Tegangan Listrik
Tegangan listik yaitu perbedaan potensial Tegangan perbedaan potensial listrik antara 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 alir an listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi. Secara definisi tegangan listrik menyebabkan obyek bermuatan listrik negatif tertarik dari tempat bertegangan rendah menuju tempat bertegangan lebih tinggi. Sehingga arah arus listrik konvensional di dalam suatu konduktor mengalir dari tegangan tinggi menuju tegangan rendah. Dalam rendah. Dalam suatu sumber energi listrik terdapat muatan listrik positif dan negatif yang terpisah sebagai contoh suatu accumulator atau batere memiliki muatan listrik positif pada terminal positif dan muatan listrik negatif pada terminal negatif. Perbedaan muatan listrik pada kedua terminal sumber energi listrik tersebut akan mengakibatkan gaya terik menarik antar kedua muatan tersebut, semakin besar perbedaan muatan listrik yang ada maka semakin besar gaya terik menarik antara muatan listrik positif dan negatif. Besarnya perbedaan muatan listrik tersebut disebut sebagai tegangan listrik . Tegangan listrik memiliki memiliki satuan volt (!. Tegangan listrik terjadi apabila : "ntara pasangan elektron yang rapat dan kurang rapat. "ntara tempat yang mempunyai kerapatan elektron yang tinggi dan rendah "ntara tempat yang kekurangan elektron dan yang kelebihan elektron
Tegangan listrik dalam elektronika terdapat # jenis yaitu tegangan listrik "$ ("lternating $urrenT! kemudian disebut dengan tegangan "$ dan tegangan listrik D$( Direct $urrent! yang disebut dengan tegangan D$. Contoh Sumber Tegangan Listrik : "ccumulator Solar $ell Batu Batere %enerator &istrik
'ita mendefinisikan tegangan sebagai jumlah energi potensial antara dua titik pada rangkaian. Salah satu memil rangkaian. memiliki iki muatan yang lebih dari yang lain. Perbed Perbedaan aan muatan antara antara dua titik disebut tegangan. al ini diukur dalam volt, yang, secara teknis, adalah perbedaan energi potensial antara dua titik yang akan memberi satu joule energi per coulomb muatan yang mele)ati itu (jangan panik jika ini tidak masuk akal, semua akan dijelaskan!. Satuan *volt+ dinamai dari fisika)an talia "lessandro olta yang menemukan apa yang dianggap baterai kimia yang pertama. Tegangan direpresentasikan dalam persamaan dan skema dengan huruf *+.
'etika menjelaskan tegangan, arus, dan resistansi, analogi umum untuk semuai ini adalah ada lah tan tangki gki air air.. Dal Dalam am ana analog logii ini ini,, mua muatan tan di) di)aki akili li ole oleh h jum jumlah lah air air,, tega teganga ngan n
di)akili oleh tekanan air, dan arus di)akili oleh aliran air. -adi untuk analogi ini, ingat
"ir Tekanan "rus / listrik
/ /
muatan Tegangan
Bayangkan sebuah tangki air pada ketinggian tertentu di atas tanah. Di bagian ba)ah tangki ini ada selang.
Tekanan pada ujung selang dapat me)akili tegangan. "ir di tangki me)akili muatan. Semakin banyak air di dalam tangki, semakin tinggi muatan, tekanan diukur pada ujung selang.
'ita bisa memikirkan tangki ini sebagai baterai, tempat di mana kita menyimpan sejumlah energi dan kemudian melepaskannya. -ika kita menguras tangki kita dalam jumlah tertentu, tekanan dibuat turun pada ujung selang. 'ita dapat menganggap ini sebagai penurunan tegangan, seperti saat senter itu meredup saat baterai terus0terusan dipakai. "da juga penurunan jumlah air yang akan mengalir melalui selang. Pengurangan tekanan berarti air kurang mengalir, yang memba)a kita pada arus ini.
Arus
Listrik
"rus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron0elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan )aktu. "rus listrik dapat diukur dalam satuan couloumb1detik atau "mpere. $ontoh arus listrik dalam kehidupan sehari0hari berkisar dari yang sangat lemah dalam satuan mikro"mpere seperti di dalam jaringan tubuh hingga arus yang sangat kuat 20#33 kilo"mpere seperti yang terjadi pada petir. Dalam kebanyakan sirkuit arus searah dapat diasumsikan resistansi terhadap arus listrik adalah konstan sehingga besar arus yang mengalir dalam sirkuit bergantung pada voltabese dan resistansi sesuai dengan hukum ohm. Arus listrik dapat mengalir pada suatu penghantar listrik (konduktor!, arus listrik terjadi apabila dua kutub yang bermuatan listrik berbeda pada suatu sumber listrik dihubungkan menggunakan suatu bahan konduktor. "rus listrik terjadi akibat beda potensial (tegangan listrik! antara kedua kutub dengan muatan listrik yang berbeda. "rus listrik mengalir dari medan listrik dengan potensial yang lebih tinggi ke medan listrik dengan potensial lebih rendah. "liran listrik yang arahnya tetap disebut aliran listrik searah (D$ / Direct Current ! dan yang tidak tetap sering disebut aliran listrik bolak0balik ("$ / Alternating Current !. Ada 2 macam jenis arus listrik:
"rus searah "rus bolak0balik
4ang dimaksud dengan arus searah bilamana elektron yang bergerak secara terus menerus dengan arah yang tetap )alau besarnya berubah. Sedangkan pada arus bolak0balik, suatu masa elektron yang bergerak secara teratur bergantian arah aliran maju atau mundur, dalam arah maju digambarkan pada sisi 5 (diatas garis 3! dan arah mundur digambarkan pada sisi 6 (diba)ah garis 3!. Selama elektron bergerak maju tegangan akan naik dan akan berada dalam posisi positif, dalam keadaan diam, tegangan akan menunjukkan 3 olt dan apabila elektron bergerak mundur tegangan akan turun dan akan berada dalam posisi negatif. "rus listrik biasa disingkat menjadi . Satuan arus listrik adalah ampere ("!. "rus listrik adalah reaksi dimana arus mengalir dari potensial tinggi ke potensial yang lebih rendah atau dari kutub positif (5! ke kutub negatif (0!. "rus lisrik biasa diukur dan dibaca dalam satuan ampere ("!, miliampere (m"! dan mikroampere (u"!. 'onversi pembacaan satuan arus listrik sama seperti pada bacaan satruan tegangan. "lat untuk mengukur besaran arus listrik adalah multimeter atau ampere meter. Pada dasarnya arus listrik dibagi menjadi dua yaitu: a. Arus searah atau di sebut dengan DC ( Direct Current),
"rus listrik searah adalah arus listrik yang nilainya konstant, dan mengalir dari potensial tinggi ke patensial rendah. Besar arus listrik yang sering digunakan ada pada kisaran 2,7 volt hingga #8 volt.
b. Arus bolak-balik atau disebut dengan AC ( Alternating Current).
"rus listrik bolak0balik adalah arus listrik yang besar dan arahnya berubah0ubah secara bergantian (bolak0balik!, mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan berubah
menjadi mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi. Dalam satu detik pergantian arah tersebut bisa mencapai 73 hingga 93 kali. %elombang listrik pada arus bolak balik digambarkan dalam sinusoidal, segi empat atau segi tiga. Pasokan listrik di ndonesia (P&:! menggunakan arus bolak0balik ini.
Hambatan Listrik
ambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor ! dengan arus listrik yang mele)atinya. ambatan listrik yang mempunyai satuan ;hm. yang dapat dirumuskan dengan
< adalah hambatan (;hm! adalah tegangan (olt! adalah arus (ampere! Bila diantara dua kutub muatan listrik yang berbeda (positif dan negatif! kita hubungkan dengan sebuah penghantar (konduktor! maka arus listrik akan mengalir le)at penghantar tersbut. "rus listrik tersebut akan mendapatkan hambatan atau tahanan 1 Resistance ( R! didalam penghantar.
Gaya Gerak Listrik GGL !
%aya gerak listrik (%%&! adalah besarnya energi listrik yang berubah menjadi energi bukan listrik atau sebaliknya, jika satu satuan muatan melalui sumber itu, atau kerja yang dilakukan sumber arus persatuan muatan. dinyatakan dalam olt. Gaya Gerak Listrik "nduksi GGL "nduksi! adalah beda potensial yang terjadi pada ujung0 ujung kumparan karena pengaruh induksi elektromagnetik. Dalam mempelajari %%& nduksi ini, kita akan mempelajari lebih lanjut tentang induksi elektromagnetik. nduksi elektromagetik ini merupakan dasar dari prinsip kerja dinamo atau generator dan peralatan
listrik lainnya, misalnya transformator. Sebelum lebih dalam mempelajari %aya %erak &istrik nduksi (%%& nduksi! kita ingat dahulu tentang medan magnet yang ditimbulkan oleh magnet tetap dan medan magnet yang timbul di sekitar ka)at penghantar beraliran arus listrik. Di mana untuk menggambarkan kuat medan dapat digunakan garis0garis gaya magnet, daerah yang memiliki medan magnet kuat digambarkan dengan garis gaya magnet yang rapat, sedangkan daerah yang medan magnetnya lebih kecil digambarkan dengan garis gaya magnet yang kurang rapat. Dekat dengan kutub0kutub magnet, garis0garis gayanya rapat, makin jauh dari kutub magnet makin jarang. "pa yang terjadi apabila di sekitar kumparan ka)at terjadi perubahan jumlah garis gaya magnet(medan magnet!, misalnya dengan menggerakkan magnet keluar masuk dalam kumparan atau menggerakan kumparan di sekitar magnet= Ternyata pada ujung0ujung kumparan akan timbul beda potensial listrik. "pabila antar ujung0ujung kumparan dihubungkan dengan suatu penghantar atau ampermeter akan mengalir arus listrik.
#uatan Listrik
>uatan listrik adalah muatan dasar yang dimiliki suatu benda, yang membuatnya mengalami gaya pada benda lain yang berdekatan dan juga memiliki muatan listrik. Simbol Q sering digunakan untuk menggambarkan muatan. sistem satuan internasional dari satuan Q adalah coloumb, yang merupakan 9.#8 ? 23 2@ muatan dasar. Q adalah sifat dasar yang dimiliki oleh materi baik itu berupa proton (muatan positif! maupun elektron (muatan negatif!. >uatan listrik total suatu atom atau materi ini bisa positif, jika atomnya kekurangan elektron. Sementara atom yang kelebihan elektron akan bermuatan negatif. Besarnya muatan tergantung dari kelebihan atau kekurangan elektron ini, oleh karena itu muatan materi1atom merupakan kelipatan dari satuan A dasar. Dalam atom yang netral, jumlah proton akan sama dengan jumlah elektron yang mengelilinginya (membentuk muatan total yang netral atau tak bermuatan!. >uatan listrik adalah atom yang mempunyai elektronyang bergerak. Pada muatan listrik dapat dibagi menjadi dua, yaitu muatan positif danmuatan negatif. #uatan positi$ adalah muatan atom yang kekurangan elektron, sedangkan muatan negati$ adalah muatan atom yang kelebihan eleketron.muatan listrik disimbolkandengan lambang % (dengan satuan $oloumb!. >uatan & elektron ' (&)*+2& , &+ (& Coulomb sedangkan & Coulomb ' (*)2 , &+ &/
elektron.
0apasitansi
'apasitans adalah ukuran jumlah muatan listrik yang disimpan (atau dipisahkan! untuk sebuah potensial listrik yang telah ditentukan. Bentuk paling umum dari piranti penyimpanan muatan adalah sebuah kapasitor dua lempeng1pelat1keping. -ika muatan di lempeng1pelat1keping adalah 5A dan 6A, dan adalah tegangan listrik antar lempeng1pelat1keping, maka rumus kapasitans adalah
$ adalah kapasitansi yang diukur dalam farad A adalah muatan yang diukur dalam coloumb adalah voltase yang diukur dalam volt Kapasitansi adalah kemampuan suatu benda atau sistem benda untuk menyimpan muatan listrik. Semua benda memiliki sifat ini dalam berbagai tingkata n. Contoh akrab kapasitansi adalah kemampuan awan badai untuk menyimpan listrik dan kemudian melepaskannya dalam petir. Apa Pengertian Kapasitansi Secara kuantitatif, kapasitansi (C) dari benda didefinisikan sebagai rasio dari muatan listrik () pada tubuh dengan tegangan (!) dari tubuh, yaitu C " # ! Kapasitansi suatu sistem tergantung pada ukuran, bentuk, dan komposisi tubuh dalam sistem dan orientasi mereka terhadap satu sama lain. $isalnya, pelat kapasitor%sistem paralel yang terdiri dari dua pelat datar identik, logam paralel yang dipisahkan oleh isolator%memiliki kapasitansi yang diberikan oleh rumus C " eA # d, di mana & adalah konstanta yang tergantung pada insulator, A adalah daerah salah satu piring, dan d adalah 'arak antara pelat. Kapasitansi diukur dalam farad (f). Sebuah kapasitor pelat se'a'ar memiliki kapasitansi sebesar farad 'ika muatan coulomb pada setiap lempeng yang dibutuhkan untuk menghasilkan tegangan olt antara pelat. Satuan *arad terlalu besar untuk tu'uan praktis. +leh karena kapasitansi umumnya diukur dalam seperse'uta farad, atau mikrofarad (mf).
"nduktansi
nduktansi adalah sifat dari rangkaian elektronika yang menyebabkan timbulnya potensial listrik secara proporsional terhadap arus yang mengalir pada rangkaian tersebut, sifat ini disebut sebagai induktasi sendiri. Sedang apabila potensial listrik dalam suatu rangkaian ditimbulkan oleh perubahan arus dari rangkaian lain disebut sebagai induktansi bersama. Satuan induktansi dalam satuan internasional adalah )eber per ampere atau dikenal pula sebagai henry (!. nduktansi muncul karena adanya medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik (dijelaskan oleh hukum ampere!. Supaya suatu rangkaian elektronika mempunyai nilai induktansi, sebuah komponen bernama induktor digunakan di dalam rangkaian tersebut,
induktor umumnya berupa kumparan kabel1tembaga untuk memusatkan medan magnet dan memanfaatkan %%& yang dihasilkannya. 2. 0uat
#edan
Listrik
>edan lisrtik adalah ruang di sekitar benda bermuatan listrik dimana benda0benda bermuatan listrik lainnya dalam ruang ini akan merasakan atau mengalami gaya listri"rah >edan &istrik. 'uat medan listrik adalah besaran yang menyatakan gaya coloumb per satuan muatan di suatu titik. #. 1luks #agnet luk magnetik adalah ukuran total medan magnetik yang menembus bidang. secara matematis fluk maknetik didefinisikan sebagi perkalian skalar antara induksi magnetik (B! dengan luas bidang yang tegak lurus pada induksi magnetik tersebut. BCS"<:4" f / B " cos f / fluks magnetik ()eber! B / induksi magnetik " / luas bidang yang ditembus garis gayamagnetik / sudut antara arah garis normal bidang " dan arah B Induksi listrik itu adalah fenomena fisika yang apabila pada suatu benda yang tadinya netral atau (tidak bermuatan listrik) menjadi bermuatan listrik karena akibat adanya pengaruh dari gaya listrik atau dari benda yang bermuatan lain d an didekatkan padanya.
Ada dua jenis induksi listrik : a. Induksi sendiri (Self induction).
Induksi Listrik Sendiri Induksi sendiri adalah munculnya tegangan listrik pada suatu kumparan pada saat terjadinya perubahan arah arus.Apabila suatu kawat penghantar berpotongan dengan medan magnet, maka akan terjadi tegangan pada kawat tersebut. enomena ini sulit dijelaskan namun sudah diterima sebagai hukum alam yang sangat penting. !erutama untuk menjelaskan kejadian"kejadian pada suatu kawat yang dialiri listrik. Apabila kuat arusnya berubah maka medan yang dihasilkan akan mengembang atau mengecil memotong kawat itu sendiri sehingga timbul gaya gerak listrik pada kawat tersebut. #ejadian seperti inilah yang disebut induksi sendiri.
b. Induksi mutual ( Mutual induction). Apabila arus listrik dialirkan pada salah satu kawat maka akan timbul medan magnet pada setiap penampang kawat. $edan magnet te rsebut akan mengembang walaupun hanya dalam waktu yang sangat singkat dan memotong kawat penghantar yang kedua. %ada saat inilah timbul gaya gerak listrik pada penghantar yang kedua yang disebut induksi mutual.
