KK1

ELEKTRONIKA ANALOG DAN DIGITAL

1. HUKUM OHM DAN RUMUSNYA;

Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya.^] Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah "hukum" tetap digunakan dengan alasan sejarah.

Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan:

RUMUS;

                 

Dimana :

• adalah arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar dalam satuan Ampere.
• adalah tegangan listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar dalam satuan volt.
• adalah nilai hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar dalam satuan ohm.

Hukum ini dicetuskan oleh George Simon Ohm, seorang fisikawan dari Jerman pada tahun 1825 dan dipublikasikan pada sebuah paper yang berjudul The Galvanic Circuit Investigated Mathematically pada tahun 1827.

2.PENGERTIAN TEGANGAN ,ARUS DAN TENAGA PADA ALIRAN LISTRI 

• TEGANGAN;  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 didalam suatu konduktor mengalir dari tegangan tinggi menuju tegangan rendah
             V= I .R
  Satuan SI untuk Tegangan adalah volt (V).

• ARUS: Arus adalah Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya. 

   

I = Q/T

            Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya.

Satuan SI untuk arus listrik adalah ampere (A).

       

ARUS LISTRIK (ELECTRIC CURRENT)

Definisi
Arus listrik merupakan aliran muatan listrik. Aliran ini berupa aliran elektron atau aliran ion. Aliran ini harus melalui media penghantar listrik yang biasa disebut sebagai konduktor. Konduktor yang paling banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah kabel logam.
Ketika dua ujung kabel disambungkan pada sumber tegangan, misalnya baterai, maka elektron akan mengalir melalui kabel penghantar dari kutub negatif menuju kutub positif baterai. Aliran elektron inilah yang disebut sebagai aliran listrik.
Simbol (rumus)
Arus listrik didefinisikan sebagai jumlah muatan listrik (elektron) yang mengalir melalui konduktor dalam tiap satuan waktu. Untuk aliran yang kontinu (steady), arus listrik dirumuskan dalam persamaan berikut: I = Q/t
Dimana I = arus listrik (Ampere) ; Q = jumlah muatan listrik yag mengalir (Coulomb); t = waktu (sekon).
Satuan (unit)
Satuan untuk besaran arus listrik dalam system (SI) adalah Ampere (A) atau Coulomb/sekon. 1 Coulomb sendiri setara dengan 6.242 × 1018 elektron yang mengalir per detik.

3.PENGERTIAN DAN GAMBAR RESISTOR SERTA MACAM RESISTOTOR

Pengertian Resistor adalah perangkat komponen elektronika yang dapat di gunakan untuk membatasi aliran arus listrik. Sudah di pastikan hampir semua rangkaian elektronika menggunakan resistor. Itu lah mengapa pengertian resistor merupakan komponen yang lebih banyak di gunakan dari pada komponen yang lainnya. Cara kerja resistor berdasarkan sifat resistansi suatu bahan yang dapat menghantarkan listrik.

Resistansi atau penghantar listrik adalah sifat yang membatasi aliran arus. Semua bahan yang terbuat dari metal dapat menghantarkan listrik, bahan bahan ini dapat mengendalikan aliran arus sesuai dengan sifat resivitas yang di miliki dari masing masing bahan. Unsur yang terdapat di dalam bahan dapat menghantarkan listrik yang di tentukan oleh struktur atomik pembentuknya.

Sifat yang menentukan resivitas yaitu kemampuan untuk melawan laju aliran arus. Sifat lain yang di miliki dari pengertian resistor adalah suatu bahan yang di kenai panas di atas 0 derajat, maka resistansi akan berubah. Hal ini dapat di amati dalam elektronika yaitu bila terjadi suatu kesalahan yang menyangkut kelebihan panas dalam suatu komponen.

Resistor terbuat dari bahan isolator yang memiliki nilai tertentu tergantung dari nilai hambatan yang terdapat dalam komponen. Di mulai dari beberapa Ohm sampai dengan nilai Jutaan Ohm (mega ohm). Pengertian resistor yang memiliki sifat resistif dapat di kembalikan seperti sebelumnya, namun apabila panas yang terdapat dalam komponen berlebihan hal ini akan mengakibatkan rusaknya komponen secara permanen.

Bentuk fisik resistor paling banyak di bandingkan komponen lainnya. Yang paling umum di jumpai di pasaran adalah bentuk bulatan panjang dengan beberapa lingkaran pada badan resistor. Lingkaran dalam komponen tersebut menunjukan nilai hambatan dari resistor. Di dalam lingkaran terdapat berbagai kode warna dari resistor.

Salah satu kelemahan dari pengertian resistor adalah noise (drau). Noise akan bertambah seiring dengan bertambahnya umur resistor yang mempunyai kecendrungan mengakibatkan penyimpanan toleransi harga yang masih di perbolehkan untuk beberapa rangkaian. Dengan berkembangnya teknologi, saat ini bentuk resistor sudah ada yang lebih kecil, di antaranya menggunakan teknik doping seperti halnya pada pembuatan komponen semikonduktor.

Macam-macam Jenis Resistor Tetap (Fixed Resistor) :

• Resistor Kawat
Resistor ini merupakan jenis resistor pertama yang lahir pada saat rangkaian elektronika masih menggunakan tabung hampa (vacuum tube). Bentuknya bervariasi dan memiliki ukuran yang cukup besar. Resistor kawat ini biasanya banyak dipergunakan dalam rangkaian power karena memiliki resistansi yang tinggi dan tahan terhadap panas yang tinggi. Jenis resistor kawat yang masih banyak dipakai sampai sekarang adalah jenis resistor dengan lilitan kawat yang dililitkan pada bahan keramik, kemudian dilapisi dengan bahan semen. Daya yang tersedia untuk resistor jenis kawat ini adalah dalam ukuran 1 watt, 2 watt, 5 watt, dan 10 watt. Bentuk fisik bisa dilihat pada gambar :

Resistor Kawat

• Resistor Arang (Batang Karbon)
Resistor jenis ini dibuat dari bahan karbon kasar yang diberi lilitan kawat yang kemudian diberi tanda dengan kode warna berbentuk gelang. Resistor jenis ini merupakan jenis resistor generasi awal setelah adanya resistor kawat. Sekarang sudah jarang untuk dipakai pada rangkaian – rangkaian elektronika. Bentuk fisik dari resistor jenis ini dapat dilihat pada gambar :.

Resistor Arang

• Resistor Film Karbon
Jenis resistor ini dibuat dari bahan karbon dan dilapisi dengan bahan film yang berfungsi sebagai  pelindung terhadap pengaruh luar. Nilai resistansinya dicantumkan dalam bentuk kode warna. Resistor ini banyak digunakan dalam berbagai rangkaian elektronika karena bentuk fisiknya kecil dan mudah didapat di pasaran. Resistor ini memiliki daya sebesar 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt dengan toleransi 5% dan !0%. Bentuk fisik dari Resistor film karbon seperti terlihat pada gambar dibawah ini :

Resistor film karbon

• Resistor Metal Film
Bentuk fisik hampir menyerupai resistor film karbon. Resistor ini tahan terhadap perubahan temperatur.dan memiliki tingkat ketelitian nilai yang tinggi karena nilai toleransi yang tercantum pada resistor ini sangatlah kecil, biasanya sekitar 1% sampai 5%. Jika dibandingkan dengan resistor film karbon, resistor ini cenderung lebih baik karena memiliki toleransi yang lebih kecil. Resistor Metal Film memiliki 5 buah gelang warna, bahkan ada yang 6 buah gelang warna. Sedangkan, resistor film karbon hanya memiliki 4 buah gelang warna. Resistor ini sangat cocok digunakan dalam rangkaian – rangkaian yang memerlukan tingkat ketelitian yang tinggi, misalnya alat ukur.Daya yang dimiliki sebesar 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt. Bentuk Resistor Metal Film dapat dilihat pada gambar:

Resistor Metal Film

• Resistor Keramik atau Porselin
Perkembangan teknologi di bidang elektronika semakiin maju seperti tidak ada pangkalnya, saat ini telah dikembangkan jenis resistor yang terbuat dari bahan keramik atau porselin. Jenis resistor keramik ini sekarang sudah dilapisi dengan kaca tipis, banyak digunakan dalam rangkaian elektronika saat ini karena bentuk fisiknya relatif sangat kecil serta memiliki tingkat resistansi tetelitian yang tinggi. Daya yang dimiliki resistor ini sebesar 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt. Sedang nilai resistansinya tertulis pada tubuhnya. Bentuk dari resistor ini dapat dilihat pada 

 

Contoh Jenis-jenis Resistor / Hambatan Tidak Tetap:

• Jenis-jenis LDR (Light Dependent Resistor) merupakan resistor
Resistor ini merupakan Resistor yang nilai resistansinya berubah jika terjadi perubahan intensitas cahaya. Sifat dari LDR ini adalah nilai resistansi akan naik jika cahaya yang diterimanya sedikit atau kondisi sekelilingnya gelap. Sedangkan, nilai resistansi akan turun jika intensitas cahaya yang diterimanya semakin terang. LDR sering digunakan sebagai sensor cahaya, khususnya sebagai sensor cahaya yang digunakan pada lampu taman atau lampu untuk penerangan jalan. Lampu taman atau penerangan jalan secara otomatis nyala jika malam hari dan secara otomatis mati jika siang hari. Bentuk fisik LDR bisa anda lihat pada gambar berikut :

LDR (Light Dependent Resistor)

• Potensiometer
Potensiometer bisa kita sebut dengan variable resistor. Umumnya, potensiometer berbahan dari kawat atau karbon. Generasi pertama Potensiometer ini terbuat dari kawat waktu itu rangkaian elektronika masih menggunakan tabung hampa (vacuum tube). Potensiometer dari kawat memiliki bentuk yang cukup besar. Seiring dengan perkembangan jaman potensiometer dibuat dengan ukuran yang kecil dengan menggunakan karbon. Bahan dari karbon ini lebih kecil, tetapi keunggulannya memiliki resistansi yang besar.  

Perubahan resistansi pada potensiometer terbagi menjadi 2, yakni linier dan logaritmik. Yang dimaksud dengan perubahan secara linier adalah perubahan nilai resistansinya sebanding dengan arah putaran pengaturnya. Sedangkan, yang dimaksud dengan perubahan secara logaritmik adalah perubahan nilai resistansinya berdasarkan perhitungan logaritmik. 

Umumnya, potensiometer logaritmik memiliki perubahan resistansi yang cukup unik karena nilai maksimal dari resistansi diperoleh ketika kita telah melakaukan setengah kali putaran pada pengaturnya. Sedangkan, nilai minimal diperoleh saat pengaturnya berada pada titik nol atau titik maksimal putaran. 

Untuk dapat mengetahui apakah potensiometer tersebut linier atau logaritmik, dapat dilihat huruf yang tertera di bagian badannya. Jika tertera huruf B, maka potensiometer tersebut logaritmik. Jika huruf A, maka potensiometer linier. Pada umumnya, nilai resistansi juga tertera pada bagian depan badannya. Nilai yang tertera tersebut merupakan nilai resistansi maksimal dari potensiometer.misalnya yang tertulis 100K, maka potesiometer itu mempunyai nilai antara 0 - 100 Kohm

Nilai resistansi yang berubah dari potensiometer ini karena disengaja oleh kita yang mengubah biasanya disesuaikan oleh kebutuhan. Salah satu contoh penggunaan potensiometer pada rangkaian audio / amplifier.Bentuk fisik dari Potensiometer :

Potensiometer Geser dan Potensiometer Putar

• Trimpot
Trimpot adalah kependekan dari Tripotensiometer. Sifat dan karakteristik dari trimpot tidak jauh beda dengan potensiometer. Hanya saja, trimpot ini memiliki ukuran yang jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan potensiometer. Perubahan nilai resistansinya juga dibagi menjadi 2, yakni linier dan logaritmik. Huruf B yang tertera pada trimpot menyatakan perubahan nilai resistansinya secara logaritmik, sedangkan huruf A untuk perubahan secara linier. Untuk mengubah nilai resistansinya, kita dapat memutar lubang tengah pada badan trimpot dengan menggunakan obeng. Bentuk trimpot dapat dilihat pada gambar di samping. 

Trimpot

• NTC dan PTC
NTC (Negative Temperature Coefficient) dan PTC (Positive Temperature Coefficient) merupakan resistor yang nilai resistansinya berubah jika terjadi perubahan temperatur di sekelilingnya. Untuk NTC, nilai resistansi akan naik jika temperatur sekelilingnya turun. Sedangkan, nilai resistansi PTC akan naik jika temperatur sekelilingnya naik. Kedua komponen ini sering digunakan sebagai sensor untuk mengukur suhu atau temperatur daerah di sekelilingnya. Bentuk NTC dan PTC dapat dilihat pada gambar :

 

4.Kapasitor

Pengertian Kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik, dan secara sederhana terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik) tiap konduktor di sebut keping. Kapasitor atau disebut juga kondensator adalah alat (komponen) listrik yang dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik untuk sementara waktu. Pada prinsipnya sebuah kapasitor terdiri atas dua konduktor (lempeng logam) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator). Isolator penyekat ini sering disebut bahan (zat) dielektrik

Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua penghantar dapat digunakan untuk membedakan jenis kapasitor. Beberapa kapasitor menggunakan bahan dielektrik berupa kertas, mika, plastik cairan dan lain sebagainya. Beberapa jenis kapasitor menurut bahan dielektiknya antara lain

Kegunaan Kapasitor

Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:

1. mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, bila tiba-tiba    arus listrik diputuskan dan dinyalakan
2. menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik
3. memilih panjang gelombang pada radio penerima
4. sebagai filter dalam catu daya (power supply)

Bentuk kapasitor

1. kapasitor kertas (besar kapasitas 0,1 F)
2. kapasitor elektrolit (besar kapasitas 105 pF)
3. kapasitor variabel (besar kapasitas bisa di ubah-ubah dengan nilai kapasitas maksimum 500 pF)

Jenis Kapasitor:

1. Kapasitor tetap, terdiri atas kapasitor polar dan nonpolar.
2. Kapasitor variable, jenis ini memiliki nilai kapasitas yang bisa diubah-ubah.Jenisnya ada dua macam, yaitu parko dan trimer.

Fungsi Kapasitor:

1. Memisahkan arus bolak-balik dari arus searah.
2. Meratakan arus keluaran dari suatu penyearah arus.
3. Memilih gelombang pada pesawat penerima radio
4. Mengontrol frekuansi pada rangkaian osilator
5. Menyimpan muatan listrik

5.Cara menentukan nilai resistor

Resistor atau tahanan adalah komponen dasar elektronika yang berfungsi menahan arus listrik. Resistor termasuk komponen pasif dengan satuan Ohm (simbol: Ω) diambil dari nama George Simon Ohm, biasanya digunakan prefix Kilo Ohm dan Mega Ohm.

Satuan Resistor dan cara penulisannya

1. 1R = 1 Ohm
2. R33 = 0,33 Ohm
3. 2R2 = 2,2 Ohm
4. 1K = 1 Kilo Ohm (1.000 Ohm)
5. 1,5K = 1,5 Kilo Ohm (1.500 Ohm)
6. 1M = 1 Mega Ohm (1.000 K Ohm atau 1.000.000 Ohm)
7. 4K7 = 4,7 Kilo Ohm (4.700 Ohm)
8. 4M7 = 4,7 Mega Ohm

Simbol Resistor

Bentuk fisik Resistor

Sumber gambar dari Miracle

Kode Warna Resistor
Untuk mengetahui nilai resistor (Ohm) digunakan alat ukur Ohm Meter atau dengan cara melihat gelang-gelang warna (strips) pada fisik resistor yang umumnya terdiri dari 4 atau 5 warna. Nilai resistansi untuk daya besar pada umumnya tidak ditentukan dengan gelang warna tetapi dengan notasi yang ditulis langsung pada fisik resistor.

Warna-warna gelang resistor secara berurutan

1. Hitam
2. Coklat
3. Merah
4. Orange
5. Kuning
6. Hijau
7. Biru
8. Ungu
9. Abu
10. Putih
11. Emas
12. Perak

Penjelasan

1. Resistor 4 warna 
   Warna kesatu dan kedua adalah nilai, warna ketiga adalah faktor pengali, warna keempat adalah toleransi (emas ± 5% dan perak ±10%)
2. Resitor 5 warna
   Warna kesatu, kedua, dan ketiga adalah nilai, warna keempat adalah faktor pengali, warna kelima adalah toleransi (coklat ± 1%; merah ± 2%; hijau ± 0,5%; biru ± 0,25; ungu ± 0,1%; abu 0,05%; emas ± 5%; perak ±10%)

Sumber : Electronic Express

Contoh:
Menentukan nilai resistor yang terdiri dari 4 warna

1. Merah, merah, orange, emas : 22.000 Ohm (22K) ± 5%
2. Kuning, ungu, merah, emas : 4.700 Ohm (4K7) ± 5%
3. Colat, hitam, hitam, perak : 10 Ohm  ± 10%

• 
  

KK 1 Elektronika analog dan Digital

Hukum Ohm

Hukum Ohm menyatakan bahwa arus yang melalui konduktor antara dua titik berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan di dua titik, dan berbanding terbalik dengan resistansi antara mereka.

Persamaan matematika yang menggambarkan hubungan ini adalah:

I = V/R

Gambar 1. Analogi Hukum Ohm pada rangkaian elektronika.

Dimana I adalah arus yang melalui konduktor dalam satuan ampere, V adalah beda potensial di konduktor diukur dalam satuan volt, dan R adalah resistansi konduktor dalam satuan ohm. Lebih khusus lagi, hukum Ohm menyatakan bahwa R dalam relasi ini adalah konstan, tidak bergantung kepada arus (I).

\