Kliping/Makalah Kelistrikan Mesin dan Konversi Energi SMK Kelas X
Kelistrikan Mesin dan Konversi Energi
Disusun Oleh :
Nama : GALIH
SATRIA P.
Kelas :
X TKP 1
SMK TAMTAMA KROYA
TAHUN PELAJARAN 2016/2017
MATERI DAN ATOM
Semua benda yang mengisi dan membentuk dunia ini yang dapat dilihat
dengan pancaindra disebut materi atau zat. Secara umum materi dikelompokkan
menjadi tiga yaitu padat, cair dan gas.
Gambar 1.1 Bentuk materi dan struktur
Suatu benda bila kita pecah tanpa meninggalkan
sifat aslinya akan kita dapatkan partikel yang disebut molekul. Molekul kalau
kita pecah lagi akan kita dapatkan beberapa atom. Jadi atom adalah bagian
terkecil dari suatu partikel/ benda.
Atom terdiri dari inti (nucleus) yang dikelilingi oleh elektron yang
berputar mengelilingi inti pada orbitnya masing-masing seperti susunan tata
surya. Inti atom sendiri terdiri dari proton dan netron. Proton dan netron
ternyata memiliki muatan listrik, dimana proton memiliki muatan (+) dan
elektron memiliki muatan ( - ), sedangkan neutron tidak memiliki muatan atau
netral. Atom yang memiliki jumlah proton dan elektron yang sama, dikatakan
bermuatan netral. Sesuai dengan hukum alam, atom akan terjadi tarik menarik
antara nucleus sehingga elektron akan tetap berada dalam orbitnya masing-masing.
Elektron Bebas
Elektron-elektron yang orbitnya paling jauh dari inti, memiliki daya
tarik menarik yang lemah terhadap inti. Elektron-elektron ini bila terkena gaya
dari luar, misalnya panas, gesekan atau reaksi kimia akan cenderung lepas dari
ikatannya dan pindah ke atom lain. Elektron-elektron yang mudah berpindah ini
disebut elektron bebas (free electron), gerakan dari elektron bebas inilah yang
menghasilkan bermacam-macam fenomena kelistrikan (seperti loncatan bunga api,
cahaya, pembangkitan panas, pembangkitan magnet dan reaksi kimia).
LISTRIK
Listrik merupakan sumber energi yang paling mudah dikonversi menjadi
energi yang lain, sehingga sebagian besar komponen sistem kelistrikan otomotif merupakan konversi energi listrik menjadi energi yang dikehendaki.
Contoh komponen kelistrikan:
1)
Baterai
merubah energi listrik menjadi energi kimia
2)
Motor
starter merubah energi listrik menjadi energi gerak
3)
Lampu
merubah energi listrik menjadi cahaya dan panas
4)
Pematik
rokok merubah energi listrik menjadi panas
5)
Selenoid
merubah energi listrik menjadi magnet, dan sebagainya.
JENIS LISTRIK
Listrik dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu:
Listrik Statis
Listrik statis merupakan suatu keadaan dimana elektron bebas sudah
terpisah dari atomnya masing-masing, tidak bergerak hanya berkumpul dipermukaan
benda tersebut. Listrik statis dapat dibangkitkan dengan cara menggosokkan
sebuah gelas kaca dengan kain sutra. Setelah digosok gelas kaca akan bermuatan
positip dan kain sutra akan bermuatan negatif.
Listrik Dinamis
Listrik Dinamis
Listrik dinamis merupakan suatu keadaan terjadinya aliran elektron bebas
dimana elektron ini berasal dari dari elektron yang sudah terpisah dari inti
masing-masing. Elektron bebas tersebut bergerak bolak-balik melewati suatu
penghantar.
Listrik dinamis dikelompokkan menjadi dua yaitu
listrik arus searah (Direct Current) dan arus bolak-balik (Alternating
Current). Listrik arus searah elektron bebas bergerak dengan arah tetap,
sedangkan listrik arus bolak-balik elektron bergerak bolak-balik bervariasi
secara periodik terhadap waktu. Baterai merupakan sumber listrik arus searah,
sedangkan alternator merupakan sumber arus.
TEORI ALIRAN LISTRIK
TEORI ALIRAN LISTRIK
Terdapat
dua teori yang menjelaskan bagaimana listrik mengalir:
Teori electron (Electron theory)
Teori ini menyatakan listrik mengalir dari negatip baterai ke positip
baterai. Aliran listrik merupakan perpindahan elektron bebas dari atom satu ke
atom yang lain.
Teori konvensional (Conventional theory)
Teori ini menyatakan listrik mengalir dari positip baterai ke negatip
baterai. Teori ini banyak digunakan untuk kepentingan praktis, teori ini pula
yang kita gunakan untuk pembahasan aliran listrik pada buku ini.
Arus Listrik
Besar arus listrik yang mengalir melalui suatu
konduktor adalah sama dengan jumlah muatan (elektron bebas) yang mengalir
melalui suatu titik penampang konduktor dalam waktu satu detik. Arus listrik
dinyatakan dengan simbol I (intensitas) dan besarnya diukur dengan satuan
ampere (disingkat A). Bila dikaitkan dengan elektron bebas, 1 Ampere =
Perpindahan elektron sebanyak 6,25 x 1018 suatu titik konduktor dalam waktu
satu detik.
Contoh Konversi :
1).
1.000. 000 μA = 1.000 mA = 1. A = 0,001 kA
2). 0,5
MA = 500 kA = 500. 000 A = 500.000.000 mA
3). 5 A =
5.000 mA = 5.000.000 μA
Mengukur besarnya arus yang mengalir pada suatu
rangkaian menggunakan amper meter, pemasangan amper meter dilakukan secara seri
dengan beban.
Tegangan Listrik
Tabung A dan B berisi air, dimana permukaan air
tabung A lebih tinggi dari permukaan air tabung B, dihubungkan melalui sebuah
pipa maka air akan mengalir dari tabung A ke tabung B (gambar a). Besarnya
aliran air ditentukan oleh perbedaan tinggi permukaan air kedua tabung, ini
disebut dengan tekanan air.
Hal yang sama juga akan terjadi bila kutub listrik A yang mempunyai
muatan positip dihubungkan dengan kutub B yang bermuatan negatif oleh kabel C
(gambar b), maka arus listrik akan mengalir dari kutub A ke kutub B melalui
kabel C. Hal ini terjadi karena adanya kelebihan muatan positip pada kutub A
dan kelebihan muatan negatif pada B yang menyebabkan terjadinya beda potensial
(tegangan listrik). Perbedaan ini menyebabkan tekanan tegangan menyebabkan arus
listrik mengalir. Beda tegangan ini biasa disebut Voltage.
Satuan tegangan listrik dinyatakan dengan Volt dengan simbol V. 1 Volt
adalah tegangan listrik yang mampu mengalirkan arus listrik 1 A pada konduktor
dengan hambatan 1 ohm. Tabel dibawah menunjukkan satuan tegangan listrik yang
sangat besar dan kecil.
Contoh Konversi :
1.700.000
μV = 1. 700 mV = 1,7 V
0,78 MV =
780 KV = 780. 000 V = 780.000.000 mV
Mengukur
besar tegangan listrik menggunakan volt meter, pengukuran dilakukan secara
parallel, cara pemasangan alat ukur seperti gambar dibawah ini.
Tahanan / Resistansi Listrik
Tahanan / Resistansi Listrik
Satuan tahanan listrik dinyatakan dengan huruf R (Resistor) dan diukur dengan satuan yang mampu menahan arus listrik yang mengalir sebesar satu amper dengan tegangan 1 V.
Tabel 3. Satuan tahanan listrik yang sangat besar dan kecil.
Mengukur tahanan suatu benda maupun rangkaian
menggunakan Ohm meter. Aper meter, Volt meter dan Ohm meter merupakan besaran
listrik yang sering diukur, untuk itu dibuat alat yang dapat mengukur ketiga
parameter tersebut yaitu AVO meter atau multi meter.
HUKUM OHM
Tahun 1827 seorang ahli fisika Jerman George Simon Ohm (1787-1854)
meneliti tentang resistor. Hukum Ohm menjelaskan bagaimana hubungan antara
besar tegangan listrik, besar tahanan dan besar arus yang mengalir. Hukum
mengatakan bahwa besar arus mengalir berbanding lurus dengan besar tegangan dan
berbanding terbalik dengan besar tahanan. Hukum ini dapat ditulis:
tegangan (V) berubah dari 24 Volt
menjadi 12 Volt, seperti gambar di bawah ini:
Solusi : Gambar a. Baterai dirangkai seri sehingga tegangan baterai 12 V + 12 V =
24 V , tahanan lampu tetap 2 Ohm, maka besar arus yang mengalir adalah I = V/R
= 24/2 = 12 Amper.
Gambar b. Tegangan 12 V, tahanan lampu 2 Ohm, maka
besar arus yang mengalir adalah I = V/R = 12/ 2 = 6 Amper
Kesimpulan :
Bila tahanan tetap sedangkan tegangan turun maka
arus yang mengalir juga turun. Sebaliknya bila tahanan tetap tegangan naik maka
arus juga naik. Bila lampu untuk 24 V dipasang pada tegangan 12 V
maka lampu redup karena arus yang melewati lampu menjadi kecil. Sebaliknya
lampu 12 V dipasang pada sumber baterai 24 V, maka lampu akan putus kerena
terbakar sebab arus yang mengalir terlalu besar.
DAYA LISTRIK
Hukum Joule menerangkan tentang daya listrik.
Terdapat hubungan antara daya listrik dengan tegangan, arus maupun tahanan.
Besar daya listrik diukur dalam watt. Satu watt merupakan besar arus mengalir
sebesar 1 Amper dengan beda potensial 1 volt. Hukum Joule dapat ditulis;
Dalam banyak kasus pada komponen sistem kelistrikan
hanya ditentukan tegangan dan daya. Besar arus arus yang mengalir jarang
ditentukan, misal bola lampu kepala tertulis 12 V 36/ 42 W. Arti dari tulisan
tersebut adalah bola lampu kepala menggunakan tegangan 12 V, pada posisi jarak
dekat daya yang diperlukan 36 watt, sedangkan saat jarak jauh daya yang
diperlukan 42 watt.
Contoh :
Tentukan besar arus yang mengalir pada sebuah lampu
kepala 12V 36/42 W, saat lampu jarak dekat maupun saat jarak jauh.
Solusi :
Dengan
menggunakan rumus I = P/ V didapatkan besar arus
c.
Rangkuman 1
Semua benda yang mengisi dan membentuk dunia ini yang dapat dilihat
dengan pancaindra disebut materi atau zat. Secara umum materi dikelompokkan
menjadi tiga yaitu padat, cair dan gas.
Atom adalah bagian terkecil dari suatu
benda/partikel. Atom terdiri dari inti (nucleus) yang dikelilingi oleh elektron
yang berputar mengelilingi inti pada orbitnya masing-masing seperti susunan
tata surya. Inti atom sendiri terdiri dari proton dan netron. Elektron-elektron
yang mudah berpindah ini disebut elektron bebas (free electron).
Listrik dapat dikelompokkan menjadi listrik statis
dan listrik dinamis, listrik dinamis sendiri terdiri dari listrik searah (DC)
dan listrik bolak-balik (AC). Teori aliran listrik ada dua yaitu teori
konvensional dan teori electron.
Arus listrik (I), tegangan (V) dan tahanan listrik
(R) merupakan besaran utama pada listrik, Arus listrik diukur dengan amper
meter, tegangan listrik dengan volt meter dan tahanan listrik dengan Ohm meter.
Hubungan antara besar arus, tegangan dan tahanan listrik digambarkan dalam
hukum Ohm , dimana I = V/R. Daya listrik merupakan tehgangan kali arus listrik
P = V x I.d.
Tugas 1
Cari buku pedoman perawatan dan perbaikan salah satu mesin alat berat, buka
bagian wiring diagramnya, tentukan metode mengukur besar arus yang dibutuhkan
untuk tiap sistem yang bekerja, tentukan titik-titik mengukur besar tegangan
pada rangkaian.
e. Test Formatif 1
1. Apa yang
dimaksud electron bebas berikan ilustrasi?
2. Jelaskan
apa perbedaan teori aliran listrik konvensional dengan electron!
3. Jelaskan
cara mengukur arus listrik, lengkap dengan nama alat ukurnya, satuan ukurannya,
serta jelaskan juga apa yang dimaksud dengan 1 amper?
4. Jelaskan
bagaimana mengukur tegangan listrik lengkap dengan nama alat ukurnya?, apa
satuan ukurannya? Apa yang dimaksud dengan 1 volt?
5.
Sebuah
lampu 12V/36W dirangkai seperti gambar dibawah ini,
a.
Tentukan
berapa besar arus listrik secara teoritis ?
b.
Bagaimana
cara memasang amper meter untuk mengukur besar arus yang mengalir ?
c.
Berapa
tahanan lampu secara teoritis ?
d.
Bagaiman
cara mengukur tahanan lampunya ?
e.
Bagaiman
cara mengukur tegangan baterainya?
2. Teori ini
menyatakan listrik mengalir dari negatip baterai ke positip baterai. Aliran
listrik merupakan perpindahan elektron bebas dari atom satu ke atom yang lain.
Sedangkan teori ini menyatakan listrik mengalir dari positip baterai ke negatip
baterai. Teori ini banyak digunakan untuk kepentingan praktis, teori ini pula
yang kita gunakan untuk pembahasan aliran listrik pada buku ini.
3. Mengukur
arus dengan merangkai secara seri, alat ukur arus listrik adalah Amper meter,
satuan amper, dan pengertian 1 Ampere adalah Perpindahan elektron sebanyak 6,25
x 1018 suatu titik konduktor dalam waktu satu detik.
4. Mengukur
tegangan dengan merangkai secara parallel, alat ukur dengan Volt meter, satuan
volt, pengertian 1 Volt adalah tegangan listrik yang mampu mengalirkan arus
listrik 1 A pada konduktor dengan hambatan 1 ohm.
Download file word dokumen aslinya SILAKAN KLIK DI SINI
Demikian yang bisa kami
share untuk anda, jika artikel ini bermanfaat silakan bagikan kepada
teman teman anda di media sosial secara pribadi maupun grup. Semoga bermanfaat.
Jika link download rusak/tidak berfungsi, silakan tulis komentar di Fanspage Facebook kami Untukmu Pelajar
No comments:
Post a Comment