ELEKTRONIKA 1 Bab 4 ELEKTRONIKA DALAM PRAKTEK Oleh

ELEKTRONIKA 1 Bab 4 ELEKTRONIKA DALAM PRAKTEK Oleh : M. Andang N 1

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Pendahuluan Sebelum mempelajari sifat piranti-piranti elektronik serta mengkaji berbagai teori untuk keperluan analisis dan perancangan rangkaian elektronika analog, perlu dipelajari terlebih dahulu elektronika dalam praktek. Tujuan mempelajari aspek praktis dari elektronika agar kita dapat lebih mengenal piranti-piranti elektronika melalui kegiatan pengukuran. 2

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghambat arus dalam suatu rangkaian listrik. Sifat Resistor: • Jika pada ujung-ujungnya dipasang tegangan, akan mengalirkan arus: • • Dapat mengalirkan arus searah maupun bolak-balik. Dapat mengalirkan arus bolak-balik berfrekuensi tinggi maupun rendah. 3

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Sifat Resistor: ¡ Nilai hambatan pengganti dari susunan seri adalah: R p=R 1+R 2+R 3+. . . dst ¡ Nilai hambatan pengganti dari susunan paralel adalah: ¡ Jika dua buah resistor R 1 dan R 2 disusun secara seri, maka nilai resistansi penggantinya adalah R 1+R 2 dan jika disusun secara paralel nilai resistansi penggantinya adalah R 1. R 2/(R 1+R 2). 4

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor ¡ Sebagai latihan, coba hitung nilai pengganti dari susunan resistor berikut ini dengan R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = R 5 = 20 ohm. 5

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Simulasi Sifat Resistor: Arus DC Arus AC Terlihat bahwa untuk arus DC maupun AC resistor dapat mengalirkan arus sebesar V/R=10 m. A. Untuk arus AC frekuensi rendah yakni 1 KHz maupun frekuensi tinggi 1 MHz, resistor juga dapat mengalirkan arus. 6

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Kegunaan Resistor: • Mengatur atau membatasi besarnya kuat arus yang lewat pada suatu rangkaian. • Membagi tegangan pada suatu rangkaian sehingga diperoleh suatu tegangan yang besarnya sesuai dengan kebutuhan. Gambar kiri: keadaan sebelum disisipi resistor, arus yang mengalir 2 m. A, dan gambar kanan: keadaan setelah disisipi resistor arus berkurang menjadi 1 m. A, dalam hal ini resistor sebagai pembatas arus. Sebelum disisipi resistor, hanya terdapat titik potensial A (20 V), setelah disisipi resistor terdapat titik B (10 V), dalam hal ini resistor sebagai pembagi tegangan. 7

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Jenis Resistor: Berdasarkan bahan pembuatnya: resistor karbon, resistor jenis film, dan resistor jenis lilit kawat (wirewound resistor) Resistor karbon: Resistor karbon terbuat dari campuran karbon dan bahan isolator. Nilai hambatannya tergantung pada perbandingan campuran antara kedua bahan itu. Pada saat ini resistor karbon jarang digunakan karena memiliki sifat-sifat yang kurang baik. 8

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor film: Resistor jenis film terdiri atas 2 jenis: resistor film karbon dan resistor film logam. • Resistor film karbon paling banyak digunakan. Terbuat dari karbon yang dilapiskan pada batang isolator, dan nilai hambatannya ditentukan oleh tebal serta panjang lapisan karbon pada batang keramik. Untuk nilai hambatan yang tinggi, lapisan karbon dibuat berbentuk spiral. • Resistor film logam terbuat dari logam tertentu seperti nikel yang dilapiskan pada sebatang keramik. Resistor ini banyak digunakan pada alat-alat elektronika yang memerlukan ketelitian tinggi seperti pada rangkaian alat-alat ukur. 9

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor wirewound: Resistor ini terbuat dari kawat nikelin atau manganin yang dililitkan pada bahan keramik atau porselin. Kemampuan menerima daya dari resistor ini lebih tinggi dari resistor film karbon maupun resistor film logam dan dapat mencapai beberapa ratus watt. 10

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Jenis Resistor: Berdasarkan nilai hambatannya: resistor tetap, resistor variabel Resistor Tetap: Merupakan resistor yang bernilai tetap. Simbol Resistor : 11

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Spesifikasi resistor: Setiap resistor selalu memiliki spesifikasi yang ditunjukkan oleh nilai resistansinya dan nilai daya nominalnya (power rating). Spesifikasi resistor umumnya ditulis dalam bentuk: Nilai resistansi / Daya nominal Contoh: 10 Ω/10 W Spesifikasi di atas memiliki arti nilai resistansi dari resistor adalah 10 Ω dan kemampuan resistor dalam menerima daya sebesar 10 W. 12

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Spesifikasi resistor: Pengetahuan tentang daya nominal dari suatu resistor sangat penting karena setiap resistor yang akan dipasang di dalam suatu rangkaian elektronika harus memiliki daya nominal yang sesuai. Perhatikan rangkaian berikut ini! Tentukan spesifikasi resistor untuk rangkaian 1 dan 2. 13

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Spesifikasi resistor: Untuk rangkaian 1, arus yang mengalir adalah: Daya pada R 1 adalah: Daya pada R 2 adalah: Jadi spesifikasi R 1 dan R 2 untuk rangkaian 1 adalah: R 1 = R 2 = 10 Ω/5 W (nilai 5 W diambil karena mendekati 3, 6 W). Coba tentukan spesifikasi untuk resistor-resistor pada rangkaian 2! 14

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Cara membaca nilai resistor: Nilai resistansi resistor tetap dibaca dengan menggunakan kode warna. Pita/cincin A: angka I, pita/cincin B: angka II, pita/cincin C: pengali, dan pita/cincin D: toleransi (emas: 5%, perak: 10%). Nilai dari warna yang terdapat pada pita A, B, C, dan D tersebut disajikan pada tabel kode warna berikut ini. 15

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Cara membaca nilai resistor: Tabel warna resistor tetap. 16

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Cara membaca nilai resistor: Kode warna Resistor Untuk 5 -pita dan 4 -pita 17

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Cara membaca nilai resistor: Contoh: Berapa nilai hambatan dari resistor berikut ini! Kode tersebut dibaca dengan cara: Pita A : cokelat, berarti angka I = 1 Pita B : hitam, berarti angka II = 0 Pita C : merah, berarti pengali = x 100 Pita D : emas, berarti toleransi = 5% Jadi, nilai resistansi resistor tersebut adalah: R=(10 x 100)W 5% R=1000 W (5% x 1000) W R=1000 W (50) W 18

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Pengukuran resistor dengan multimeter: Tempatkan posisi saklar pemilih ke arah 0 yang bertanda, pilih jangkauan 10 K. Hubungkan kedua pencolok, atur agar jarum menunjuk pada angka 0 sebelah kanan. Hubungkan kedua pencolok dengan ujung-ujung resistor. Baca penunjukan jarum ohmmeter pada skala, 0 dan kalikan nilainya dengan jangkauan yang dipilih. Jika jarum menunjuk terlalu ke kanan, arahkan saklar pemilih ke jangkauan yang lebih rendah. Ingat, setiap memindah pemilih ke jangkauan baru lakukan langkah menolkan seperti gambar kiri atas. 19

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Jenis Resistor: Resistor Variabel: Merupakan resistor yang memiliki nilai tidak tetap. Resistor ini dapat berupa wirewound atau karbon. Simbol Resistor Variabel: Resistor variabel jenis wirewound Resistor variabel jenis karbon 20

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Variabel: Berdasarkan pengontrolnya: jenis kontrol geser dan kontrol putar. Resistor variabel jenis kontrol geser Resistor variabel jenis kontrol putar 21

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Variabel: Pada resistor dekade ini, terdapat 5 buah pemutar yakni: • • • Resistor Dekade Pemutar satuan: R=1 ohm s. d. 9 ohm Pemutar puluhan: R=10 s. d. 90 ohm Pemutar ratusan: R=100 s. d. 900 ohm Pemutar ribuan: R=1000 s. d. 9000 ohm Pemutar puluhan ribu: R=10000 s. d. 90000 ohm Kelima pemutar tersebut dihubungkan secara seri. Dengan 5 pemutar tersebut resistor mampu menyediakan nilai resistansi 1 s. d. 99999 ohm. Contoh: jika kelima tombol menunjuk angka 2, maka nilai resistansinya adalah 22222 ohm. 22

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Variabel: Rheostat: resistor variabel yang berfungsi untuk membatasi arus, dipasang seri dengan sumber tegangan dan beban. 23

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Potensiometer adalah resistor variabel yang berfungsi untuk membagi tegangan, ujung-ujungnya dipasang paralel dengan sumber tegangan. 24

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Potensiometer Gambar sebelah kiri atas adalah potensiometer yang dilengkapi dengan saklar ON-OFF, sedangkan gambar kiri bawah adalah potensiometer kecil (trimmer potensiometer = trimpot). Nilai resistansi variabel diperoleh di antara kaki tengah dengan salah satu kaki pada ujung kiri/kanan, sedangkan di antara ujung-ujung kaki kanan dan kiri nilai resistansinya konstan. 25

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Potensiometer Bentuk - bentuk potensiometer: 26

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Potensiometer Pengukuran potensiometer dengan multimeter: 27

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek LDR (Light Dependent Resistor) LDR adalah resistor variabel yang nilai hambatannya tergantung pada intensitas cahaya. Simbol LDR : 28

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Resistor Tergantung Suhu Terdapat dua jenis resistor ini yakni NTC (negative temperature coefficient) dan PTC (positive temperature coefficient). Simbol : 29

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor atau kondensator adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan energi listrik atau muatan listrik secara sementara. 30

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor Sifat Kapasitor: • • Dapat menyimpan dan mengosongkan muatan listrik. Tidak dapat mengalirkan arus searah. Mengapa? Dapat mengalirkan arus bolak-balik pada frekuensi tinggi. Mengapa? Untuk arus bolak-balik berfrekuensi rendah, kapasitor dapat menghambat arus. Mengapa? 31

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor Sifat Kapasitor: • • • Nilai kapasitansi pengganti susunan paralel: Cp = C 1 + C 2 + C 3 +. . . dst Nilai kapasitansi pengganti susunan seri: Jika dua buah kapasitor C 1 dan C 2 disusun secara paralel, maka nilai kapasitansi penggantinya adalah C 1 + C 2 dan jika disusun secara seri nilai kapasitansi penggantinya adalah C 1. C 2/(C 1 + C 2). 32

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor ¡ Sebagai latihan, coba hitung nilai pengganti dari susunan kapasitor berikut ini dengan C 1 = C 2 = C 3 = C 4 = C 5 = 20 F. 33

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor Kegunaan Kapasitor: • Tapis atau filter rangkaian penyearah. 34

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor Kegunaan Kapasitor: • Kopel atau penggandeng dari satu tingkat ke tingkat berikutnya dalam rangkaian penguat. Penggandeng Tingkat II 35

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor Kegunaan Kapasitor: • Komponen rangkaian pembangkit dan penala (tuning). Contoh rangkaian tuning 36

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor Jenis Kapasitor Tetap: • Kapasitor Polar: memiliki kutub positif dan negatif, contoh kapasitor elektrolit (ELCO) dan tantalum. Simbol: • Kapasitor Non Polar: tidak memiliki kutub contoh kapasitor mika, keramik, kertas, dan polyster (plastik). Simbol: 37

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor Contoh-contoh kapasitor: 38

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor Jenis Kapasitor Variabel: Kapasitansi: 39

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor Spesifikasi kapasitor: Spesifikasi kapasitor umumnya ditulis dalam bentuk: Nilai kapasitansi/tegangan nominal Contoh: 10 F/16 V Arti dari contoh tersebut adalah nilai kapasitansi C sebesar 10 F dan tegangan maksimum yang boleh dipasang pada ujung-ujung C sebesar 16 V 40

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Kapasitor Spesifikasi kapasitor: ¡ Tentukan spesifikasi kapasitor yang diperlukan pada gambar berikut ini! ¡ Spesifikasinya adalah C = 100 F/25 V, dari mana asalnya? 41

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Induktor adalah komponen listrik pasif yang dapat menyimpan energi dalam bentuk medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melewatinya. 42

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Induktor Sifat Induktor: • Dapat mengalirkan arus searah (DC) dengan hambatan yang sangat kecil atau dapat dianggap bersifat sebagai konduktor. Perhatikan hasil simulasi berikut ini! 43

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Induktor Sifat Induktor: • Dapat meneruskan arus AC frekuensi rendah dengan hambatan yang sangat kecil dan pada frekuensi tinggi induktor bersifat menghambat arus. Mengapa? Perhatikan hasil simulasi berikut ini! 44

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Induktor Sifat Induktor: ¡ Nilai induktansi pengganti dari susunan seri adalah: Lp=L 1+L 2+L 3+. . . dst ¡ Nilai induktansi pengganti dari susunan paralel: ¡ Jika dua buah induktor L 1 dan L 2 disusun secara seri, maka nilai induktansi penggantinya adalah L 1 + L 2 dan jika disusun secara paralel nilai induktansi penggantinya adalah L 1. L 2/(L 1 + L 2). 45

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Induktor ¡ Sebagai latihan, coba hitung nilai pengganti dari susunan induktor berikut ini dengan L 1 = L 2 = L 3 = L 4 = L 5 = 10 m. H. 46

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Induktor Kegunaan Induktor: • Penapis atau filter pada rangkaian penyearah. 47

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Induktor Kegunaan Induktor: • Penggandeng antar tingkat pada rangkaian amplifier. Tingkat II Amplifier dengan gandengan trafo 48

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Induktor Kegunaan Induktor: • Komponen rangkaian pembangkit dan tuning. 49

Bab 4: Elektronika Dalam Praktek Induktor Kegunaan Induktor: • Sebagai trafo penaik dan penurun tegangan. Step-up Transformer Step-down Transformer 50