TEKNIK DASAR LISTRIK

1. TEKNIK DASAR LISTRIK PENGETAHUAN DASAR TEKNIK DASAR BAGI TEKNISI LISTRIK DAN TEKNISI LAINNYA YANG BERHUBUNGAN DENGAN KELISTRIKAN Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

2. TUJUAN • Teknisi memiliki pengetahuan dasar tentang teknik listrik. • Teknisi memiliki kemampuan dasar teknik listrik. • Teknisi mengetahui safety dan cara bekerja yang aman dengan listrik. • Teknisi mampu menganalisa kerusakan-yang terjadi dan berhubungan dengan listrik. Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

3. DEFINISI • APA ITU LISTRIK ?? Menuruttatabahasa : listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan Dan penolakan gaya di antarakeduanya Secarateoritikalteknik : Listrikmerupakansalahsatubentuk energi yang tersimpandalambentuk magnet, muatan elektron, kimiadll. Untukmengetahuisuatubendabersifat listrikmakakitahanyabisamengenalnyadengangejala yang ditimbulkandaribendatersebut Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

4. Penggambaran listrik • Arus listrik dapat digambarkan seperti arus air, dengan perbedaan utamanya adalah pada arus air, alirannya merupakan molekul-molekul air bergerak kearah tertentu, sedangkan pada pada arus listrik yang bergerak adalah elektron-elektron bebas. • Arus air mengalir dari permukaan tinggi menuju ke permukaan rendah. Arus listrik mengalir dari tegangan (potensial) tinggi menuju ke potensial rendah. Potensial disini adalah konsentrasi muatan elektron pada suatu titik Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

5. Komponen Listrik • Listrik terdiri atas 2 komponen Utama : • A. Komponen Aktif : Sumber Energi (Accu, Genset, Pembangkit listrik dll) • B. Komponen Pasif : Pengguna Energi / Beban : Resistansi, Induktansi, Kapasitansi Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

6. Arus Listrik • Arus listrik merupakan gerakan elektron-elektron yang mengalir ke suatu arah dari gerakan elektron tersebut. Arus listrik ini diberi notasi I dalam satuan ampere (A), satuan ini diambil dari nama Andre Marie Ampere (1775-1836) Yang menyuarakan bahwa : 6,24 x 1018 elektron adalah “Satuan ampere adalah jumlah muatan listrik dari 6,24 x 1018 elektron yang mengalir melalui suatu titik tertentu selama satu detik”. Sedangkan 6,24 x 1018 elektron sama dengan 1 coulomb. Sehingga dapat dirumuskan : I = Q/t , dimana I adalah arus listrik (A), Q adalah muatan listrik (Coloumb), dan t adalah lamanya waktu (detik). Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

7. Jenis Arus Listrik Ada 2 Jenis arus listrik, yaitu arus searah (dc: direct current) dan arus bolakbalik (ac : alternating current). Dikatakan arus searah (DC) apabila elektro berpindah dalam arah yang tetap tidak berubah-ubah dan diberi tanda : = , sedangkan apabila pada saat elektron berpindah terjadi perubahan yang bolak-balik saat tertentu keatas/kekiri, kemudian kebawah/kekanan kembali keatas/kekiri lagi dan seterusnya dinamakan arus bolak-balik (AC) Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

8. Muatan listrik • Muatan listrik dengan notasi Q dalam satuan Coulomb, yang diambil dari nama Charless Aaugusti de Coulomb (1736 – 1806) menyatakan bahwa : • “Satu Coulomb adalah jumlah muatan listrik yang melalui suatu titik atau penampang sebesar satu ampere selama satu detik”, • dirumuskan : Q = I .t Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

9. Tegangan listrik Teganganlistrikdiberinotasi V atau E yang diambildarinama Alexandre Volta (1748 – 1827) merupakanperbedaan potensialantaraduatitik yang mempunyaiperbedaan jumlahmuatanlistrik, jugamenyatakanbahwa : “Satu volt adalahperubahanenergi sebesar satu joule yang dialami muatan listrik sebesar satu coulomb” , yang dirumuskan : V = W/Q dimana V adalahteganganlistrikdalamsatuan volt, W adalahenergi listrik dalam satuan joule dan Q adalah muatan listrik dalam satuan Coulomb Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

10. Tahanan Listrik • Hubungan antara arus listrik, tegangan listrik dan hambatan listrik dalam suatu rangkaian listrik dinyatakan dalam hukum Ohm (seperti dijelaskan pada gambar 3.1). • Nama Ohm ini diambil dari seorang ahli fisika dan matematika Jermal bernama George Simon Ohm (1787 – 1854) yang membuat teori ini Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

11. Korelasiarus, tegangan & HambatanListrik Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

12. Hukum OHM Ketika Ohm membuat percobaan tentang listrik, ia menemukan antara lain : a. Bila hambatan tetap, maka arus pada setiap rangkaian adalah berbanding langsung dengan tegangannya. Bila tegangan bertambah, maka aruspun bertambah begitu pula bila arus berkurang, maka aruspun semakin kecil. b. Bila tegangan tetap, arus dalam rangkaian menjadi berbanding terbalik terhadap rangkaian itu, sehingga bila hambatan bertambah maka arus akan berkurang dan sebaliknya bila hambatan berkurang maka arus akan semakin besar. Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

13. Daya Listrik • Daya listrik adalah kemampuan atau kapasitas untuk melakukan suatu usaha atau energi. Kalau di rumah terpasang daya sebesar 900 watt, artinya besarnya kemampuan yang dapat digunakan untuk melakukan usaha atau energi listrik adalah sebesar 900 watt • Pada lampu pijar, tenaga listrik diubah menjadi bentuk tenaga cahaya dan panas. Seandainya sebuah lampu menyala dalam waktu satu jam, maka selama itu lampu menggunakan sejumlah tenaga tertentu. Bila lampu itu menyala selama dua jam, sudah tentu lampu itu menggunakan tenaga listrik sebanyak dua kali lipat dari yang satu jam.Dari uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa : “Jumlah tenaga yang digunakan, berbanding lurus dengan waktu menyala lampu” Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

14. Segitiga Daya Bila meninjau jumlah tenaga yang digunakan dalam satu detik (satuan waktu), maka akan didapat daya atau penggunaan daya listrik. Besaran daya ditulis dengan notasi hutuf P dengan satuan watt (W). Nama Watt diambil dari seorang ahli fisika dan mesin bangsa Inggris bernama James Watt (1736 – 1810). Dalam rangkaian listrik, daya berbanding lurus dengan tegangan dan arus. Pernyataan ini dapat ditulis dalam bentuk persamaan sebagai berikut : P = I.E atau P=I.V Dimana P : daya listrik dalam satuan watt (W), I : arus listrik dalam satuan ampere (A), dan E : adalah tegangan alistrik dalam satuan volt (V). Berdasarkan rumus : P = I x E ; karena I = E/R, maka P = (E/R) x E = E2/R, Atau karena E = I x R, maka P = I x (IxR) = I2x R Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

15. Daya dalam bentuk energi & Cahaya • Sejumlah daya listrik dapat berupa tenaga atau energi. Dengan tenaga listrik bisa mendapatkan panas, cahaya, gerakan, suara, dan lain-lain. Terjadinya tenaga listrik bila ada elektron-elektron bebas yang didorong pada suatu penghantar. Akibat adanya tekanan listrik maka terbentuklah potensial listrik. • Satuan jumlah daya listrik dinamai watt yang dapat menimbulkan tenaga atau energi listrik dalam waktu tertentu dalam satuan watt detik atau joule atau kWh. • Hubungan antara daya listrik (P) dalam satuan watt (W), tenaga atau energi listrik (W) dalam satuan joule (J), dan lamanya waktu pemakaian (t) dalam satuan detik atau jam, dapat dituliskan dengan persamaan : W = P x t Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

16. Contoh Perhitungan • Catatan : 1 kWh = 1.000 Wh = 1.000 x 3.600 W det = 3,6 x 106 Joule Contoh 1 Berapakah tenaga listrik yang dikeluarkan setiap bulan (30 hari) bila mempergunakan setrika listrik 400 watt dengan pemakaian rata-rata 3 jam setiap malam. Jawab : Diketahui : P = 400 W, t = 3 jam x 30 hari = 90 jam W = P x t = 400 x 90 = 36.000 Wh = 36 kWh. atau karena : 1 kWh = 3,6 x 106 joule, sehingga W = 36 x 3,6 x 106 =1,296 x 108 Joule Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

17. Bentuk Sumber Listrik 1. Generator arus searah. • Adalah mesin pengubah energi mekanik menjadi energi listrik, sedangkan penggerak dari generator disebut prime mover yang dapat berbentuk turbin air, uap, mesin diesel dll. • Prinsip kerjanya adalah berdasarkan hokum Faraday dimana konduktor memotong medan magnit dan emf atau induksi akan timbul beda tegangan dan adanya komutator yang dipasang pada sumbu generator maka pada terminal generator akan terjadi tegangan searah. Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

18. Bentuk Sumber Listrik 2. Batere atau Accumulator. • Batere atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel ( dapat berbalikan ) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah didalam batere dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik ( proses pengosongan ), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia ( pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah ( polaritas ) yang berlawanan didalam sel. • Tiap sel batere ini terdiri dari dua macam elektroda yang berlainan, yaitu elektroda positif dan elektroda negatif yang dicelupkan dalam suatu larutan kimia. Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

19. Rangkaian Arus Searah (DC) Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu, artinya diaman pun kita meninjau arus tersebut pada wakttu berbeda akan mendapatkan nilai yang Sama. Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

20. Rangkaian Arus Searah (DC) Pada suatu rangkaian akan mengalir arus, apabila dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut : 1. Adanya sumber tegangan 2. Adanya alat penghubung 3. Adanya beban 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. Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

21. Rangkaian Arus Bolak Balik (AC) Arus bolak-balik (Alternating Current/AC) • Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perioda waktu : T). Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

22. Skema alur arus listrik Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

23. Gaya Elektro Motoris Bila sebatang penghantar digerakan sedemikian rupa didalam medan magnet , hingga garis-garis medan magnet terpotong bebas didalam penghantar akan bekerja gaya, yang menggerakan elektron tersebut sejurus dengan arah penghantar. Akibatnya ialah penumpukan elektron (pembawa muatan negatip) disebelah bawah dan kekurangan elektron yang sebanding diujung batang sebelah atas. Didalam batang penghantar terjadi tegangan, selama berlangsungnya gerakan penghantar didalam medan magnet. Membangkitkan tegangan dengan bantuan medan magnet dinamakan menginduksikan, dan kejadian itu sendiri dinamakan induksi tegangan Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

24. Gbr Arus Bolak Balik (AC) 1 phase Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

25. Gbr Arus Bolak Balik (AC) 3 phase Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

26. Relevansi Frekwensi, RPM & Voltage hubungan antara frequensi, kecepatan putar dan tegangan yang timbul pada generator arus bolak balik. • frekwensi. f=PN/120 Hz (Hertz) dimana : P = jumlah kutub magnit. N = putaran rotor permenit F = jumlah lengkap putaran perdetik. • E.M.F (eletro motor force). E= 44,4 KcKd Φf [Volt] dimana : Kc = jarak antar kumparan atau pitch factor., Kd = faktor distribusi , Φ= fluks per kutub [weber] , f = frekwensi TeknikDasarListrik : Harry Firdiansyah

27. Frekwensi Frekuensi arus bolak-balik dapat dinyatakan sebagai berikut : • Waktu yang diperlukan oleh arus bolak-balik untuk kembali pada harga yang sama dan arah yang sama (1 cycle) disebut periode, dengan symbol T dan dinyatakan dalam detik/cycle. • Amplitudo adalah harga maximum arus yang ditunjukkan garis grafik. • Harga sesaat adalah harga yang ditunjukkan garis grafik pada suatu saat. “Frekwensi arus bolak-balik adalah jumlah perubahan arah arus per detik” f = 1/T Frekuensi dinyatakan dalam HERTZ, dimana 1 Hz = 1 Cycle per detik Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

28. Gbr Perioda Frekwensi Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

29. Frekwensi System Frekuensi system PLN adalah 50 HZ, artinya : • Dalam waktu 1 detik menghasilkan 50 gelombang • 1 gelombang membutuhkan waktu 1/50 detik Apabila frekuensi besarnya f Hz, maka : • Dalam waktu 1 detik menghasilkan f gelombang • 1 gelombang membutuhkan waktu 1/f detik. Untuk mencapai 1 gelombang penuh (perioda penuh) dibutuhkan waktu T detik. Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

30. Glosarium • Atom adalah Bagian dari molekul yang dikitari oleh elektron dengan kecepatan tinggi • Arus listrik adalah Proses perpindahan elektron dari titik positip ke titik negatip • AC adalah AlternatingCurrent/Arus bolak-balik • DC adalah DirectCurrent/Arus searah • Elektron adalah Partikel listrik yang mengandung muatan negatip • Energy adalah Suatu bentuk tenaga yang dapat diukur besarnya • Frekuensi adalah Getaran listrik yang mempunyai amplitude dan perioda/waktu yang tetap Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

31. Glosarium • Generator listrik adalah Alat listrik yang bisa mengeluarkan energi listrik bila diberi tenaga putar • Hambatan listrik adalah Bahan atau zat yang bisa menghambat aliran elektron • Induktor adalah Komponen listrik/elektronika yangberfungsi sebagai beban induktif • Kemagnitan listrik adalah Sifat magnit yang dibangkitkan oleh arus listrik • Kumparan adalah Gulungan kawat yang cukup banyak pada sebuah gelondong berbentuk tabung Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah

32. Glosarium • Kondensator adalah Komponen listrik/elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik • Molekul adalah Bagian terkecil dari zat yang masih mempunyai sifat-sifat yang sama dari zat itu • Magnit adalah Baja yang dapat menarik benda lain seperti besi, nikel, kobalt • Motor listrik adalah Alat listrik yang menghasilkan energi gerak/putar bila dialiri arus listrik • Neutron adalah Partikel listrik yang tidak bermuatan (netral) • Proton adalah Partikel listrik yang mengandung muatan positip TeknikDasarListrik : Harry Firdiansyah

33. Glosarium • Resistor adalah Komponen listrik/elektronika yang dapat dipakai untuk menghambat arus listrik yang mengalirinya • Simbol adalah Gambar yang dapat dipakai untuk menggantikan bentuk sesungguhnya • Tegangan listrik adalah Antara dua benda yang tidak sama sifat muatannya terdapat beda tegangan listriknya • Variabel adalah Dapat berubah-ubah nilanya Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah