Pembelajaran di STEMAPAL V

Kelistrikan

Elektron mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah .

1. Jika ada elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial

tinggi maka seolah-olah ada muatan positif yg bergerak dari

potensial tinggi ke potensial rendah. Pengertian inilah yang

selanjutnya disebut arus listrik.

2. Arus listrik mengalir selama ada beda potensial.

Menurut macamnya aliran listrik ada 2:

AC : Arus Bolak balik memiliki yang tidak memiliki kutub namun memiliki phasa dan netral

DC : Arus Searah yang memiliki kutub yang biasa disebut kutub (+) dan kutub (-)

Contoh gambar rangkaian listrik AC

Hukum yang ada dalam kelistrikan :

Hukum Ohm (Ω)

Perbandingan antara beda potensial dengan kuat arus yang melalui penghantar adalah konstanta yang disebut resistansi

Hukum Kirchoff

Jumlah arus masuk pada titik-titik percabangan sama dengan arus yang keluar dari titik tersebut

Hukum Coulumb

Besarnya gaya tarik-menarik / gaya tolak menolak antara 2 benda berlawanan sebanding dengan muatan masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak kedua benda

Hukum Lorentz

Besarnya magnet sebanding dengan kuat medan magnet, kuat arus listrik, dan panjang kawat.

Beberapa jenis kabel

=> Kabel NYA

Kabel NYA berinti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC, untuk instalasi luar/kabel udara. Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam. Kabel tipe ini umum dipergunakan di perumahan karena harganya yang relatif murah. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat, tidak tahan air (NYA adalah tipe kabel udara) dan mudah digigit tikus.

Agar aman memakai kabel tipe ini, kabel harus dipasang dalam pipa/conduit jenis PVC atau saluran tertutup. Sehingga tidak mudah menjadi sasaran gigitan tikus, dan apabila ada isolasi yang terkelupas tidak tersentuh langsung oleh orang.

=> Kabel NYM

Kabel NYM memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYM memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA). Kabel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam.

  

      => Kabel NYAF

             Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC.

             Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas yang tinggi.

             kabel NYAF

Ø Kabel NYY

Kabel NYY memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYY dipergunakan untuk instalasi tertanam (kabel tanah), dan memiliki lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM (harganya lebih mahal dari NYM). Kabel NYY memiliki isolasi yang terbuat dari bahan yang tidak disukai tikus.

Ø  

     =>Kabbel NYFGbY

            
            Kabel NYFGbY ini digunakan untuk instalasi bawah tanah, di dalam ruangan di dalam
            saluran-saluran   dan pada tempat-tempat yang terbuka dimana perlindungan terhadap gangguan
            mekanis dibutuhkan, atau untuk tekanan rentangan yang tinggi selama dipasang dan dioperasikan.

Ø => Kabel ACSR

           Kabel ACSR merupakan kawat penghantar yang terdiri dari aluminium berinti kawat baja.Kabel ini  
           digunakan untuk saluran-saluran transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antara menara/tiang  
           berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan  
           kawat penghantar ACSR.

Ø => Kabel AAAC

           Kabel ini terbuat dari aluminium-magnesium-silicon campuran logam, keterhantaran elektris tinggi yang
           berisi magnesium silicide, untuk memberi sifat yang lebih baik. Kabel ini biasanya dibuat dari paduan  
           aluminium 6201. AAAC mempunyai suatu anti karat dan kekuatan yang baik, sehingga daya hantarnya
           lebih baik.

Ø Kabel ACAR

Kabel ACAR yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran, sehingga kabel ini lebih kuat daripada kabel ACSR.

Ø  
Kabel BC

Kabel ini dipilin/stranded, disatukan.

Ukuran / tegangan mak = 6 – 500 mm² / 500 V

Pemakaian = saluran diatas tanah dan penghantar pentanahan

simbol-simbol

Pembelajaran di STEMAPAL IV

MULTIMETER

Definisi :

Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter), mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter), mengukur Resistans/Tahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter).

Konfigurasi Multimeter :

Multimeter yang diuraikan pada modul ini adalah Multimeter Analog yang menggunakan kumparan putar untuk menggerakkan jarum penunjuk papan skala. Multimeter ini yang banyak dipakai karena harganya relatif terjangkau. Jika pada Multimeter Digital hasil pengukuran langsung dapat dibaca dalam bentuk angka yang tampil pada layar display, pada Multimeter analog hasil pengukuran dibaca lewat penunjukan jarum pada papan skala. Lihat gambar 1 dan gambar 2.

Konfigurasi Multimeter dan kontrol indikator yang  terdapat pada sebuah Multimeter diperlihatkan pada gambar

Kabel Probes + dan – sangat dibutuhkan untuk multimeter gunanya menjepit kutub-kutub komponen yang akan diukur

Penjelasan kegunaan setiap display multimeter :

Papan Skala : digunakan untuk membaca hasil pengukuran. Pada papan skala terdapat skala-skala; tahanan/resistan (resistance) dalam satuan Ohm (Ω), tegangan (ACV dan DCV), kuat arus (DCmA), dan skala-skala lainnya.

Saklar Jangkauan Ukur : digunakan untuk menentukan posisi kerja Multimeter, dan batas ukur (range). Jika digunakan untuk mengukur nilai satuan tahanan (dalam W), saklar ditempatkan pada posisi W, demikian juga jika digunakan untuk mengukur tegangan (ACV-DCV), dan kuat arus (mA-mA). Satu hal yang perlu diingat, dalam mengukur tegangan listrik, posisi saklar harus berada pada batas ukur yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur. Misal, tegangan yang akan diukur 220 ACV, saklar harus berada pada posisi batas ukur 250 ACV. Demikian juga jika hendak mengukur  DCV.

Sekrup Pengatur Posisi Jarum (preset) : digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol (sebelah kiri papan skala).

Tombol Pengatur Jarum Pada Posisi Nol (Zero Adjustment) : digunakan untuk menera jarum penunjuk pada angka nol sebelum Multimeter digunakan untuk mengukur nilai tahanan/resistan. Dalam praktek, kedua ujung kabel penyidik (probes) dipertemukan, tombol diputar untuk memosisikan jarum pada angka nol.

Lubang Kabel Penyidik : tempat untuk menghubungkan kabel penyidik dengan Multimeter. Ditandai dengan tanda (+) atau out dan (-) atau common. Pada Multimeter yang lebih lengkap terdapat juga lubang untuk mengukur h_fe transistor (penguatan arus searah/DCmA oleh transistor berdasarkan fungsi dan jenisnya), dan lubang untuk mengukur kapasitas kapasitor.

Batas Ukur (Range)

Batas Ukur (Range) Kuat Arus : biasanya terdiri dari angka-angka; 0,25 – 25 – 500 mA. Untuk batas ukur (range) 0,25, kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 – 0,25 mA. Untuk batas ukur (range) 25, kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 – 25 mA. Untuk batas ukur (range) 500, kuat arus yang dapat diukur berkisar dari 0 – 500 mA.

Batas Ukur (Range) Tegangan (ACV-DCV) : terdiri dari angka; 10 – 50 – 250 – 500 – 1000 ACV/DCV. Batas ukur (range) 10, berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 10 Volt.  Batas ukur (range) 50, berarti tegangan maksimal yang dapat diukur adalah 50 Volt, demikian seterusnya.

Batas Ukur (Range) Ohm : terdiri dari angka; x1, x10 dan kilo Ohm (kW). Untuk batas ukur (range) x1, semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan W). Untuk batas ukur (range) x10, semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10 (pada satuan W). Untuk batas ukur (range) kilo Ohm (kW), semua hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada papan skala (pada satuan kW), Untuk batas ukur (range) x10k (10kW), semua hasil pengukuran dibaca pada papan skala dan dikali dengan 10kW.

Baterai

Baterai : pada Multimeter dipakai baterai kering (dry cell) tipe UM-3, digunakan untuk mencatu/mengalirkan arus ke kumparan putar pada saat Multimeter digunakan untuk mengukur komponen (minus komponen terintegrasi/Integrated Circuit/IC). Baterai dihubungkan secara seri dengan lubang kabel penyidik/probes (+/out) dimana kutub negatip baterai dihubungkan dengan terminal positip dari lubang kabel penyidik.

Kriteria Multimeter

Kekhususan kepekaan, ditentukan oleh tahanan/resistan (resistance) dibagi dengan tegangan, misalnya 20 kW/v untuk DCV dan 8 kW/v untuk ACV. (20 kW/v à I = E/R = 1/20.000 = ½ x 10^-4A = 0,05mA = 50 mA). Multimeter menggunakan arus sebesar 50 mikro-Ampere (50 mA) untuk alat pengukur (meter) dan akan menarik arus maksimal 50 mA dari rangkaian yang diukur.

Fungsi tambahannya sebagai penguji (tester) transistor untuk menentukan h_fe transistor (kemampuan transistor menguatkan arus listrik searah sampai beberapa kali), penguji dioda, dan kapasitas kapasitor dalam hubungannya dengan pekerjaan perbaikan (repair) alat-alat elektronik.

Simbol-simbol

Secara teoritis, untuk mempermudah pembelajaran, pengukur tegangan (Volt-meter), pengukur kuat arus (Ampere-meter), dan pengukur nilai tahanan /resistance (Ohm-meter) ditampilkan dengan simbol-simbol seperti yang terdapat pada gambar.

Persiapan Awal

Baca dengan teliti buku petunjuk penggunaan (manual instruction) Multimeter yang dikeluarkan oleh pabrik pembuatnya.

Multimeter adalah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Multimeter sebagai Volt-meter), mengukur Arus (Multimeter sebagai Ampere-meter), mengukur Resistans/Tahanan (Multimeter sebagai Ohm-meter)

Sebelum dan sesudah Multimeter digunakan, posisi saklar jangkauan ukur harus selalu berada pada posisi ACV dengan batas ukur (range) 250ACV atau lebih

Kabel penyidik (probes) Multimeter selalu berwarna merah dan hitam. Masukkanlah kabel yang berwarna merah ke lubang penyidik yang bertanda (+) atau out, dan kabel yang berwarna hitam ke lubang penyidik   yang bertanda (-) atau common

Pada saat akan melakukan pengukuran dengan Perhatikan apakah jarum penunjuk sudah berada pada posisi angka nol. Jika belum lakukanlah peneraan dengan cara memutar sekrup pengatur posisi jarum (preset) dengan obeng minus (-)

Posisi saklar jangkauan ukur harus pada posisi yang sesuai dengan besaran yang akan diukur. Jika akan mengukur tegangan listrik bolak balik (ACV) letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) yang lebih tinggi dari tegangan yang akan diukur. Jika mengukur tegangan bolak balik 220V/220 ACV, letakkan saklar pada posisi batas ukur (range) 250 ACV. Hal yang sama juga berlaku untuk pengukuran tegangan listrik searah (DCV), kuat arus (DCmA-DCmA), dan tahanan/resistan (resistance)

Pada pengukuran DCV, kabel penyidik (probes) warna merah (+) diletakkan pada kutub positip, kabel penyidik (probes) warna hitam (-) diletakkan pada kutub negatip dari tegangan yang akan diukur.

Jangan sekali-kali mengukur kuat arus listrik, kecuali kita sudah dapat memperkirakan besarnya kuat arus yang mengalir.

Untuk mengukur tahanan/resistan (resistance) , letakkan saklar jangkauan ukur pada batas ukur (range) W atau kW (kilo Ohm), pertemukan ujung kedua kabel penyidik (probes), tera jarum penunjuk agar berada pada posisi angka nol dengan cara memutar-mutar tombol pengatur jarum pada posisi angka nol (zero adjustment).

Berhati-hatilah jika akan mengukur tegangan listrik setinggi 220 ACV.

 
Sumber : Teguh Setio Budi Santoso  Dan Saifuddin ulinnuha ahmad (UNESA)

Pembelajaran di Stemapal III

KOMPONEN AKTIF

Dioda adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik hanya satu arah dan biasanya digunakan sebagai penyearah arus

               -Macam-macam diode :

                        -Dioda detector

                        -Dioda rectifier

                        -Dioda zener

                        -Dioda LED ( light emitting diode )

Dioda detector

Adalah diode crystal berfungsi untuk memisahkan frekuensi dari frekuensi pembawanya (Carrier) dan biasa digunakan pada radio penerima.

Dioda rectifier

Adalah diode penyearah yaitu diode yang digunakan untuk menyearahkan arus AC

               - Contoh :

                       -Mengubah arus AC ke DC (Adaptor)

Dioda zener

Adalah diode yang digunakan untuk menstabilkan tegangan

              - Contoh :

                       -Stabilisator

Dioda LED

Yaitu diode yang dapat mengeluarkan sinar dan biasa digunakan pada lampu indicator

Dioda

dapat dibuat dari silicon & germanium. Yang mana dari masing-masing bahan memiliki batas tegangan yang berbeda-beda.

Germanium                    => 0,3 v

Silikon                           => 0,7 v

Transistor

Adalah merupakan komponen elektronika yang terdiri dari 3 lapisan semikonduktor.

               -Contoh :

                          -NPN

                          -PNP

Transistor mempunyai 3 kaki : basis, emitor, collector

<pict>

Basis                              => Pengatur gerak electron

Emitor                            => Sebagai penyuplai muatan

Collector                        => Sebagai pembawa muatan pengumpul dan menyalurkan keluar transistor

Untuk jenis transistor PNP terdiri atas semikonduktor P (+)

Untuk jenis transistor NPN terdiri atas semikonduktor N (-)

Transistor digunakan untuk :

                -Penguat arus

                -Penguat tegangan

                -Penguat daya baik AC / DC

                -Sebagai penyearah arus AC ke DC

                -Sebagai mixer

                -Sebagai pembangkit atau oscillator

                -Sebagai switch

Jenis-jenis transistor

       -UNI JUNCTION TRANSISTOR (UJT)

             -Adalah transistor yang mempunyai 1 kaki emitor dan 2 basis

          -FIELD EFFECT TRANSISTOR

             -FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET) adalah suatu jenis transistor khusus.
               Tidak seperti transistor biasa yang akan menghantar bila diberi arus di
               basis, transistor jenis FET akan menghantar bila diberikan tegangan (bukan arus).     
               Kaki-kakinya diberi nama GATE (G), Drain (D), dan Source (S)

   
          -MOSFET

             -Adalah suatu jenis FET (Field Effect Transistor) adalah 1 jenis FET yang mempunyai                   1 Drain, 1 Source, 1 Gate. Adapun penggunaan MOSFET sebagai RF Amplifier pada                 receiver untuk memperoleh amplifikasi yang tinggi dengan desah yang rendah.

TRAFO ( transformator )

Adalah suatu alat elektronika untuk memindahkan energy dari 1 Sirkuit elektronik ke sirkuit lainnya melalui pasangan magnet. Sisi primer biasa disebut sisi input dan sisi sekunder disebut sisi output.

*NB :

Jika trafo step-up lilitan di sisi primer lebih kecil dari sisi sekunder

Jika trafo step-down lilitan disisi sekunder lebih sedikit dari sisi primer

IC ( Integrated Circuit )

IC adalah rangkaian terpadu yang merupakan gabungan dari beberapa rangkaian elektronika. Yang disusun ke dalam kemasan semikonduktor yang kecil dan ringan.

       
  -Menurut konstruksi :

                            -IC  Monolithik

                            -IC Hybrida

IC monolithik

Yaitu IC yang terbuat dari keping semikonduktor yang tipis kaki-kaki IC disambung  dengan ultrasonic dan dikontrol dengan mikroskop.

IC hybrid

Yaitu IC yang terbuat dari PCB yang di Etsa dengan system fotografi mikro yang kemudian dipasang semikonduktor / komponen lain pada PCB tersebut.

             -Jenis-jenis IC dilihat dari fungsi :

                             -IC Linier

                             -IC TTL ( Transistor transistor logic )

IC CMOS

IC linier berfungsi sebagai penguat daya

IC TTL

Berfungsi sebagai switching dan gerbang-gerbang logika pada system pengukuran digital

IC CMOS

Berfungsi sebagai switching dan gerbang-gerbang logika pada system pengukuran digital

*NB : dalam prakteknya CMOS lebih baik dari TTL