Materi Dasar Kelistrikan Atau Elektrik

Dasar Listrik

Seperti yang kita ketahui, pada era sekarang begitu penting sekali listrik untuk kehidupan sehari-hari, mulai dari handphone, televisi, mesin cuci,dan hingga di kendaraan dan alat berat sekalipun. Alangkah baiknya jika kita mengetahui dasar-dasar dari sitem elektrikal. Disini saya akan sedikit berbagi ilmu kepada saudara-saudara sekalian tentang dasar dari kelistrikan.

Kelistrikan :

Kelistrikan adalah aliran electron dari atom ke atom didalam conductor.

#1. Atom

Semua benda terbuat dari atom-atom. Atom mempunyai inti yakni proton dan neutron. Electron-electron berada pada lingkaran orbit dari inti. Umumnya jumalah proton yang bermuatan positive dan electron yang bermuatan negatve adalah sama. Sedangkan inti bermuatan netral.
Electron yang bermuatan negative berada dalam orbit tertarik oleh gaya tarik proton yang bermuatan positive.
Gaya tarik untuk electron yang terbesar adalah pada lingkaran orbit didalm dan yang terendah terdapat pada lingkara terluar, membuat electron pada lingkaran terluar mudah terlepas dari orbitnya.

Konstruksi dari atom


#2. Conductor, Insulator dan Semi-conductor

Dari beberapa benda terdapat unsur electron yang dapat dengan mudah terlepas dari orbitnya dan ada beberapa benda yang mempunyai electron yang sulit terlepas. Benda-benda tersebut dapat diklarifikasikan sebagai conductor, insulator atau semi-conductor, tergantung pada seberapa mudah electron dapat terlepas dari orbitnya.

Conductor

Conductor memiliki electron pada lingkaran orbit terluarnya kurang dari 4 sehingga mudah terlepas dari orbitnya.
Atom cooper/tembaga mempunyai 29 electron dalam orbit yang mengelilingi 29 inti proton. Tetapi hanya 1 electron pada lingkaran luar orbitnya.
Cooper/tembaga merupakan cintih conductor, ini menjadi rahasia suatu penghantar listrik yang baik sehingga elemen tembaga sangat luas digunakan dalam sistem kelistrikan, karena ia penghantar listrik yang baik. Alasanya dapat dilihat dari ketersediaan dan harga yang murah,

Insulator

Insulator memiliki elctron yang tidak mudah terlepas dari orbistnya.contohnya adalah karet yang baik untuk media isolasi.

Semi-conductor

Semi-conductor memiliki sifat keduanya yakni conductor juga insulator, elemen semi0conductor memiliki 4 electron pada lingkaran luar orbitnya.
Silicone merupakan contoh dari semi-conductor yang apabila dikombinasikan dengan unsur lain dapat menjadi conductor maupun insulator.

#2. Aliran Electron / Flow Electron

Electron dapat terlepas oleh pengaruh muatan listrik positive atau negative charge.
Muatan yang sama akan saling menolak dan muatan yang berbeda akan saling menarik, jadi muatan listrik positive akan menarik electron yang bermuatan negative, sementara electron yang bermuatan negative akan menolak electron yang bermuatan negative.
Dengan menghubungkan sumber listrik negative pada ujung conductor yang satu dan positive pada ujung yang lain, maka akan membuat electron terlepas dan mengalir dari negative ke positive sumber arus.
Ini yang disebut dengan aliran arus "Electron Theory".

Aliran electron

Terdapat dua cara untuk mengemukakan arah aliran electron.

  • Conventional theory menyatakan arus mengalir dari positive ke negative 
  • Electron theory menyatakan arus mengalir dari negative ke positive.
"Electorn theory" adalah yang dianggap benar, namun yang pertama kali dikemukakan dan lebih umum digunakan adalah "Conventional theory". Banyak electrical schematik akan memperlihatkan bahwa arus mengalir dari positive menuju negative.

#3. Arus, Tegangan, dan Resistance

Current atau arus adalah mengalirnya electron melewati conductor, diukur dalam satuan ampere, dengan jumlah electron yang melewati conductor atau circuit dalam satu detik.
1 Ampere = 6.28 Miliar electron per detik

Voltage atau tegangan adalah gaya yang mengakibatkan electron mengalir dalam conductor, diukur dalam satuan Volt. Tegangan terjadi diakibatkan adanaya perbedaan anatara muatan negative dan positive pada ujung conductor atau circuit, makin besar perbedaan muatan antara positive dan negative berdampak makin besarnya voltage/tegangan.

Resistance atau tahanan adalah hambatan terhadap aliran electron didalam conductor. Tahanan terjadi karena hambatan pada electron yang ssat terlepas dari orbit dan bertabrakan sesamanya kala bergerak melewati conductor, diukur dalam satuan ohm.
Satu ohm adalah jumlah hambatan yang membolehkan satu ampere arus mengalir dalam conductor saat diberikan gaya sebesar satu volt.
Semua conductor mempunyai tahanan. Besarnya arus tergantung dari ukuran conductor yang digunakan. Makin kecil atau tipis suatu kabel, maka akan semakin besar hambatan/resistance nya, jika terlau besar arus yang mengalir akan mengakibatkan panas.

Ada 4 jenis Resistor/Tahanan:

  1. Resistor biasa/tetap (Fix Resistor)
  2. Resistor berubah (Variable Resistor)
  3. Resistor NTC/PTC
  4. Resistor LDR
1. Resistor Biasa / Tetap ( Fix Resistor)

Resistor biasa (tetap nilainya), ialah sebuah resistor penghambat gerak arus yang nilainya tidak dapat berubah, jadi selalu tetap (konstan). Resistor ini biasanya dibuat dari mikelin atau karbon

2. Resistor Variable


Resistor variable adalah yang nilai hambatannya dapat berubah ubah. Perubahan nilai dari variable resistor biasanya digunakan untuk mengatur suatu circuit yang memang tidak tetap di rangkainya.
contoh simbol variable resistor

3. Thermistor NTC/PTC

Thermistor adalah resistor yang nilai perubahannya dipengaruhi oleh suhu.
Ada 2 tipe thermistor yang pertama adalah NTC (Negative Temperature Coeficient). Seperti namanya nilai resistance / tahana thermistor NTC akan turun jika suhu temperature di sekitar thermistor NTC naik/tinggi (berbanding terbalik negative). Sedangkan PTC semakin tinggi suhu di sekitar thermistor PTC maka semakin tinggi pula nilar resistannya. Thermistor NTC/PTC biasa di gunakan dalam AC ruangan, di mobil, alarm kebakaran dll.











4. Resistor LDR

Resistor LDR (Light Dependent Resistor). Resistor jenis ini naik dan turunnya nilai resistance dipengaruhi oleh cahaya. 









Resistance terdapat juga dalam sirkuit elektrik dimana:
  • Semakin panjang kawwat penghantar yang digunakan akan semakin besar juga harga perlawananya.
  • Semakin kecil kawat penghantar yang digunakan akan semakin besar harga perlawananya.
  • Semakin panas kawat penghantar semakin besar juga harga perlawanannya

Hukum Ohm:

Voltage, Resistance dan Current dalam sirkuit akan saling berkaitan. Hubungan ketiganya seperti dinyatakan dalam Hukum Ohm:
Current dalam circuit adalah berbanding lurus dengan voltage dan berbanding terbalik dengan resistance
Dinyatakan dalam I = E/R, dimana I adalah Current/arus, E adalah voltage/tegangan dan R adalah resistance/hambatan. Jika kedua faktor diketahui dalam circuit, maka factor ketiganya dapat di hitung:

  • Current = Voltage : Resistance
  • Voltage = Current x Resistance 
  • Resistance = Voltage : Current
Berikut adalah segitiga untuk mempermudah ingatan kita tentang rumus:

Sekian artikel mengenai dasar kelistrikan, semoga bermanfaat wassalam,

Comments