapasitas arus
Fuse, Sikring
Bus
Bus
Terdiri dari banyak jalur data atau jalur address
Bus
Opto Coupler
Sebagi isolasi antar dua rangkaian yang berbeda.
Dihubungkan oleh cahaya
Speaker
Mengubah signal listrik menjadi suara
Mic, Microphone
Mengubah signal suara menjadi arus listrik
Op-Amp, Operational
Amplifier
Penguat signal input
Schmitt Trigger
Dapat mengurangi noise
ADC, Analog to Digital
Mengubah signal analog menjadi data digital
DAC, Digital to Analog
Mengubah data digital menjadi signal analog
Crystal, Ocsilator
Penghasil pulsa
Simbol Antenna
Antenna
Pemancar dan penerima signa radio
Antenna
Dipole Antenna
Gabungan dari simple Antenna
Simbol Gerbang Logika (Digital)
NOT Gate
Output akan merupakan kebalikan input
AND Gate
Output akan 0 jika salah satu input 0
NAND Gate
Output akan 1 jika salah satu input 0
OR Gate
Output akan 1 jika salah satu input 1
NOR Gate
Output akan0 jika salah satu input 1
EX-OR Gate
Output akan 0 jika input sama
D-Flip-Flop
Dapat berfungsi sebagai penyimpad data
Multiplexer 2 to 1
Menyeleksi salah satu data input yang akan dikirim
ke output
Multiplexer 4 to 1
D-Multiplexer 1 to 4
Menyeleksi data input untuk dikirim ke salah satu
output
BAB III
SISTEM KELISTRIKAN BODY
RANGKAIAN LISTRIK
Pada suatu rangkaian listrik akan mengalir arus, apabila dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. Adanya sumber egangan
2. Adanya alat penghubung
3. Adanya beban
Gambar 4. Rangkaian Listrik.
Pada kondisi sakelar S terbuka maka arus tidak akan mengalir melalui beban . Apabila
sakelar S ditutup maka akan mengalir arus ke beban R dan Ampere meter akan menunjuk.
Dengan kata lain syarat mengalir arus pada suatu rangkaian harus tertutup.
RANGKAIAN SISTEM KELISTRIKAN BODY
Rangkaian Lampu Kepala
Keterangan:
. . 1. Lampu kepala kiri
. . 2. Lampu kepala kanan
. . 3. Relay lampu kepala jarak dekat
. . 4. Relay lampu jarak jauh
. . 5. Saklar lampu jarak dekat dan jarak jauh
. . 6. Saklar utama
. . 7. Sekring
. . 8. Fuse link
. . 9. Bateray
Rangkaian Lampu Kota
Keterangan :
. . 1. Lampu kota kanan depan
. . 2. Lampu kota kiri depan
. . 3. Lampu kota kiri belakang
. . 4. Lampu kota kanan belakang
. . 5. Relay
. . 6. Saklar
. . 7. Sekring
. . 8. Fuse link
. . 9. Bateray
Rangkaian Lampu Tanda Belok dan Lampu Hazzard
Gambar 18. Rangkaian lampu tanda belok dan lampu hazzard
Keterangan :
. . 1. Lampu tanda belok kiri (depan dan belakang)
. . 2. Lampu tanda belok kanan (depan dan belakang)
. . 3. Saklar lampu Hazzard
. . 4. Saklar lampu tanda belok
. . 5. Flasher (pengedip)
. . 6. Sekring lampu tanda belok
. . 7. Sekring lampu Hazzard
. . 8. Kunci kontak
. . 9. Lampu kontrol tanda belok
Rangkaian Lampu Rem
Gambar 19. Rangkaian Lampu rem
Keterangan:
. . 1. Lampu Rem kiri
. . 2. lampu rem kanan
. . 3. Switch
. . 4. Sekring
. . 5. Baterai
. . 30. Arus dari Baterei
. . 54. plus baterai
. . 55. lampu rem
PENUTUP
Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok bahasan
dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahannya, kerena terbatasnya
pengetahuan dan kurangnya rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah
ini
Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman dusi memberikan kritik dan saran
yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan dan penulisan makalah di
kesempatan-kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya
juga para pembaca yang budiman pada umumnya.
Daftar Pustaka
http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/01/teori-dasarlistrik.html
http://www.inicaraku.com/daftar-kumpulan-simbol-listrikdan-elektronika.html
http://m-edukasi.net/online/2008/sistemkelistrikanbodi/
materi04.html