Memahami rangkaian kelistrikan sederhana - Setelah mempelajari materi
tentang dasar listrik, peserta didik mampu membuat dan memahami rangkaian
kelistrikan sederhana (otomotif) dengan simbol-simbol kelistrikan.
Pentingnya sumber listrik untuk pemenuhan kebutuhan hidup manusia, baik untuk
rumah tangga, industry, maupun unit kendaraan. Hampir semua komponen kendaraan
membutuhkan sistem kelistrikan, apalagi yang sudah menggunakan sistem
otomatisasi.
Begitu juga pada unit-unit alat berat sistem kelistrikan menjadi sangat
penting untuk keberlangsungan unit alat berat, baik sistem kelistrikan untuk
engine, sistem kelistrikan untuk penerangan dan lain sebagainya. Tidak ada
yang tidak membutuhkan sistem kelistrikan pada suatu unit alat berat.
Oleh karena itu, menjadi sangat penting jika kita akan menggunakan,
mengoperasikan atau bahkan memperbaiki unit alat berat tentang pengetahuan
kelistrikan.
Pengertian Rangkaian Kelistrikan Sederhana
Sebagai bahan pengingat jika kita akan mempelajari tentang listrik, maka ingat
kembali tentang teori electron, pada bab ini kita tidak membahas dengan detail
tentang electron.
Jika kita membahas tentang kelistrikan, mengingatkan kembali tentang
Konduktor, Semi konduktor dan Isolator. Jika kita lihat dari struktur atomnya,
konduktor adalah atom yang mempunyai jumlah electron lebih kecil dari 4 pada
lintasan kulit terluarnya yang sifatnya dapat menghantarkan arus listrik.
Semi konduktor adalah atom yang mempunyai jumlah electron 4 pada lintasan
kulit terluarnya yang sifatnya kurang bagus sebagai penghantar
arus listrik, isolator adalah atom yang mempunyai jumlah electron lebih
dari 4 pada lintasan kulit terluarnya yang sifatnya tidak menghantarkan arus
listrik.
Arus, Tegangan, Hambatan
Tegangan listrik atau beda potensial adalah tegangan yang bekerja pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke terminal/kutub lainnya yang dapat menggerakkan muatan listrik. Satuan untuk tegangan adalah Volt (V)
Arus listrik adalah laju aliran muatan listrik yang melewati suatu titik atau bagian. Satuan untuk arus adalah Ampere (A). Arus listrik terbagi dalam 2 jenis yaitu Arus Searah (DC) dan Arus Bolak balik (AC). Arus searah atau disebut juga Directional Current (DC) adalah arus listrik yang bergerak secara searah saja. Sedangkan, Arus bolak balik atau disebut juga Alternating Current (AC) adalah arus listrik yang bergerak secara bolak balik.
Hambatan listrik adalah ukuran sejauh mana suatu objek menghambat aliran arus listrik. Satuan untuk hambatan adalah Ohm (Ω)
Daya listrik adalah jumlah energi yang diserap atau dihasilkan dalam sebuah rangkaian elektronika. Satuan untuk daya listrik adalah Watt.
Di dalam elektronika kita akan mengenal beberapa istilah seperti tegangan, arus, hambatan, daya. Berikut ini adalah penjelasannya :
1. Arus
Ketika ada dua buah konduktor A (bermuatan pisitif) dan konduktor B
(bermuatan negative) yang dihubungkan dengan sebuah kawat penghantar C, maka
electron-elektron bebas yang berada pada konduktor B akan ditarik olek
konduktor A melalaui kawat penghantar C.
sehingga terjadi arus electron dari konduktor B ke konduktor A, pergerakan
electron inilah yang kemudian menyebabkab terjadinya arus listrik dari
konduktor A yang bermuatan positif ke konduktor B yang bermuatan negative
sedangkan banyaknya muatan listrik (electron) yang mengalir dari suatu titik
melalui penghantar disebut Coloumb (Q). Arus adalah jumlah muatan listrik
yang mengalir melalui suatu titik tertentu selama satu detik. Yang
dirumuskan dengan
Dimana:
I = arus (Ampere)
Q = muatan listrik (Coloumb)
t = waktu (detik)
untuk melihat besarnya arus yang berada dalam sebuah sistem rangkaian, maka
kita melihat jenis rangkainya, rangkaian seri atau rangkaian parallel dan jika
rangkaian yang digunakan adalah rangkaian serie, maka berlaku rumus:
Dimana:
It = Arus Total
I1–n = Arus masing–masing yang mengalir pada rangkaian
Contoh rangkaian seri
|
| 2 Rangkaian Serie |
2. Tegangan
Tegangan adalah gaya yang mengakibatkan terjadinya arus listrik. Tegangaan
terjadi akibat ada beda/ selisih potensial. Arua listrik akan mengalir dari
tegangan yang tinggi ke tegangan yang lebih rendah, dimana satuan tegangan
disebut Volt yang disingkat dengan V. Mengacu kepada hokum ohm yang berbunyi “
Arus (I) yang mengalir melalui dua titik “a” dan “b” dalam suatu konduktor
(kawat penghantar) adalah berbanding lurus dengan teganganya dan berbanding
terbalik dengan hambatanya (R)” Yang dirumuskan dengan
atau V = I X R
Dimana:
I = arus yang mengalir (Ampere)
V = tegangan (volt)
R = tahanan (ohm)
dan untuk melihat besarnya tegangan dalam sebuah sistem rangkaian, maka kita
melihat jenis rangkaian yang digunakan, menggunakan rangkaian seri atau
rangkaian parallel. Jika yang digunakan adalah rangkaian seri, maka berlaku
rumus:
Dimana
Vt = Tegangan total
V1–n = Tegangan masing–masing
Contoh:
 |
| 4 Rangkaian Seri |
Dan jika yang digunakan adalah rangkaian parallel, maka berlaku rumus:
Vt = V1 = V2 = V3 = ...Vn
Contoh
 |
| 5 Rangkaian Parallel |
3. Hambatan
ketika electron bebas mengalir melalui sebauh konduktor, electron melambung
melawan molekul-molekul yang akan memperlambat kecepatan jalanya electron.
Perlambatan kecepatan jalanya electron ini yang disebut dengan Electric
Resistace atau hambatan Listrik. Satuan dari hambatan adalah ohm dan diberi
simbol (Ω). Besarnya hambatan pada sebuah penghantar dipengaruhi oleh bahan
pengahantar, luas penampang penghantar, dan temperatur. Yang dirumuskan dengan
Dimana:
R = hambatan (Ohm)
L = panjang kawat (meter)
ρ = tahanan jenis (ohm meter)
A = luas penampang kawat (m2)
Dan untuk melihat besarnya hambatan dalam sebuah rangkaian, maka kita melihat jenis rangkaian yang digunakan, menggunakan rangkaian seri atau rangkaian parallel, dan jika yang digunakan adalah rangkaian seri, maka berlaku rumus:
Dimana
Rt = Hambatan total
R1-n = Hambatan masing-masing
Contoh:
 |
| 6 Rangkaian Seri |
 |
| 7 Rangkaian Parallel |
Arus Searah dan Arus Bolak-balik
Arus searah adalah arus yang mengalir dalam arah yang tetap (konstan), dimana masing-masing terminal tetap polaritasnya, misalkan sebagai kutub negative (-) selalu menghasilkan polaritas negative begitu pula sebaliknya.
Contoh arus searah (Direct Curent) adalah Batteray sedangkan arus bolak-balik (Alternating Curent) adalah arus yang mengalir dengan polaritas yang selalu berubah ubah. Dimana masing-masing terminal polaritasnya selalu bergantian, contoh PLN/ listrik rumah tangga.
Tenaga Listrik
Tenaga listrik adalah jumlah dari usaha listrik yang dihasilkan atau dihilangkan sesuai dengan usaha yang digunakan dalam periode waktu satu detik. Yang kita disebut dengan satuan Watt disingkat dengan W. Sedangkan 1 Watt adalah tenaga yang membutuhkan arus sebesar 1 ampere pada tegangan 1 volt dalam waktu 1 detik. Yang dirumuskan dengan:
Dimana:
P = Tenaga listrik (watt)
V = Tegangan listrik (volt)
I = Arus listrik (Ampere)
Jika kita lihat lagi rumus Arus dan tegangan, maka dapat diuraikan sebagai berikut:
atau
Watt adalah satuan tenaga listrik dan jika dikonversikan ke tenaga mekanik, maka menggunakan satuan HP (Horse Power) atau satuan PS (Power Slag) dimana:
- 1 HP = 746 (W) dan
- 1 PS = 735 W
Jika kita lihat dari jumlah tenaga listrik yang digunakan (Energi Listrik) yaitu jumlah usaha listrik yang dihasilkan atau ditetapkan dalam periode waktu tertentu. Yaitu Jumlah energi listrik = tenaga listrik x waktu dinama tenaga listrik memilki satuan watt dan waktu memilki satuan detik (sekon), jadi satuan energi listrik adalah watt-detik disingkai dengan WS atau Joule (J). jika jumlah pengukuran besar, maka diguanakan watt-hour (Wh).
Simbol-simbol Kelistrikan
Untuk mempermudah dalam pembacaan dan pembuatan wirring diagram, maka wirring diagram pada sebuah unit dibuat menggunakan sismbol-simbol kelistrikan. berikut simbol-simbol kelistrikan yang sering digunakan:
| No | Nama Komponen | Simbol |
|---|---|---|
| 1 | Battery | 
|
| 2 | Grounding/Massa |  |
| 3 | Resistor |  |
| 4 | Resistor light dependent (LDR) |  |
| 5 | Resistor temperatur dependent (NTC) |  |
| 6 | Resistor temperatue dependent (PTC) |  |
| 7 | Terminal |  |
| 8 | Ampere meter |  |
| 9 | Volt meter |  |
| 10 | Ohmmeter |  |
| 11 | Switch |  |
| 12 | Coil |  |
| 13 | Potentiometer |  |
| 14 | Generator |  |
| 15 | Motor |  |
| 16 | Kapasitor |  |
| 17 | Persilangan wire yang tidak berhubungan |  |
| 18 | Persilangan wire yang berhubungan |  |
| 19 | Fuse |  |
| 20 | Lampu |  |
| 21 | Contact |  |
| 22 | Power source |  |
| 23 | thermistor |  |
| 24 | Alternator |  |
| 25 | Diode |  |
| 26 | Glow plug |  |
| 27 | Thyiristor |  |
| 28 | Transistor |  |
| 29 | Starting Switch |  |
| 30 | Hubungan starting switch |  |
| 31 | 1 | daftar isi kolom |
Rangkuman
- Konduktor adalah atom yang mempunyai jumlah electron lebih kecil dari 4 pada lintasan kulit terluarnya dan mempunyai sifat dapat menghantarkan arus.
- Isolator adalah atom yang mempunyyai jumlah electron lebih besar dari
- Pada lintasan kulit terluarnya dan mempunyai sifat isolasi atau tidak menghantarkan arus.
- Semikonduktor adalah atom yang mempunyai jumlah electron 4 pada lintasan kulit terluarnya dan mempunyai sifat kurang bagus sebagai penghantar arus listrik
- Arus adalaah jumlah muatan lisrik yang mengalir melalui suatu titik tertentu selama satu detik
- Tegangan adalah gaya yang mengakibatkan terjadinya arus listrik
- Hambatan adalah perlambatan kecepatan jalanya suatu electron yang melalui sebuah konduktor karena perlawanan molekul-molekul yang melambung pada sebuah konduktor
- Tenaga listrik adalah jumlah dari usaha listrik yang dihasilkan atau dihilangkan sesuai dengan usaha yang digunakan dalam periode waktu satu detik