Makalah Listrik

Makalah Mata Kuliah

Elektronica Fundamental

Oleh:

Bima Irgantara Yudia

Teknik Elektro/Teknik Informatika

Sekolah Tinggi Teknik Malang

BAB I

Pendahuluan

1.    Latar Belakang

Sehubungan dengan mata kuliah elektronica fundamental jurusan Teknik Elektro/Teknik Informatika sekolah tinggi teknik malang yang mengharuskan mahasiswanya untuk menyusun laporan mata kuliah untuk pembahasan Arus listrik, Tegangan dan Daya yang bertujuan untuk lebih memahami mata kuliah khususnya electronica fundamental.

Sehubungan dengan itu maka penulis berkeinginan menjelaskan secara lebih terperinci tentang Arus listrik daya dan juga tegangan yang di rangkum dalam makalah ini

2.    Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan makalah ini adalah

1.    Mengetahui apa itu arus dan seluk beluknya

2.    Mengetahui apa itu Tegangan

3.    Mengetahui apa itu daya

3.    Rumusan Masalah

1.    Apakah yang disebut arus

2.    Apakah itu tegangan

3.    Dan apakah itu daya

BAB II

Pembahasan

2.1 Arus

2.1.1 Pengertian

           Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam satuan Coulomb/detik atau Ampere. Contoh arus listrik dalam kehidupan sehari-hari berkisar dari yang sangat lemah dalam satuan mikro Ampere ,seperti di dalam jaringan tubuh hingga arus yang sangat kuat 1-200 kiloAmpere (kA) 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 voltase dan resistansi sesuai dengan hukum Ohm.

Arus listrik merupakan satu dari tujuh satuan pokok dalam satuan internasional. Satuan internasional untuk arus listrik adalah Ampere (A). Secara formal satuan Ampere didefinisikan sebagai arus konstan yang, bila dipertahankan, akan menghasilkan gaya sebesar 2 x 10^-7 Newton/meter di antara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas penampang yang dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa udara.

2.1.2 Arah Arus

           Pada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel bermuatan positif (muatan positif) atau disebut dengan istilah arus konvensional. Pembawa muatan positif tersebut akan bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif. Pada kenyataannya, pembawa muatan dalam sebuah penghantar listrik adalah partikel-partikel elektron bermuatan negatif yang didorong oleh medan listrik mengalir berlawan arah dengan arus konvensional. Sayangnya, dengan alasan sejarah, digunakan konvensi berikut ini:

Panah arus digambarkan searah dengan arah pergerakan seharusnya dari pembawa muatan positif, walaupun pada kenyataannya pembawa muatan adalah muatan negatif dan bergerak pada arah berlawanan.

Konvensi demikian dapat digunakan pada sebagian besar keadaan karena dapat diasumsikan bahwa pergerakan pembawa muatan positif memiliki efek yang sama dengan pergerakan pembawa muatan negatif.

2.1.3 Rapat Arus

           adalah aliran muatan pada suatu luas penampang tertentu di suatu titik penghantar. Dalam SI, rapat arus memiliki satuan Ampere per meter persegi (A/m²)

2.1.4 Kelajuan Hanyutan

Saat sebuah penghantar tidak dilalui arus listrik, elektron-elektron di dalamnya bergerak secara acak tanpa perpindahan bersih ke arah mana pun juga. Sedangkan saat arus listrik mengalir melalui penghantar, elektron tetap bergerak secara acak namun mereka cenderung hanyut sepanjang penghantar dengan arah berlawanan dengan medan listrik yang menghasilkan aliran arus. Tingkat kelajuan hanyutan (bahasa Inggris: drift speed) dalam penghantar lebih kecil dibandingkan dengan kelajuan gerak-acak, yaitu antara 10^-5 dan 10^-4 m/s dibandingkan dengan sekitar 10⁶ m/s pada sebuah penghantar tembaga

2.2 Tegangan

2.2.1 Pengertian

           Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) 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. 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.

2.2.2 Analogi

Secara sederhana, sirkuit elektronik dapat dianalogikan sebagai aliran air dalam pipa yang didorong oleh pompa air. Perbedaan tekanan air dari satu titik dekat pompa dan titik lain di ujung pipa dapat dianalogikan dengan potensial tegangan listrik. Jika pompa mulai bekerja tekanan air dalam pipa pada titik di dekat pompa menjadi lebih tinggi sehingga air dalam pipa mulai terdorong dari satu titik (dekat pompa) menuju titik yang lain (ujung pipa). Pergerakan air ini (yang disebabkan perbedaan tekanan) mampu melakukan usaha, misalnya memutar turbin. Begitu pula dalam sirkuit elektronik, perbedaan potensial tegangan (misalnya dihasilkan oleh baterai) mampu melakukan usaha pula, misalnya memutar motor listrik. Jika dalam analogi, air pompa tidak bekerja, maka tidak ada perbedaan tekanan dan air tidak mengalir. Begitu pula untuk sirkuit elektronik, jika baterai, misalnya, habis, maka tidak ada perbedaan potensial tegangan listrik dan motor listrik tidak akan berputar.

Analogi ini cukup berguna untuk memahami beberapa konsep elektronik. Misalnya energi yang diperlukan untuk menggerakkan air dalam pipa sama dengan tekanan dikali volume air yang bergerak. Hal ini senada dalam dunia elektronik, energi yang diperlukan untuk menggerakkan elektron dalam konduktor sama dengan besar tegangan dikali jumlah muatan yang bergerak. Tegangan listrik sangat praktis digunakan untuk mengukur kemampuan suatu sumber energi listrik untuk melakukan usaha. Semakin besar tegangan listrik antara dua titik, maka semakin besar arus yang bisa mengalir.

2.2.3 Alat Ukur
Alat yang dipergunakan untuk mengukur besar tegangan listrik, antara lain: voltmeter, dan osiloskop. Voltmeter bekerja dengan cara mengukur arus dalam sirkuit ketika dilewatkan melalui resistor dengan nilai tertentu. Sesuai hukum Ohm, besar tegangan sebanding dengan besar arus untuk nilai resistansi sama. Prinsip kerja potensiometer adalah menimbang tegangan yang diukur dengan tegangan yang sudah diketahui besarnya dengan menggunakan sirkuit jembatan. Sedang osiloskop bekerja dengan cara menggunakan tegangan yang diukur untuk membelokkan elektron di layar monitor, sehingga di layar akan tercipta grafik dari elektron yang telah dibelokkan. Grafik ini sebanding dengan besar tegangan yang diukur.
2.3 Daya
2.3.1 Pengertian
Daya dalam fisika adalah laju energi yang dihantarkan atau kerja yang dilakukan per satuan waktu. Daya dilambangkan dengan S Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam rangkaian listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt yang menyatakan banyaknya tenaga listrik yang mengalir per satuan waktu (joule/detik).

Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian dengan hambatan listrik menimbulkan kerja. Peranti mengkonversi kerja ini ke dalam berbagai bentuk yang berguna, seperti panas (seperti pada pemanas listrik), cahaya (seperti pada bola lampu), energi kinetik (motor listrik), dan suara (loudspeaker). Listrik dapat diperoleh dari pembangkit listrik atau penyimpan energi seperti baterai.