Besaran-besaran Listrik

A. Pendahuluan
Bab ini membahas mengenai besaran-besaran listrik yang sering digunakan dalam otomotif yang mencakup tegangan, arus, resistansi, kapasitansi, daya listrik dan kerja listrik, hukum Ohm, dan latihan-latihan terkait dengan besaran-besaran listrik. Kompetensi dan indicator keberhasilan dalam mempelajari buku ini dijelaskan pada table di bawah ini.

B. Tegangan
Tegangan merupakan tekanan listrik yaitu suatu gaya potensial atau perbedaan muatan listrik pada dua tempat yang berbeda. Tegangan (dalam hukum Ohm ditulis dengan simbol E) diukur dengan satuan volt (V). Adanya perbedaan potensial atau tegangan dapat menyebabkan arus listrik mengalir melalui suatu penghantar yang menghubungkan antara satu titik yang berpotensial tinggi (+) ke titik lain yang berpotensial rendah (-). Berikut adalah tabel yang menjelaskan tentang tegangan dan satuannya.


Tabel 1. Tegangan dan Satuannya

C. Arus
Tegangan atau beda potensial akan menyebabkan arus listrik mengalir. Arus merupakan laju aliran muatan positif menuju daerah yang bermuatan negatif melalui suatu penghantar. Arus (dalam hukum Ohm ditulis dengan simbol I) dinyatakan dalam satuan Amper yang merupakan jumlah elektron yang mengalir melalui suatu penampang penghantar dalam satu detik (Bonnick, 2008:200) dan diukur dengan alat yang disebut amper meter. Berikut adalah tabel yang menjelaskan tentang arus dan satuannya.

Tabel 2. Arus dan Satuannya

D. Resistansi
Resistansi (dalam hukum Ohm ditulis dengan simbol R) merupakan tahanan dari suatu rangkaian, komponen listrik, atau bahan konduktor untuk menghambat aliran arus listrik. Setiap logam yang digunakan sebagai penghantar mempunyai karakteristik hambatan yang berbeda. Besar tahanan suatu konduktor tergantung pada tahanan jenis bahan, panjang bahan, luas penampang bahan, dan temperatur. Luas penampang dan panjang konduktor yang sama, nilai tahanannya bisa berbeda jika bahan dan tahanan jenisnya berbeda. Berikut adalah tabel yang menjelaskan tentang tahanan dan satuannya.


Tabel 3. Resistansi dan Satuannya
Luas penampang konduktor yang kecil mempunyai tahanan yang lebih besar dibanding konduktor dengan penampang yang lebih besar. Konduktor yang lebih panjang mempunyai tahanan yang lebih besar dibanding dengan konduktor yang pendek meskipun luas penampangnya sama. Konduktor dengan temperatur yang tinggi mempunyai nilai tahanan yang lebih besar dibanding dengan konduktor dengan temperatur yang rendah.
E. Kapasitansi
Kapasitansi atau kapasitas adalah kemampuan untuk menyimpan elektron-elektron atau energi listrik. Komponen yang dapat menyimpan elektron atau energi listrik disebut dengan kapasitor atau kondensator/kondensor. Sebuah kapasitor dikatakan memiliki kapasitansi 1 F jika arus sebesar 1 A mengalir di dalamnya ketika tegangan yang berubahubah dengan kecepatan 1 V per detik diberikan pada kapasitor tersebut (Tooley, 2003:31). Besar kecilnya kapasitas kondensator tergantung dari besar kecilnya luas plat pada kondensator, jenis bahan dielektrikum, dan jarak antara kedua plat kondensator tersebut. Berikut adalah tabel yang menjelaskan tentang kapasitansi dan satuannya.


Tabel 4. Kapasitansi dan Satuannya
F. Daya Listrik dan Kerja Listrik
Sebelum membahas tentang daya terlebih dahulu disinggung tentang energi. Energi merupakan kemampuan untuk melakukan kerja (dalam satuan Joule). Daya merupakan laju penggunaan energi atau kemampuan untuk melakukan kerja per satuan waktu dan diukur dalam satuan watt (W). Daya pada suatu rangkaian listrik sama dengan hasil perkalian antara tegangan dan arus atau P = E x I, dimana P adalah daya dalam satuan watt, E adalah tegangan dalam satuan volt, dan I adalah arus dalam satuan amper. Kerja merupakan ukuran energi yang digunakan dalam suatu periode waktu dan ditulis dengan satuan watt-detik atau watt-jam. Kerja listrik didapat dari hasil
perkalian daya (satuan watt) dengan waktu (satuan detik atau jam) atau W = P x t. Berikut adalah tabel yang menjelaskan tentang daya dan satuannya.


Tabel 5. Daya dan Satuannya

G. Hukum Ohm
Dalam suatu rangkaian, satu-satunya yang melawan aliran arus adalah resistansi atau tahanan. Hubungan antara tegangan yang diberikan pada suatu rangkaian (E), besarnya arus listrik yang mengalir pada rangkaian (I), dan tahanan (R) disebut Hukum Ohm. Karena arus terjadi akibat adanya tegangan yang diberikan pada rangkaian, maka arus berbanding lurus dengan tegangan. Apabila tegangan yang diberikan pada suatu rangkaian konstan, besarnya arus akan menurun jika besarnya tahanan dinaikan. Oleh karena itu besarnya arus berbanding terbalik dengan besarnya tahanan. Hubungan antara ketiga besaran tegangan, arus, dan tahanan dalam suatu rangkaian listrik secara matematis dinyatakan dengan persamaan berikut.

E = I x R   ………(2.1)
I  = E / R  ………(2.2)
R = E / I   ………(2.3)

di mana E = tegangan (volt), I = arus (amper), dan R = tahanan (ohm). Daya pada suatu rangkaian listrik sama dengan hasil perkalian antara tegangan dan arus atau
P = E x I          ............(2.4)
dimana P adalah daya dalam satuan watt, E adalah tegangan dalam satuan volt, dan I adalah arus dalam satuan amper.

H. Ringkasan
Tegangan merupakan tekanan listrik yaitu suatu gaya potensial atau perbedaan muatan listrik pada dua tempat yang berbeda. Arus merupakan laju aliran muatan positif menuju daerah yang bermuatan negatif melalui suatu penghantar. Resistansi merupakan tahanan dari suatu rangkaian, komponen listrik, atau bahan konduktor untuk menghambat aliran arus listrik. Kapasitansi atau kapasitas adalah kemampuan untuk menyimpan elektronelektron atau energi listrik. Hubungan antara tegangan yang diberikan pada suatu rangkaian (E), besarnya arus listrik yang mengalir pada rangkaian (I), dan tahanan (R) disebut Hukum Ohm. Hubungan antara ketiga besaran tegangan, arus, dan tahanan dalam suatu rangkaian listrik secara matematis dinyatakan dengan persamaan berikut.

E = I x R


Energi merupakan kemampuan untuk melakukan kerja (dalam satuan Joule). Daya merupakan laju penggunaan energi atau kemampuan untuk melakukan kerja per satuan waktu dan diukur dalam satuan watt (W). Daya pada suatu rangkaian listrik sama dengan hasil perkalian antara tegangan dan arus atau P = E x I, dimana P adalah daya dalam satuan watt, E adalah tegangan dalam satuan volt, dan I adalah arus dalam satuan amper.
Previous
Next Post »
Thanks for your comment