Advertisement
KELISTRIKAN
Pada artikel kali ini admin mengupas tentang dasar-dasar kelistrikan. Seperti kita ketahui listrik adalah salah satu bagian yang sangat penting dalam sebuah mobil. Dimana pada sebauah mobil banyak komponen-komponen yang bekerja berdasarkan kelistrikan, misalnya ada kelistrikan bodi, kelistrikan mesin, kelistrikan panel instrumen, dan lain sebagainya. Namun untuk lebih memahami entang listrik penjelasan di bawah ini mungkin akan memberikan sedikit bagaimana listrik bisa terjadi.
I.
KOMPOSISI DARI BENDA-BENDA



























Suatu benda bila
kita bagi, kita akan mendapatkan suatu partikel yang di sebut molekul dan bila kita bagi lagi kita
akan mendapatkan beberapa atom. Semua atom terdiri dari ” inti yang dikelilingi oleh partikel-partikel tipis yang biasa
disebut dengan elektron-elektron”.
Inti terdiri dari proton
dan neutron dalam jumlah yang sama,
kecuali atom hydrogen yang kekurangan
neutron.
Proton dan elektron
mempunyai suatu hal yang sama yaitu muatan
listrik (electrical charge). Proton mempunyai
muatan positf dan elektron mempunyai muatan negatif sedangkan neutron tidak bermuatan.
II. ELEKTRON BEBAS
Elektron-elektron yang orbitnya paling jauh disebut valence electron. Karena elektron yang
mempunyai orbit paling jauh dari inti gaya tariknya lemah, maka elektron ini
cenderung akan berpindah ke atom lain tembaga, perak atau logam lainnya, valensi elektronnya akan bergerak hampir
bebas terhadap intinya, dengan demikian elektron disebut elektron bebas
TIPE LISTRIK DAN SIFAT-SIFATNYA
I. LISTRIK STATIS
DAN LISTRIK DINAMIS
Ada dua tipe listrik yaitu : listrik statis dan listrik dinamis. Listrik dinamis dibagi menjadi arus
searah (DC / Direct Current) dan arus bolak-balik (AC / Alternating Current).
Bila sebatang kaca (glass
rod) digosok dengan kain sutera, glass
rod dan sutera menjadi bermuatan listrik, satu bermuatan positif dan satu
lagi bermuatan negatif.
Tanpa menyentuh kedua benda tersebut dan menghubungkan
dengan konduktor, muatan listrik tetap berada pada batang kaca dan kain sutera.
Karena tidak terjadi gerakkan maka tipe kelistrikkan ini disebut listrik statis.
Dalam rumus elektron bebas, listrik statis adalah suatu keadaaan dimana elektron bebas sudah
terpisah dari atomnya masing-masing, tetapi tidak bergerak dan hanya berkumpul
di atas permukaan benda.
Listrik dinamis adalah suatu ke-adaan dimana terjadinya perge-rakan dari elektron-elektron
bebas melalui suatu konduktor.
Listrik arus searah (DC) adalah bila elektron-elektron bebas melalui suatu konduktor. Listrik arus bolak-balik (AC) adalah bila elektron-elektron bebas bergerak dengan arah yang bervariasi.


II. ARUS LISTRIK
Bila kita menghubungkan battery dan lampu dengan kabel
tembaga, maka lampu akan menyala. Arus listrik mengalir dari positif ke negatif, tetapi elektron mengalir dari negatif ke positif.
2. Satuan Pengukuran
Arus Listrik
Besar arus listrik yang mengalir melalui konduktor adalah
sama dengan jumlah elektron bebas yang
melewati penampang konduktor setiap detik.
Arus listrik dinyatakan dengan I (intensity) sedangkan besar arus listrik dinyatakan dengan satuan
ampere (A)
Satu ampere sama dengan pergerakan 6,25 x 1018 elektron bebas (1 coloumb) yang
melewati konduktor tiap detik.


3.
Kejadian-Kejadian
Yang Disebabkan Oleh Arus Listrik
Bila arus mengalir pada konduktor atau elektrolit akan
menyebabkan tiga kejadian :
1. Pembangkitan panas, contohnya headlight, cigarette lighter, dll.
2. Aksi kimia terjadi pada elektrolit battery yang memungkinkan arus dapat mengalir.
3. Pembangkitan magnet, bila arus listrik mengalir pada kumparan (relay, selenoid, dll)
1. Pembangkitan panas, contohnya headlight, cigarette lighter, dll.
2. Aksi kimia terjadi pada elektrolit battery yang memungkinkan arus dapat mengalir.
3. Pembangkitan magnet, bila arus listrik mengalir pada kumparan (relay, selenoid, dll)
III. TEGANGAN LISTRIK
Bila dua buah tangki air yang berbeda tingginya dihubungkan
oleh pipa, air akan mengalir dari tangki yang lebih tinggi ke tangki yang lebih
rendah. Hal ini disebabkan oleh adanya head (perbedaan tinggi) sehingga terjadi perbedaan tekanan (beda
potensial).
Hal ini disebabkan oleh adanya potensial tinggi pada terminal positif dan potensial rendah pada
terminal negatif battery (beda potensial), dan te-gangan listrik
menyebabkan arus listrik akan mengalir dan lampu menyala. Tegangan listrik ini
disebut dengan voltage.
Satuan Pengukuran Tegangan Listrik
Satuan tegangan listrik dinyatakan dengan volt (V)
Satu volt adalah tegangan
listrik yang dapat mengalirkan arus sebesar 1 ampere pada konduktor dengan
tahanan 1 W.


IV. TAHANAN
LISTRIK
Dalam hal tahanan terhadap aliran listrik, maka
benda-benda digolongkan ke dalam tiga kategori.
1. Konduktor
Konduktor adalah material (benda-benda) yang
dapat dialiri arus dengan mudah (emas, perak, tembaga, logam).
2. Semi
Konduktor
Semi konduktor adalah material dimana arus listrik
dapat mengalir tetapi tidak semudah konduktor (silikon, germanium).
3. Isolator
Isolator adalah material yang tidak dapat dialiri arus sama
sekali (karet, kaca, plastik).
Tahanan listrik adalah derajat kesulitan dari arus
listrik (elektron-elektron) mengalir melalui suatu benda.
Satuan Pengukuran Tahanan Listrik
Tahanan listrik dinyatakan dengan resistance (R) & satuan ohm (Ω).
Satu ohm adalah
tahanan yang mampu menahan arus yang
mengalir sebesar 1 A dengan tegangan 1 volt.
Hubungan Antara Diameter Dan Panjang Konduktor Dengan
Tahanan
Tangki-tangki dengan ketinggian sama tetapi dihubungkan
oleh pipa-pipa dengan diameter berbeda. Meskipun ketinggiannya sama, tetapi air
akan lebih mudah mengalir pada
tangki-tangki yang dihubungkan dengan pipa yang lebih besar.
Kejadian ini juga berlaku untuk listrik, dimana arus listrik ( elektron ) lebih mudah
mengalir pada kabel yang lebih besar.
Bila arus listrik mengalir pada jarak yang jauh (kabel
yang panjang), maka tahanan akan menjadi lebih
besar.
Kesimpulannya, tahanan listrik pada suatu konduktor akan berbanding lurus dengan panjang konduktor
dan berbanding terbalik terhadap luas penampang konduktor.


Tahanan listrik pada konduktor akan berubah-ubah dengan
ada-nya perubahan temperatur, bi-asanya tahanan akan naik bila temperatur naik.
Bila sebuah lampu dihubungkan dengan battery melalui
kawat, dan kawat tersebut kemudian di-panaskan dengan api, maka lampu akan
menjadi redup.
> Thermistor adalah suatu material
yang akan merubah tahanannya dalam dua cara terhadap perubahan suhu.
> Thermistor PTC (positive temperature
coefficient) adalah thermistor yang tahanannya bertambah jika
suhu naik.
> Thermistor NTC (negative temperature
coefficient) adalah thermistor yang tahanannya berkurang jika
suhu naik.


Tahanan Sambungan
(Contact Resistance)
Bila penyambungan kabel ke battery atau ke beban keadaannya kurang baik, atau bila terdapat
karat pada switch yang menghubungkan
dua kom-ponen, maka arus listrik menjadi
sulit mengalir.
Tahanan sambungan adalah tahanan yang disebabkan oleh hubungan yang kurang baik.
SIRKUIT KELISTRIKAN
I. TEORI DASAR
Sirkuit
kelistrikan adalah rangkaian dimana arus
listrik dapat mengalir.
Pada gambar di atas arus listrik mengalir dari terminal positif
battery - kabel - fuse - switch - kabel - lampu - kabel -
terminal negatif battery.
a. Beban

Beban adalah Perlengkapan-perlengkapan kendaraan yang menggunakan listrik (lampu, klakson, motor wiper, dll).
Dalam sirkuit
kelistrikan semua beban dikategorikan sebagai tahanan.
Dalam sirkuit
kelistrikan mobil, salah satu ujung kabel dari setiap beban dihubungkan dengan body atau rangka mobil yang berfungsi
sebagai massa (ground) dari sirkuit (mengembalikan arus ke negatif battery).
II. HUKUM OHM
Bunyi hukum ohm adalah Arus yang mengalir akan
berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan dan berbanding terbalik
terhadap tahanan.
III. TAHANAN RANGKAIAN
1. Rangkaian
Seri
Rangkaian seri
mempunyai karakteristik :
a. Tahanan
total / kombinasi (combined resistance) selalu
lebih besar dari nilai tahanan terbesar.
b. Arus yang mengalir
pada tiap-tiap hambatan sama.
c. Tegangan sumber adalah hasil penjumlahan
tegangan-tegangan jatuh ( Voltage drop ).

Tahanan total : R0 = R1 + R2

Tahanan total : R0 = R1 + R2
Arus listrik yang mengalir : I = V = V
R0 R1+R2
Hitunglah berapa tahanan total dan arus yang mengalir
pada sirkuit di bawah ini:
Penurunan Tegangan (Voltage Drop)
2.
Rangkaian Pararel
Rangkaian pararel mempunyai karakteristik :
a. Tahanan kombinasi selalu lebih kecil dari nilai tahanan terkecil.
b. Tegangan pada tiap-tiap tahanan adalah sama.
c. Arus total adalah penjumlahan dari arus-arus yang melewati tiap-tiap tahanan.
a. Tahanan kombinasi selalu lebih kecil dari nilai tahanan terkecil.
b. Tegangan pada tiap-tiap tahanan adalah sama.
c. Arus total adalah penjumlahan dari arus-arus yang melewati tiap-tiap tahanan.
IV. KERJA DAN DAYA
LISTRIK
Daya Listrik (Electric Power)
Daya listrik adalah energi listrik yang dirubah menjadi
energi lain (energi panas, energi radiasi / sinar, dan energi mekanis.


Kerja Listrik
Kerja listrik
adalah jumlah kerja yang dilakukan oleh
listrik, dinyatakan dengan simbol W (work) dengan satuan Ws (watt second), Wh,
kWh.
Kerja listrik dapat dihitung dengan rumus :
W = P x
t
= V x I
x t
PENGARUH ARUS LISTRIK
A. PEMBANGKITAN PANAS
Bila arus listrik mengalir melalui cigarette lighter, maka kabel nichrome pada cigarette lighter akan menjadi panas dan membara.
B. AKSI MAGNET
1. Magnet
Magnet akan menarik logam karena mempunyai kemagnetan.
Semua benda yang mempunyai kemagnetan disebut magnet. Kutub magnet (magnetic
pole) adalah Bagian pada magnet yang mempunyai kemagnetan kuat. Bila magnet batang digantung dengan tali, maka magnet
akan menunjuk ke arah kutub utara dan kutub selatan. Kutub magnet yang menunjuk
ke arah kutub utara bumi disebut Utara
(U) atau North (N), dan sebaliknya.
Bila dua buah magnet dengan kutub yang sama saling
didekat-kan, maka magnet tersebut akan tolak-menolak. Bila dua buah magnet dengan kutub yang berbeda saling
didekatkan, maka magnet tersebut akan
tarik-menarik.
Gaya tarik-menarik dan tolak-menolak ini disebut gaya
magnet
Bila serbuk besi ditaburkan di atas kaca dan sebuah
magnet berbentuk tapal kuda ditempatkan di bawah kaca, serbuk besi akan membentuk
formasi seperti pada gam-bar.
Garis-garis yang
dibentuk oleh serbuk besi disebut garis-garis
gaya magnet (magnetic line) atau magnetic flux. Bila kutub-kutub
yang polaritasnya berbeda (U dan S), maka akan terben-tuk fluksi magnet yang saling tarik menarik. Bila kutub-kutub
yang polaritasnya sama (U dan U atau S dan S), maka akan terbentuk fluksi
magnet yang saling tolak menolak.
Fluksi magnet (magnetic flux) dimulai dari kutub utara ke kutub selatan.
Bila sepotong kertas dan kawat disusun seperti pada gambar, kemudian kawat dialiri arus listrik. Serbuk besi yang disebarkan akan membentuk lingkaran-lingkaran. Kerapatan serbuk besi makin mendekati titik, makin rapat, yang menunjukkan bahwa medan magnet makin kuat. Saat diletakkan jarum magnet kecil pada kertas. Jarum akan menunjukkan arah fluksi magnet. Arah arus dan arah magnetic flux dapat dinyatakan dengan kaidah ulir kanan Yang berbunyi : ketika arus listrik searah dengan gerakan sekrup ulir kanan saat diputar masuk, fluksi magnet yang dihasilkan searah dengan gerakan memutar dari sekrup.
Bila konduktor lurus dibengkokkan, sehingga terbentuk
lingkaran akan menghasilkan magnetic flux yang
lebih besar dan lebih kuat. Ini menghasilkan kutub utara dan selatan seperti pada
gambar.
Bila konduktor dililitkan berbentuk kumparan (gambar C)
disebut selenoid.
Bila arus mengalir seperti pada gambar, arah magnetic
flux sedemikian rupa sehingga kutub S berada dibawah selenoid sedangkan kutub U
berada di atas. Garis gaya magnet akan bertambah sebanding dengan jumlah gulungan dan besarnya arus yang
mengalir pada kumparan dan juga bila kita letakkan inti besi dalam kumparan.


3.
Gaya
Elektromagnetik
Gaya Elektromagnetik adalah gaya yang bekerja pada konduktor bila arus mengalir pada konduktor di
dalam medan magnet.


Bila sebuah konduktor dan dua buah magnet dengan kutub
yang berbeda, disusun seperti pada gambar, kemudian arus listrik dialirkan
melalui konduktor. Garis-garis gaya magnet di atas konduktor adalah lebih kecil karena fluksi magnet yang
dihasilkan oleh magnet arahnya berlawanan dan yang dihasilkan oleh arus listrik. Sebaliknya garis-garis gaya magnet di bawah konduktor
adalah lebih besar karena arahnya sama. Sehingga menyebabkan konduktor akan terdorong ke atas. Gaya ini disebut gaya
elektromagnetic.
Dimana, jari telunjuk menunjuk-kan arah fluksi magnet, jari tengah menunjukkan arah arus, dan ibu jari menunjukkan arah gerakan konduktor.
Bila dua plat logam dimasukkan ke dalam larutan garam
atau asam sulfat. Kemudian dihubungkan dengan sirkuit kelistrikan seperti pada
gambar, lampu akan menyala. Hal ini
membuktikan telah terjadi aksi kimia pada plat logam sehinga arus dapat
mengalir melalui cairan. Salah satu contoh aksi kimia adalah pengisian battery.
Demikian pembahasan tentang dasar-dasar listrik ini, semoga dapat bermanfaat.
3 komentar