PRINSIP
DASAR KELISTRIKAN
1. Teori Elektron
Teori Elektron dikemukakan oleh Democretos,
yang mengatakan :
Jika
suatu benda/Zat (padat, cair, gas) dibagi-bagi menjadi bagian yang terkecil dan
bagian tersebut masih memiliki sifat asalnya disebut molekul.
Kemudian jika molekul tersebut terus dibagi-bagi menjadi bagian yang sangat
kecil sekali, dan bagian tersebut tidak memiliki sifat asalnya, disebut atom. Atom
berasal dari kata Yunani yang berarti tidak dapat dibagi-bagi lagi.
A = tidak sedangkan tomos =
dibagi-bagi.
Jadi Atom adalah
bagian yang terkecil dari suatu molekul yang tidak dapat dibagi-bagi lagi
menurut reaksi kimia biasa. Sedangkan molekul adalah bagian
yang terkecil dari suatu benda yang masih memiliki sifat asalnya.
2. Teori Atom
Atom terdiri dari sebuah inti
atom (nukleus) yang disusun oleh proton
dan netron, dan
Proton adalah
partikel penyusun atom yang bermuatan positip
Elektron adalah
partikel penyusun atom yang bermuatan negatip
Netron adalah
partikel penyusun atom yang tidak bermuatan (netral)
Sebuah atom dikatakan netral
apabila jumlah proton dalam inti sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi
inti atom tersebut. Atom netral jika diambil/dikurangi
satu atau lebih elektronnya, maka atom tersebut tidak berkesetimbang (netral)
lagi, karena kekurangan elektron. Atom yang kekurangan elektron akan bermuatan
positip, disebut Ion Positip. Atom netral jika
ditambahkan satu atau lebih elektronnya, maka atom tersebut tidak
berkesetimbang (netral) lagi, karena kelebihan elektron. Atom yang kelebihan
elektron akan bermuatan negatip, disebut Ion Negatip
Sifat-sifat
atom antara lain :
a. Nomor atom suatu unsur
menyatakan jumlah proton atau jumlah elektron dalam sebuah atom
netral. (jumlah
proton = jumlah elektron).
b. Suatu Unsur dinyatakan dengan :
A
X
dimana : X = nama unsur
Z A = nomor
massa
Z = nomor atom
c. Nomor massa suatu atom menyatakan
jumlah proton dan netron dalam inti.
Contoh:
1
1. Atom Hidrogen :
H
1
Berarti, dalam atom H terdapat 1 elektron dan 1 proton.
4
2. Atom Helium
:
He
2
Berarti, dalam atom He terdapat 2 elektron, 2 proton (Z), dan
2
Neutron
( A – Z ).
d. Ion positip ialah
atom yang kehilangan/kekurangan satu atau lebih elektronnya.
e. Ion Negatip ialah
atom yang kelebihan satu atau lebih elektronnya.
Hukum Muatan Listrik
Jika ada dua benda bermuatan sejenis
saling berdekatan (positip dengan positip atau negatip dengan negatip), maka
akan terjadi tolak menolak. Jika ada dua benda bermuatan tak sejenis saling
didekatkan akan terjadi tolak menolak.
Kedua Hukum diatas dapat
disimpulkan bahwa :
Muatan sejenis akan tolakmenarik
Muatan tak sejenis akan tarik
menarik
Perpindahan Muatan Listrik
Berdasarkan kemampuan suatu bahan
untuk memindahkan muatan listrik, dapat dibagi
kelompok dalam :
Konduktor atau penghantar Yaitu benda atau bahan yang
dapat memindahkan muatan listrik
Sifat konduktor antara lain:
a. mempunyai banyak elektron bebas.
Elektron bebas yaitu
elektron-elektron yang berada pada lintasan terluar dari Struktur atom.
b. elektron-elektron pada atom mudah
berpindah dari lintasan yang dalam ke lintasan terluar.
c.
Biasanya mudah mengantar panas/kalor seperti : besi, emas, perak, tembaga
aluminium,
kuningan dan
lain-lain. Benda cair: larutan elektrolit ( H2SO4 ), air ( H2O ) Tubuh
manusia,
tanah dan sebagainya.
Isolator atau Penyekat Adalah benda atau bahan yang tidak dapat
memindahkan muatan listrik.
Sifat dari isolator antara lain :
a. Ikatan elektron pada intinya
sangat kuat. (tidak ada elektron bebas).
b. Sulit menghantar
panas/kalor.
Semikonduktor atau Setengah Penghantar Adalah
benda atau zat yang kurang baik untuk
konduktor dan tidak sempurna sebagai isolator.
Contoh:
a. Silikon
b. Germanium
Kedua
bahan tersebut biasa dipakai utnuk membuat komponen seperti :
1. Dioda 3) IC (Integrated Circuit
= Rangkaian yang dimampatkan/terpadu).
2. Transistor 4) Micro chip.
3. Arus
Listrik dan Satuannya.
Arus listrik
adalah muatan-muatan negatip (elektron-elektron) yang mengalir dari potensial
rendah
ke potensial
tinggi. Mengenai arus listrik ini diselidiki oleh Andre Marie Ampere,
yang
mengatakan :
(Kuat) Arus listrik
adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar setiap
sekon
(detik). Pernyataan tersebut dapat ditulis dengan rumus :
dimana
: I = Arus listrik dalam satuan Ampere ( A
)
Q = Muatan listrik dalam satuan Coulomb ( C )
t = waktu dalam satuan sekon atau
detik ( s ) atau ( dt )
1 Ampere yaitu
apabila dalam suatu penghantar mengalir muatan sebesar satu
coulomb selama satu sekon ( detik
).
Coulomb
Coulomb
Maka
berdasarkan satuannya, Ampere
= ————– atau Ampere =
————–
Sekon
Detik
Coulomb = Ampere x Sekon
Coulomb
Sedangkan
untuk
Sekon = ————–
Ampere
Ketiga
rumus ini dapat diingat dengan menggunakan segitiga seperti berikut :
1.
2. 
3. 
2. 3.
Contoh Soal :
1.
Dalam
suatu penghantar mengalir muatan sebesar 3600 coulomb, selama 4 menit.
Berapakah besar arus listriknya ?
Diketahui :
Q = 3600 C
t = 4 menit = 4 x 60 s = 240 s =
240 dt
Ditanyakan : I = ?
Q
3600 C
Jawab : I = ——
= ———— = 15
Ampere
T
240 s
Jadi arus listrik yang mengalir = 15 ampere = 15 A
3
1 Ampere = 1000 mili Ampere
= 10 m A
3
1 mili Ampere = 1000 mikro Ampere = 10
u A
1 Ampere = 1000 m A = 1000.000 mikro
Ampere
4.
Sumber Arus Listrik
Sumber arus listrik adalah penghasil arus listrik.
Sumber arus listrik ada 2 macam :
4.1. Sumber arus listrik
searah ( DC = Direct Current )
Yaitu sumber arus listrik yang tidak berubah
fasenya. Pada gambar grafik yang memperlihatkan hubungan antara tegangan ( V )
dan waktu ( t ) pada Arus Listrik searah ( DC
).
Contoh Sumber arus listrik searah
( DC ) :
a. Batere/Baterai ( elemen
kering )
b. Accumulator ( aki = accu )
(elemen basah )
c. Elemen Volta ( elemen basah )
d. Solar sel
e. Dinamo DC atau Generator DC
f. Adaptor AC ke DC : a. Adaptor
Sistem Perata Tunggal, b. Adaptor Sistem Cabang Tengah,
c. Adaptor Sistem jembatan, d.
Adaptor Sistem Dwi Kutub
4.2.
Sumbaer arus listrik bolak balik ( AC = Alternating Current )
Yaitu sumber arus listrik yang
berubah-ubah fasenya setiap saat, jangka waktu tertentu
mengalir ke satu arah,dan waktu yang
lainnya kearah yang lain.
Contoh sumber arus listrik
bolak balik ( AC ) :
a. Generator AC c.
Inverter DC ke AC
b. Jala-jala PLN yang dihasilkan oleh : PLTA, PLTU, PLTP, PLTN,
dll.
Alat Ukur :
Amperemeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik
5. Tegangan Listrik dan Satuannya.
Tegangan Listrik dinyatakan dengan notasi V ( Volt ) atau Voltage dan
juga dinyatakan dengan huruf E dari EMF yaitu singkatan Electro Motive
Force ( gaya gerak listrik ) dan satuan
tegangan Listrik adalah Volt.
.5.1. Tegangan
listrik atau Potensial listrik.
yaitu energi atau tenaga yang
menyebabkan muatan-muatan negatip (elektron-elektron)
mengalir dalam suatu penghantar.
Pernyataan tersebut dapat ditulis
dengan rumus :
W
V = ———– dimana
: V = Tegangan listrik dalam satuan Volt ( V )
Q
W = Energi /tenaga/ kerja listrik dalam satuan Joule
( J )
Q = Muatan
listrik dalam satuan Coulomb ( C )
Di dalam sumber batere arus
mengalir dari negatip ke positip,
Di penghantar arus mengalir dari
kutub positip ke kutub negatip
Satuan Tegangan Listrik atau
potensial listrik dinyatakan dalam Volt ( V ).
1 Volt
= 1000 mili Volt ( m V )
1
mV = 1000 mikro Volt ( u V )
1 Kilo Volt =
1 KV = 1000 Volt
1 Mega Volt
= 1 MV
= 1000 KV
Alat Ukur :
Voltmeter
adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya tegangan listrik.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar