DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X BESARAN DAN SATUAN SERTA ALAT UKUR DALAM KELISTRIKAN Tujuan Pembelajaran: 1. Menjelaskan besaran-besaran dalam kelistrikan. 2. Menjelaskan satuan-satuan dalam kelistrikan. 3. Memahami prefix dan satuan SI. 4. Memahami jenis-jenis alat ukur listrik. Kegiatan Pembelajaran: - Kegiatan Pendahuluan: 1. Guru membuka pembelajaran diawali dengan berdoa Bersama 2. Guru menyampaiakan motivasi dan apresiasi pembelajaran 3. Guru melakukan presensi siswa - Kegiatan Inti: 1. Guru menjelaskan tujuan pembelajaran. 2. Guru membagikan siswa kedalam beberapa kelompok. 3. Guru menampilkan E-Modul kepada siswa serta memberikan pemahaman terkait materi yang dipelajari. 4. Guru meminta siswa untuk melakukan literasi pada E-Modul Kegiatan Pembelajaran 1. 5. Guru meminta siswa dalam masing-masing kelompok berdiskusi untuk menyelesaikan LKPD 1 6. Siswa mempresentasikan hasil diskusi yang dibuat secara bergantian, dan kelompok lain menanggapi - Kegiatan Penutup: 1. Guru menanyakan hal yang tidak dipahami siswa dan memberikan kesimpulan pembelajaran 2. Guru memberikan asesmen formatif untuk mengetahui pemahaman siswa dalam mempelajari materi pembelajaran 3. Guru menutup kegiatan dengan memberikan apresiasi kepada siswa dan melakukan tindak lanjut hasil jawaban siswa serta diakhiri dengan berdo’a Bersama dan salam.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X PENGUASAAN MATERI Gambar 1.1 macam-macam alat ukur listrik Besaran merupakan segala sesuatu yang dapat dihitung dan diukur serta dinyatakan dengan angka atau nilai, sehingga pada setiap besaran pasti memiliki satuan. Macam-macam besaran dalam ilmu kelistrikan yaitu Tegangan, Arus Listrik, Hambatan, Frekuensi, dan Daya Listrik. Sedangkan yang dimaksud dengan satuan dalam ilmu kelistrikan yaitu acuan yang digunakan untuk memastikan kebenaran pengukuran atau sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Dalam Bahasa inggris satuan ini disebut dengan Unit. Macam-macam satuan dalam ilmu kelistrikan seperti Ampere, Volt, Ohm, Joule, Watt, Farad, dan Henry. Untuk mengukur tegangan, kita dapat menggunakan voltmeter dengan satuan volt. Untuk mengukur arus, kita dapat memggunakan amperemeter. Untuk mengukur hambatan kita dapat menggunakan ohmmeter dengan satuan ohm. Untuk mengukur daya, kita dapat menggunakan wattmeter dengan satuan watt. Mengapa suatu besaran yang akan diukur memiliki satuan dan alat ukur yang berbedabeda? Mari kita pelajari materi berikut dengan seksama Pertanyaan Pemantik
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X A. Satuan Sistem Internasional (SI) Gambar 1.2 Lingkaran Satuan Sistem Internasional Satuan Sistem Internasional (SI) merupakan bentuk modern dari sistem metrik dan satuan ini hingga sekarang menjadi sistem pengukuran yang paling umum digunakan. Sistem satuan ini terdiri dari sebuah sistem satuan pengukuran yang berorientasi pada 7 satuan pokok dan 20 awalan satuan (prefix). B. Besaran Pokok dan Besaran Turunan Besaran pokok adalah besaran yang besaran dan satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan bukan merupakan turunan dari besaran lainnya. Besaran turunan adalah besaran yang dihasilkan dari kombinasi 2 atau lebih besaran pokok.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Kuantitas besaran Notasi besaran Satuan Berat W kg kilogram Panjang l (L kecil) m meter Waktu t (Waktu), T (periode) s detik (second) Arus Listrik I A Ampere Suhu 0 K Kelvin Intensitas Cahaya I cd candela Jumlah Partikel n mol mole Tabel 1.1 Besaran dan Satuan Pokok Tabel 1.2 Besaran dan Satuan Turunan Besaran Simbol Satuan Gaya F Newton (N) Kg.m/s2 Kerja W Joule (J) N.m atau W.s Daya P Watt (W) J/s atau V.A Tekanan p Pascal (P) N/m2 Frekuensi f Hertz (Hz) 1/s Muatan Listrik Q Coulomb (C) A.s Potensial Listrik V Volt (V) A.R Tahanan Listrik R Ohm (Ω) V/A Kapasitansi Listrik C Farad (F) C/V Konduktansi G Siemens atau Mho 1/ Ω Fluksi Magnet Φ Weber (Wb) T.m
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X C. Awalan Satuan (Prefix) Prefix/ Awalan Satuan SI merupakan awalan yang digunakan dalam satuan SI untuk membentuk sebuah satuan yang menandakan kelipatan dari satuan tersebut. Berikut adalah Prefix satuan SI yang pada umumnya digunakan dalam ilmu kelistrikan. Prefix Simbol Desimal 10n Terra T 1.000.000.000.000 1012 Giga G 1.000.000.000 109 Mega M 1.000.000 106 kilo K 1.000 103 (Tidak ada) (Tidak ada) 1 100 centi C 1/100 10-2 mili m 1/1.000 10-3 micro µ 1/1.000.000 10-6 nano N 1/1.000.000.000 10-9 pico P 1.000.000.000.000 10-12 Tabel 1.3 Awalan Satuan yang Umum Digunakan Contoh-contoh penulisan satuan-satuan tersebut diantaranya seperti berikut. • 1kV = 1 kilo Volt = 1.000 Volt • 1mA = 1 mili Ampere = 1/1000 Ampere atau 0,001 Ampere • 1MΩ = 1 Mega Ohm = 1.000.000 Ohm • 1µF = 1 microFarad = 1/1.000.000 Farad
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X D. Alat Ukur dalam Kelistrikan 1. Amperemeter Gambar 1.1 Amperemeter Amperemeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya kuat arus listrik yang mengalir di dalam sebuah rangkaian. Untuk menghitung besaran arus listrik perlu diperhatikan batas ukurnya. Beriku adalah rumus yang digunakan untuk menentukan besar arus listrik pada amperemeter. Hasil Pengukuran= 2. Voltmeter Gambar 1.2 Voltmeter Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan atau beda potensial antara dua titik.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 3. Ohmmeter Gambar 1.3 Ohmmeter Ohmmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik dan mengetahui nilai resistansi suatu beban elektronika, serta mengetes kontinuitas dari rangkaian seperti saklar, sekring (fuse) dll. 4. Wattmeter Gambar 1.4 Wattmeter Wattmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur secara langsung daya yang terpakai pada suatu rangkaian listrik.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 5. Multimeter Gambar 1.5 Multimeter Multimeter adalah alat ukur elektronik yang paling sering digunakan untuk memeriksa semua komponen kelistrikan. Multimeter sering disebut juga AVOmeter atau multitester. Multimeter terdiri dari dua jenis yaitu multimeter analog dan multmeter digital. Multimeter dapat digunakan sebagai amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Besaran merupakan segala sesuatu yang dapat dihitung dan diukur serta dinyatakan dengan angka atau nilai, sehingga pada setiap besaran pasti memiliki satuan. Sedangkan yang dimaksud dengan satuan dalam ilmu kelistrikan yaitu acuan yang digunakan untuk memastikan kebenaran pengukuran atau sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Sistem Satuan Internasional terdiri dari sebuah sistem satuan pengukuran yang berorientasi pada 7 satuan pokok dan 20 awalan satuan (prefix). Besaran pokok adalah besaran yang besaran dan satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan bukan merupakan turunan dari besaran lainnya. Sedangkan Besaran turunan adalah besaran yang dihasilkan dari kombinasi 2 atau lebih besaran pokok. Prefix/ Awalan Satuan SI merupakan awalan yang digunakan dalam satuan SI untuk membentuk sebuah satuan yang menandakan kelipatan dari satuan tersebut. Berikut adalah Prefix satuan SI yang pada umumnya digunakan dalam ilmu kelistrikan. Contoh-contoh penulisan satuan-satuan tersebut diantaranya seperti berikut. • 1kV = 1 kilo Volt = 1.000 Volt • 1mA = 1 mili Ampere = 1/1000 Ampere atau 0,001 Ampere • 1MΩ = 1 Mega Ohm = 1.000.000 Ohm • 1µF = 1 microFarad = 1/1.000.000 Farad Macam-macam alat ukur listrik diantaranya adalah Amperemeter, Voltmeter, Ohmmeter, Wattmeter, dan Multimeter. RINGKASAN
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Besaran listrik dan satuannya dalam kelistrikan terdapat beberapa besaran dimana setiap besaran mempunyai simbol serta satuan masing-masing yaitu yang pertama Satuan Elektro Statis (SES), yang kedua Satuan Elektro Magnetis (SEM), dan yang ketiga adalah satuan praktis. Nah, berikut beberapa besaran listrik dan simbol. Yang pertama adalah arus listrik disimbolkan dengan I dan satuannya adalah Ampere (A). Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron mengalir melalui suatu titik dalam circuit listrik tiap satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam satuan coulomb per detik atau ampere. Terdapat sebuah Amperemeter, apabila jarum petunjuk ampere meter menunjukkan 5 Ampere. Jika skala maksimal adalah 25 Ampere dan batas ukur menunjukkan 10 Ampere, berapa besar arus listrik pada rangkaian listrik tersebut? Diskusikan dengan kelompokmu dan mari kita pecahkan dengan langkah-langkah Creative Problem Solving!! Klasifikasi Masalah Dari informasi pada LKPD, masalah apa yang dapat diidentifikasi? Jawab: Kunci jawaban: Mencari jumlah besaran arus listrik yang mengalir pada rangkaian Lembar Kerja Peserta Didik
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Pengungkapan Pendapat Berdasarkan teks diatas, fakta-fakta apa yang kamu dapatkan? Jawab: Kunci Jawaban: • Simbol arus listrik adalah I • Satuan arus listrik adalah Ampere (A) • Arus listrik dapat diukur dalam satuan couloumb per detik atau ampere • Batas ukur: 10 Ampere • Skala maksimal: 25A • Skala yang ditunjuk: 5A Evaluasi Pemilihan Berdasarkan data yang diperoleh, tentukan data yang digunakan untuk menyelesaikan persoalan dan selesaikan persoalan. Jawab: Kunci Jawaban: Untuk menentukan jumlah besaran arus listrik pada Amperemeter digunakan rumus Hasil Pengukuran= Jadi, diketahui: Skala yang ditunjuk: 5A Besaran maksimum: 25A Batas ukur: 10A
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Dengan menggunakan rumus: Hasil Pengukuran= Hasil Pengukuran= 5 25 10 = 2 Jadi hasil pengukuran pada amperemeter dengan jarum petunjuk menunjuk angka 5, besaran maksimal 25A dan batas ukur pada amperemeter 10A adalah 2A Implementasi Kemudian, diskusikan kembali apa yang terjadi apabila mencari batas ukur, dengan diketahui skala yang ditunjuk 25 A, besaran maksimum 5 A, dan arus 5 A? Selesaikan permasalahan dengan informasi yang sudah kamu ketahui dan buat kesimpulan berdasarkan hasil yang kamu peroleh. Jawab: Kunci Jawaban: Dengan menggunakan rumus: Arus = Arus = 25 5
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Petunjuk Pengerjaan Soal a. Latihan soal pada tes formatif ini dilakukan setelah tuntas mempelajari kegiatan pembelajaran 1 b. Bacalah soal dengan seksama c. Pilih salah satu jawaban yang benar d. Waktu untuk menjawab soal ini maksimal 30 menit Soal Tes Formatif Siswa 1 1. Satuan dari arus listrik adalah…. a. Ohm c. Ampere b. Joule d. Watt 2. Arus listrik dapat diukur dengan menggunakan alat ukur…. a. Amperemeter c. Meteran b. Voltmeter d. Transistor 3. Satuan dari tegangan listrik adalah…. a. Ohm c. Ampere b. Joule d. Volt 4. Tegangan listrik dapat diukur dengan alat ukur…. a. Amperemeter c. Meteran b. Voltmeter d. Transistor 5. Satuan hambatan listrik adalah…. a. Ohm c. Ampere b. Joule d. Watt 6. Hambatan listrik dapat diukur dengan ala ukur…. a. Amperemeter C. Meteran b. Voltmeter d. Ohmmeter 7. 2 MΩ berapa mΩ…. a. 2 x 10-2 mΩ c. 2 x 102 mΩ b. 2 x 10-3 mΩ d. 2 x 103 mΩ Tes Formatif Siswa
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 8. 1 µF berapa F…. a. 1 x 10-6 F c. 1 x 10-5 F b. 1 x 106 F d. 1 x 10-3 F 9. Seorang Engineer ingin memeriksa semua komponen kelistrikan baik itu tegangan, arus, maupun ambatan pada rangkaian AC dan DC, maka engineer itu menggunakan alat ukur berupa…. a. Frekuensimeter b. Osiloskop c. Multimeter d. Voltmeter 10. Awalan yang digunakan dalam satuan SI untuk membentuk sebuah satuan yang menandakan kelimpatan dari satuan adalah…. a. Besaran b. Predix satuan c. Pengukuran d. Prefix satuan
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X SISTEM PENYALURAN KELISTRIKAN Tujuan Pembelajaran: 1. Memahami sumber energi listrik 2. Menjelaskan proses penyaluran listrik. 3. Memahami jenis-jenis pembangkit listrik di Indonesia. 4. Memahami saluran Kelistrikan. Kegiatan Pembelajaran: - Kegiatan Pendahuluan: 1. Guru membuka pembelajaran diawali dengan berdoa bersama 2. Guru menyampaiakan motivasi dan apresiasi pembelajaran 3. Guru melakukan presensi siswa - Kegiatan Inti: 1. Guru menjelaskan tujuan pembelajaran. 2. Guru membagikan siswa kedalam beberapa kelompok. 3. Guru menampilkan E-Modul kepada siswa serta memberikan pemahaman terkait materi yang dipelajari. 4. Guru meminta siswa untuk melakukan literasi pada E-Modul Kegiatan Pembelajaran 2. 5. Guru meminta siswa dalam masing-masing kelompok berdiskusi untuk menyelesaikan LKPD 2 6. Siswa mempresentasikan hasil diskusi yang dibuat secara bergantian, dan kelompok lain menanggapi - Kegiatan Penutup: 1. Guru menanyakan hal yang tidak dipahami siswa dan memberikan kesimpulan pembelajaran 2. Guru memberikan asesmen formatif untuk mengetahui pemahaman siswa dalam mempelajari materi pembelajaran 3. Guru menutup kegiatan dengan memberikan apresiasi kepada siswa dan melakukan tindak lanjut hasil jawaban siswa serta diakhiri dengan berdo’a Bersama dan salam.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X PENGUASAAN MATERI Tahukah Kamu? Listrik merupakan salah satu energi yang sangat dibutuhkan. Listrik berperan penting bagi kehidupan manusia. Listrik berperan dalam memajukan kegiatan industri, ekonomi, dan pendidikan pada suatu negara. Dalam kehidupan sehari-hari, energi listrik berperan sebagai sumber yang utama bagi peralatan elektronik. Misalnya, sebagai sumber penerangan, sebagai sumber penghasil panas, sebagai sumber penghasil gerak, sebagai sumber penghasil suara, sebagai sarana hiburan, sebagai media pengobatan, dan sebagai sarana olahraga. Lalu, darimanakah sumber energi listrik berasal? Energi listrik bisa diperoleh dari banyak sumber, yaitu: Nuklir Angin Batu bara Energi gelombang Hidro elektrik Panas bumi Tenaga surya Biomassa
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Terdapat beberapa aspek penting dalam sistem ketenagalistrikan yaitu sistem pembangkit, sistem transmisi gardu induk, sistem distribusi, dan beban. Proses pembangkitan tenaga listrik skala besar dilakukan oleh pembangkit listrik dengan berbagai sumber tenaga. Selanjutnya, listrik yang dihasilkan oleh pembangkit kemudian akan disalurkan kepada konsumen melalui jaringan transmisi dan distribusi. A. Pembangkit Pembangkit tenaga listrik skala besar menggunakan generator sinkron yang dimanfaatkan sebagai pengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Pada sistem pembangkit terdapat generator dan transformator penaik tegangan (step-up transformer). Generator memiliki fungsi sebagai pengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Rata-rata tegangan yang dihasilkan oleh generator adalah 11 KV hingga 25 KV. Transformator memiliki fungsi sebagai penaik tegangan, tegangan yang dinaikkan sebesar 66 KV hingga 50 KV atau lebih. Pada sistem transmisi, tegangan yang dihasilkan oleh pembangkit dinaikkan dengan tujuan untuk mengurangi jumlah arus yang melewati saluran transmisi hal ini dimaksudkan agar kebutuhan luas penampang penghantar yang digunakan kecil. Selanjutnya, tegangan tinggi akan melewati pusat-pusat beban kemudian tegangan akan diturunkan melalui tranformator (step-down transformer) yang terdapat pada gardu induk menjadi tegangan menengah yaitu 20 KV dan terakhir tegangan akan diturunkan lagi menjadi tegangan rendah 220/380 V untuk didistribusikan. Gambar 2.1 Sistem Penyaluran Kelistrikan Sumber: Awaluddin Syarif (2019)
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Berdasarkan sumber energinya, pembangkit dibagi menjadi dua yaitu, sumber energi listrik terbarukan dan sumber energi listrik tidak terbarukan. Sumber energi listrik terbarukan diantaranya: 1. Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) 2. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) 3. Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) 4. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP) 5. Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) 6. Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) Sumber energi listrik tidak terbarukan, diantaranya: 1. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) 2. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) 3. Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) B. Saluran Transmisi Pembangkit tenaga listrik dan gardu induk dihubungkan dengan saluran transmisi dengan tujuan agar tenaga listrik dapat mengalir sesuai dengan kebutuhan dan dapat membentuk sistem tenaga listrik. Pada setiap gardu induk memiliki beban yang berbeda-beda pada setiap waktu sesuai dengan beban yang berjalan pada suatu daerah pelanggan (rayon). Supaya kamu lebih paham mengenai saluran tenaga listrik, yukk simak video ini!! https://youtu.be/aptOXSNpDp4 Darimana Datangnya listrik Sumber: youtube museum listrik pln (2021)
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Gambar 2.2 Saluran Transmisi dan Distribusi Sumber: Damaruta.com (2018) Terdapat dua kategori pada saluran transmisi yaitu saluran udara (overhead lines) dan saluran kabel tanah (underground cable). Saluran udara menyalurkan daya listrik melalui kawat-kawat yang digantung pada menara atau tiang transmisi. Sedangkan, saluran kabel tanah menyalurkan listrik melalui kabel yang ditanam dibawah permukaan tanah. Berdasarkan jenis arus, sistem transmisi dibagi menjadi dua yaitu sistem arus bolak-balik (Alternating Current) dan sistem arus searah (Direct Current). Pada sistem transmisi, tegangan yang dihasilkan oleh pembangkit dinaikkan dengan tujuan untuk mengurangi jumlah arus yang melewati saluran transmisi hal ini dimaksudkan agar kebutuhan luas penampang penghantar yang digunakan kecil. Kapasitas tegangan pada sistem transmisi yang disalurkan terdiri dari: a. Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 200KV-500KV b. Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) 30KV-150KV c. Saluran Kabel Tegangan Tinggi (SKTT) 30KV-150KV Kawat penghantar pada saluran transmisi menggunakan kawat penghantar ACSR. Klasifikasi saluran transmisi berdasarkan tegangan kerjanya pada setiap negara akan berbeda-beda tergantung kemajuan bidang transmisi pada negara tersebut.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X C. Saluran Distribusi Saluran distribusi merupakan saluran penyaluran tenaga listrik yang didapat dari saluran transmisi kemudian disalurkan ke pengguna dengan besar tegangan tertentu. sistem distribusi dimulai dari gardu induk sampai dengan Alat penghitung dan pembatas yang terdapat pada instalasi konsumen yang memiliki fungsi sebagai penyalur tenaga listrik dari gardu induk sebagai pusat-pusat bebas ke pelanggan secara langsung atau melalui gardu distribusi. Sistem distribusi dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu: 1. Gardu induk distribusi, merupakan gardu yang berfungsi membagi dalam beberapa penyulang (feeder) dari 150 KV menjadi 20 KV. 2. Dari keluaran (outgoing) penyulang, tenaga listrik disalurkan melalui distribusi primer dengan tegangan sebesar 20KV/6KV menuju ke pusat-pusat beban melalui Saluran Udara Tegangan Menengah (SUTM) dan Saluran Kabel Tegangan Menengah (SKTM). Distribusi primer juga sering disebut dengan Sistem Jaringan Tegangan Menengah (JTM) dengn tagangan operasi nominal 20KV/11,6KV. 3. Distribusi sekunder, memiliki dua jenis saluran yaitu Saluran Udara tegangan Rendah (SUTR) dan Saluran Kabel Tegangan Rendah (SKTR). Tegangan pada distribusi primer diturunkan melalui transformator distribusi 380/220V.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X D. Komponen Instalasi Listrik Setelah mengetahui proses penyaluran tenaga listrik, lalu bagaimana kah listrik bisa disalurkan pada suatu bangunan dan dapat digunakan pada beban-beban tertentu? Pada setiap bangunan terdapat instalasi listrik. Instalasi listrik pada sebuah bangunan berfungsi untuk menyalurkan listrik dari sumber ke alat elektronik. Terdapat persyaratan dalam instalasi listrik pada sebuah bangunan, instalasi listrik harus memenuhi syarat sebagai berikut. 1. Syarat ekonomis, artinya instalasi listrik yang digunakan dibuat secara sederhana sehingga akan meminimalisir biaya pemasangan dan pemeliharaan. 2. Syarat keamanan, instalasi listrik yang digunakan harus mengutamakan keselamatan pemasang dan penghuni. Pemasangan instalasi listrik harus diperhatikan sebaik mungkin agar tidak menimbulkan kecelakaan sekecil apapun. 3. Syarat keandalan, peralatan yang terpasang harus berfungsi dengan baik dan optimal, sehingga tidak akan menimbulkan bahaya bagi pengguna. Komponen yang digunakan dalam instalasi listrik pada sebuah bangunan akan berbeda tergantung dari fungsi, letak, dan luas bangunan. Jenis penghantar yang digunakan pada instalasi listrik umumnya menggunakan bahan tembaga dengan minimal kemurniannya 99,9% dan alumunium dengan kemurnian minimal 99,9%. Berikut merupakan berbagai jenis komponen instalasi listrik. 1. Miniature Circuit Breaker (MCB) Gambar 2.3 Miniature Circuit Breaker (MCB) Sumber: Kompas (2015) Miniature Circuit Breaker (MCB) merupakan alat untuk memutus aliran listrik secara otomatis apabila terdeteksi terdapat beban berlebih.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 2. Pengaman Lebur atau Fuse Gambar 2.4 Fuse Sumber: Alief Rakhman (2022) Fuse berfungsi sebagai pengaman ketika terjadi hubungan arus pendek, fuse akan segera memutus jaringan listrik. Terdapat dua jenis fuse yang biasa digunakan yaitu bentuk tombol dan kawat. Untuk jenis tombol, penggunaannya cukup dengan menekan tombol dan arus listrik dapat kembali normal. Sedangkan, pada jenis kawat akan mengalami peleburan untuk dapat memutus jaringan listrik pada tabung. 3. Arde atau grounding Gambar 2.5 Grounding Sumber: Alie Rakhman (2022) Arde atau grounding merupakan alat yang sangat penting dalam melindungi komponen-komponen kelistrikan. Ketika ada aliran tegangan terlalu tinggi masuk, arde akan mengalihkan arus tersebut dan menyebarkannya ke dalam tanah, sehingga komponen lainnya akan tetap aman. Arde biasa dipasang tidak jauh dari meteran listrik dan ditanam di bawah tanah.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 4. Panel Hubung Bagi (PHB) Gambar 2.6 Panel Hubung Bagi Sumber: Alief Rakhman (2022) PHB merupakan peralatan listrik yang berfungsi untuk memberikan perlindungan terhadap batas tiap ruangan. Tempat percabangan instalasi listrik ini biasanya digunakan pada bangunan-bangunan besar. 5. Meteran Listrik Gambar 2.6 Panel Hubung Bagi Sumber: Alief Rakhman (2022) Meteran Listrik berfungsi untuk mengukur seberapa besar konsumsi listrik pada suatu rumah. 6. Kabel listrik Kabel listrik berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. terdapat beberapa jenis kabel yang bisa digunakan sesuai dengan fungsinya. Diantaranya yaitu: Kabel NYA, memiliki warna beragam dan berfungsi sebagai kawat inti tunggal. Kabel ini dimasukkan ke dalam pipa pelindung karena bahannya yang mudah terkelupas. Kabel NYM, berwarna putih, biasanya ditanam pada dinding dan dilindungi oleh lapisan karet yang kuat. Kabel NYY, mempunyai warna hitam pekat. Kabel ini erbuat dari bahan yang mampu bertahan lama dan memungkinkan untuk ditanam di dalam tanah.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Gambar 2.7 dan 2.8 Warna Kabel dan tabel luas penampang Sumber: PUIL 2011 7. Kontak listrik (stop kontak) Gambar 2.9 Kontak Listrik Sumber: Klopmart (2022) Kontak listrik merupakan tempat untuk mendapatkan sumber tegangan listrik yang diperlukan untuk alat listrik. 8. Fitting Gambar 2.10 Fitting Sumber: Runi Asmaranto, ST., MT. (2014) Fitting merupakan tempat pemasangan bola lampu listrik. Terdapat 3 jenis fitting yaitu fitting langit-langit, fitting gantung, dan fitting kedap air.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 9. Sakelar Gambar 2.11 sakelar Sumber: teknikelektronika.com (2021) Sakelar berfungsi sebagai penghubung dan pemutus aliran listrik. Berdasarkan bentuknya sakelar dikelompokkan menjadi, sakelar kontak, sakelar tumpuk, sakelar sanding, sakelar tuas, dan sakelar giling. Sedangkan dari cara kerjanya, dapat dikelompokkan menjadi sakelar putar, sakelar balik, sakelar Tarik, sakelar jungkit, dan sakelar tombol tekan.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Proses pembangkitan tenaga listrik skala besar dilakukan oleh pembangkit listrik dengan berbagai sumber tenaga. Selanjutnya, listrik yang dihasilkan oleh pembangkit kemudian akan disalurkan kepada konsumen melalui jaringan transmisi dan distribusi. Pembangkit tenaga listrik skala besar menggunakan generator sinkron yang dimanfaatkan sebagai pengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Pada sistem pembangkit terdapat generator dan transformator penaik tegangan (step-up transformer). Generator memiliki fungsi sebagai pengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Pada sistem transmisi, tegangan yang dihasilkan oleh pembangkit dinaikkan dengan tujuan untuk mengurangi jumlah arus yang melewati saluran transmisi hal ini dimaksudkan agar kebutuhan luas penampang penghantar yang digunakan kecil. sistem distribusi dimulai dari gardu induk sampai dengan Alat penghitung dan pembatas yang terdapat pada instalasi konsumen yang memiliki fungsi sebagai penyalur tenaga listrik dari gardu induk sebagai pusatpusat bebas ke pelanggan secara langsung atau melalui gardu distribusi. Terdapat persyaratan dalam instalasi listrik pada sebuah bangunan yaitu syarat ekonomis, syarat keamanan, dan syarat keandalan. Komponen instalasi listrik diantaranya yaitu Miniature Circuit Breaker (MCB), pengaman lebur atau fuse, arde atau grounding, Panel Hubung Bagi (PHB), meteran listrik, kabel listrik, kontak listrik, fitting dan sakelar. RINGKASAN
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Ayo Berdiskusi! Gambar 2. Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB) Sumber: (1) PLN (2019); (2) sulsesprov (2018) Perhatikan gambar PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Bayu) pada gambar. Pada gambar tersebut terdapat dua buah foto. Foto pertama memperlihatkan pembangkit listrik dengan menggunakan tenaga angin. Foto kedua memperlihatkan orang sedang turun dari badan kincir angin dengan dibawahnya terdapat beberapa orang sedang berdiri. Coba bayangkan berapa besar dimensi kincir angin, dan berapa daya yang dihasilkan dari kincir angin tersebut? Kemudian, cari tau lebih lanjut mengenai PLTB yang ada di Indonesia melalui internet. Gambarkan dan ceritakan dengan bahasamu tentang informasi yang kamu dapatkan, cara kerja PLTB, dan apa alasan PLTB dibangun di daerah tersebut. Lembar Kerja Peserta Didik 2
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Diskusikan dengan kelompokmu dan mari kita pecahkan dengan langkah-langkah Creative Problem Solving!! Klasifikasi Masalah Dari informasi pada LKPD, masalah apa yang dapat diidentifikasi? Jawab: Alternatif jawaban: - Besar dimensi kinciar angin - Besar daya pada PLTB - Gambar skema PLTB - Cara kerja PLTB - Penentuan daerah pembangunan PLTB Pengungkapan Pendapat Dari informasi pada LKPD, bagaimana pendapatmu? Jawab: Alternatif jawaban: - PLTB menggunakan kincir angin untuk menghasilkan listrik - Terdapat alasan tertentu dalam menentukan pembangunan daerah PLTB - Besar dimensi kincir angin yang digunakan
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Evaluasi Pemilihan Masalah Apa saja informasi yang kamu dapatkan berdasarkan pencarianmu di Internet Jawab: Alternatif jawaban: Kata kunci: - Besar dimensi kincir angin - Besar daya yang dihasilkan PLTB - Skema PLTB - Cara kerja PLTB Implementasi Apakah skema dan sistem kerja PLTB sama dengan skema dan sistem kerja kerja dari PLTA. Bandingkan antara keduanya, mana menurutmu pembangkit listrik yang cocok dibangun di daerah kita? Coba gambarkan dan jelaskan dengan bahasamu sendiri jawaban dari pertanyaan? Jawab: Alternatif jawaban: Kata kunci: - Gambaran skema dan cara kerja PLTB - Gambaran dan cara kerja PLTA - Alasan siswa pembangunan PLTA dan PLTB
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Petunjuk Pengerjaan Soal a. Latihan soal pada tes formatif ini dilakukan setelah tuntas mempelajari kegiatan pembelajaran 1 b. Bacalah soal dengan seksama c. Pilih salah satu jawaban yang benar d. Waktu untuk menjawab soal ini maksimal 30 menit Soal Tes Formatif Siswa 2 1. Berikut merupakan sumber energi listrik, kecuali… a. Tanah b. Air c. Angin d. Nuklir 2. Aspek penting dari sistem penyaluran listrik, kecuali… a. Sistem transmisi b. Sistem distribusi c. Beban d. Sistem energi 3. Dalam sistem pembangkit, generator memiliki fungsi sebagai… a. Penaik tegangan b. Pengubah energi mekanik menjadi energi listrik c. Pemutus aliran listrik d. Pengukur besar arus dan tegangan listrik 4. Rata-rata besar tegangan yang dihasilkan generator adalah…. a. 11 KV hingga 25 KV b. 250 V hingga 700 V c. 11 V hingga 25 V d. 50 KV hingga 250 KV 5. Berapa besar tegangan listrik untuk didistribusikan… a. 220/380 V b. 480 /700 V c. 20 KV d. 50 KV
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 6. Berikut merupakan pembangkit listrik terbarukan, kecuali… a. PLTA b. PLTP c. PLTD d. PLTB 7. Berapa besar kapasitas tegangan pada sistem transmisi… a. 200 KV – 500 KV b. 30 KV – 150 KV c. 6 KV- 20 KV d. 70 KV -150 KV 8. Sistem distribusi dibagi menjadi tiga bagian utama, kecuali… a. Gardu induk Distribusi b. Distribusi sekunder c. Distribusi menengah d. Sistem keluaran 9. Persyaratan dalam instalasi listrik pada sebuah bangunan harus memenuhi syarat keandalan, yang dimaksud syarat keandalan adalah… a. Jenis penghantar yang digunakan pada instalasi listrik umumnya menggunakan bahan tembaga dengan minimal kemurniannya 99,9% dan alumunium dengan kemurnian minimal 99,9%. b. instalasi listrik yang digunakan dibuat secara sederhana sehingga akan meminimalisir biaya pemasangan dan pemeliharaan. c. instalasi listrik yang digunakan harus mengutamakan keselamatan pemasang dan penghuni. Pemasangan instalasi listrik harus diperhatikan sebaik mungkin agar tidak menimbulkan kecelakaan sekecil apapun. d. peralatan yang terpasang harus berfungsi dengan baik dan optimal, sehingga tidak akan menimbulkan bahaya bagi pengguna. 10. Pada komponen instalasi listrik terdapat MCB yang berfungsi sebagai… a. Pemutus aliran listrik b. Pengaman tegangan listrik c. Penghubung aliran listrik d. Pengukur besar konsumsi listrik
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X RANGKAIAN LISTRIK Tujuan Pembelajaran: 1. Mendeskripsikan rangkaian listrik 2. Mendeskripsikan elemen aktif dan pasif 3. Mengetahui Hukum Ohm 4. Mengetahui karakteristik dan fungsi rangkaian seri dan hukum kirchoff II 5. Mengetaui karakteristik dan fungsi rangkaian parallel dan hukum kirchoff I 6. Mengetahui besaran-besaran listrik pada rangkaian Seri-Paralel Kegiatan Pembelajaran: - Kegiatan Pendahuluan: 1. Guru membuka pembelajaran diawali dengan berdoa bersama 2. Guru menyampaiakan motivasi dan apresiasi pembelajaran 3. Guru melakukan presensi siswa - Kegiatan Inti: 1. Guru menjelaskan tujuan pembelajaran. 2. Guru membagikan siswa kedalam beberapa kelompok. 3. Guru menampilkan E-Modul kepada siswa serta memberikan pemahaman terkait materi yang dipelajari. 4. Guru meminta siswa untuk melakukan literasi pada E-Modul Kegiatan Pembelajaran 3. 5. Guru meminta siswa dalam masing-masing kelompok berdiskusi untuk menyelesaikan LKPD 3 6. Siswa mempresentasikan hasil diskusi yang dibuat secara bergantian, dan kelompok lain menanggapi - Kegiatan Penutup: 1. Guru menanyakan hal yang tidak dipahami siswa dan memberikan kesimpulan pembelajaran 2. Guru memberikan asesmen formatif untuk mengetahui pemahaman siswa dalam mempelajari materi pembelajaran 3. Guru menutup kegiatan dengan memberikan apresiasi kepada siswa dan melakukan tindak lanjut hasil jawaban siswa serta diakhiri dengan berdo’a Bersama dan salam.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X PENGUASAAN MATERI Bagaimana mengurangi arus listrik yang mengalir?? Bayangkan sebuah pipa yang dialiri air kemudian, terdapat kotoran di dalamnya. Anggaplah kotoran tersebut merupakan hambatan atau resistor pada suatu aliran listrik. Terlihat apabila terdapat kotoran/resistor maka aliran listrik akan berkurang begitu pula sebaliknya. Mari Kita Pelajari Mengenai Rangkaian Listrik!!!!
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X A. Elemen Rangkaian Listrik 1. Atom dan Elektron Atom merupakan bagian terkecil pada suatu materi yang tidak bisa dibagi lagi menjadi sebuah bagian-bagian tertentu. atom berasal dati Bahasa Yunani yang berarti “tidak dapat dibagi”. Atom tersusun dari Inti atom (Nucleus) dan Elektron (Muatan -). Gambar 3.1 Atom Sumber: Maksum Rangkuti (2023) Inti Atom (Nucleus) terdiri dari Proton (Muatan +) dan Neutron. Diantara inti atom dan electron terdapat energi listrik. Atom dalam bahan konduktor (penghantar listrik) memiliki banyak elektron bebas yang bergerak dari satu atom ke atom lainnya yang bergerak secara tidak teratur. Akan tetapi, ketika diberikan tegangan pada konduktor tersebut, semua elektron bebas akan bergerak ke arah yang sama sehingga menciptakan aliran arus listrik. Elektron pada sebuah atom memiliki muatan elementer negatif (-) sedangkan proton memiliki muatan elementer positif (+). Neutron merupakan partikel dasar yang tidak memiliki muatan (netral), dan memiliki massa yang sama dengan gabungan massa dari proton dan elektron.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 2. Muatan listrik Muatan listrik merupakan muatan yang terdapat pada benda, sehingga menyebabkan timbulnya gaya pada benda lain yang berdekatan. Muatan listrik terdiri dari muatan positif dan muatan negatif. Muatan yang sejenis akan tolak-menolak sementara muatan yang tidak sejenis akan tarikmenarik. Apabila suatu atom melepaskan elekron, maka zat yang tersusun memiliki muatan positif, apabila atom menangkap elektron, maka zat yang tersusun memiliki muatan negatif. Jumlah muatan yang dibawa oleh setiap elektron adalah e= -1,602x10-19C. Sistem satuan internasional dari satuan Q adalah Coulomb. Kecepatan elektron dalam mengelilingi atom sangat tinggi yaitu (+- 2200 KM/Det). 3. Ion Gambar 3.2 Ikatan Ion Sumber: Cerdika (2023) Ion merupakan suatu atom atau molekul yang memiliki muatan listrik total tidak nol (jumlah total elektron tidak sama dengan jumlah proton). Atom netral akan terjadi apabila jumlah proton (muatan +) dan elektron (muatan -) sama. Atom yang kehilangan elektron akan memiliki muatan positif sehingga disebut sebagai ion positif. Sedangkan atom yang memiliki kelebihan elektron maka akan memiliki muatan negatif seingga disebut ion negatif.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 4. Beda potensial Beda potensial merupakan perbedaan jumlah elektron pada suatu arus listrik. Perbedaan jumlah elektron ini dapat disebabkan oleh penumpukan elektron pada suatu sisi sumber arus listrik di sisi lain jumlah elektronnya lebih sedikit. Beda potensial memiliki satuan Volt (V). Dua benda yang memiliki beda potensial dapat mengeluarkan arus listrik apabila kedua benda tersebut dihubungkan dengan suatu penghantar. Gambar 3.3 Pergerakan potensial Sumber: Ilmu listrik (2017) Atom yang memiliki jumlah muatan positif akan memiliki beda potensial yang lebih tinggi daripada atom yang memiliki jumlah muatan negatif. Artinya semakin banyak muatan positif pada suatu atom maka beda potensialnya akan semakin besar. 5. Arus listrik Arus listrik merupakan pergerakan pembawa muatan secara langsung. Pembawa muatan dapat berupa elektron-elektron. Arus listrik hanya dapat mengalir pada bahan yang di dalamnya tersedia pembawa muatan dengan jumlah yang cukup dan bebas bergerak. Kuat arus listrik dapat dinyatakan: = Keterangan: I= kuat arus (A) Q= muatan listrik (Coulomb) T= waktu (s)
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Arah pergerakan arus listrik berbeda dengan arah pergerakan elektron. Arah pergerakan arus listrik bergerak dari titik yang memiliki beda potensial tinggi (muatan positif) ke titik yang memiliki beda potensial rendah (muatan negatif). Sementara arah pergerakan arus elektron bergerak dari titik yang mempunyai beda potensial rendah (muatan negatif) ke titik yang memiliki beda potensial tinggi (muatan positif). 6. Tahanan (hambatan listrik) Tahanan atau hambatan merupakan saat terjadinya perlawanan penghantar tehadap pelepasan arus. Gerakan pembawa arus dengan arah tertentu dibagian dalam suatu penghantar terhambat oleh terjadinya tumbukan atom-atom dari bahan penghantar tersebut. Satuan SI untuk tahanan listrik adalah Ohm (Ω), kemudian untuk simbol dari tahanan listrik adalah R. Tahan jenis (resistivitas) dapat terjadi ketikat besarnya arus litrik masingmasing bahan berlawanan dengan tahanannya. Tahanan ini bergantung pada keraatan atom dan jumlah elektron bebas. Simbol untuk tahanan jenis adalah ρ (rho). Rumus Hambatan terhadap resistivitas (tahanan jenis) adalah = Dimana: R = Hambatan (Ω) Ρ = Tahanan jenis (Ωm) L = Panjang penghantar (m) A = Luas Penampang Penghantar (mm2 )
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 7. Daya dan energi listrik Daya listrik merupakan jumlah energi yang dihasilkan dalam sebuah rangkaian. Daya listrik bisa diartikan sebagai besar energi listrik yang dibutuhkan untuk mengalirkan listrik dalam penghantar dalam setiap detik. Sehingga rumus daya listrik adalah: P = V I atau P + I2 R Keterangan: P = daya (Watt) V = Tegangan (Volt) I = Arus (Ampere) R = Tahanan (Ω) Besar energi listrik yang disalurkan sama dengan daya dikali dengan waktu, dengan rumus: W = P x t W = V x I x T Keterangan: W = Energi (Joule) P = Daya (Watt) V = tegangan (Volt) I = Arus (ampere) Di setiap rumah terdapat meteran listrik yang berfungsi sebagai alat ukur listrik. Satuan yang digunakan adalah kilowatt-hour (kWh). 1 Wh = 3.600 Ws 1 kWH = 1000 x 3.600 Ws = 3,6 x 106 Ws = 3,6 x 106 Joule = 3600 kJ Sehingga dapat diartikan bahwa 1 kWh = 3,6 x 106 Joule
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Energi dapat dirubah bentuk, seperti: a. Energi listrik berubah menjadi energi kalor (panas). Contohnya solder, magic jar, dan setrika b. Energi listrik dirubah menjadi energi gerak. Contohnya kipas angin, bor listrik, dan motor listrik c. Energi listrik dirubah menjadi energi bunyi. Contohnya radio d. Energi listrik dirubah menjadi energi kimia. Contohnya akumulator (aki) e. Energi listrik dirubah menjadi energi cahaya. contohnhya lampu 8. komponen aktif dan komponen pasif Rangkaian listrik memiliki penyusun berupa elemen atau komponen. Komponen ini terdiri dari komponen aktif dan komponen pasif. a. Komponen aktif Komponen aktif merupakan komponen yang memerlukan sumber arus listrik eksternal untuk pengoperasiannya. Komponen aktif pada rangkaian adalah sumber tegangan dan sumber arus. Sumber tegangan DC dan sumber tegangan AC memiliki perbedaan yang terletak pada arah aliran elektron. Pada DC, elekron mengalir terus dalam satu arah atau maju, sedangkan pada AC elektron mengalir terus berpindah arah, bisa maju atau mundur. Contoh sumber arus AC adalah listrik PLN, sedangkan untuk sumber arus DC adalah generator DC, baterai, akumulator (aki), bias sel, solar sel, dan adaptor.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X b. Komponen pasif Komponen pasif merupakan komponen yang tidak menghasilkan energi. Komponen pasif hanya bisa menyimpan energi. Berikut merupakan elemen dari komponen pasif. 1. Resistor Resistor berfungsi sebagai pembatas atau penghambat arus listrik. Resistor memiliki daya hantar yang rendah atau resistansi yang tinggi karena terbuat dari bahan isolator. Resistor dilambangkan dengan R dan memiliki satuan ohm (Ω). Resistor terbagi menjadi dua, yaitu resistor tetap (fixed resistor) dan resistor berubah (variabel resistor). a) Resistor tetap (fixed resistor) Resistor tetap memiliki nilai resistansi yang tetap. Nilai resistansi pada resistor ini ditandai dengan kode warna atau kode angka. Jenis resistor ini antara yaitu resistor kawat, resistor film karbon, resistor metal, dan resistor keramik. Cara membaca kode warna dan kode angka pada resistor yaitu: Gambar 3.4 Tabel Pembacaan Resistor 4 Warna Sumber: Adi Bagus (2014)
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Penjelasan: Warna gelang pertama = angka pertama Warna gelang kedua = angka kedua Warna gelang ketiga = 10 pangkat warna (Multiplier) Warna gelang keempat = Toleransi Langkah perhitungan: Nilai Resistor = 13 MΩ +/- 5%. Toleransi = 13000000 Ω x 5% = 650000 Nilai resistor batas atas = 13000000 + 650000 = 13650000 Ω Nilai resistor batas bawah = 13000000 - 650000 = 12350000 Ω Nilai resistor dengan toleransi 5%: 12350000 Ω - 13650000 Ω. Gambar 3.5 Tabel Pembacaan Resistor 5 Warna Sumber: Adi Bagus (2014) Penjelasan: Warna gelang pertama = angka pertama. Warna gelang kedua = angka kedua Warna gelang ketiga = angka ketiga Warna gelang keempat = 10 pangkat warna (Multiplier) Warna gelang kelima = Toleransi.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Langkah perhitungan: Nilai Resistor = 234 MΩ +/- 10%. Toleransi = 234 Ω x 10% = 23.4 Ω Nilai resistor batas atas = 234 + 23.4 = 257.4 Ω Nilai resistor batas bawah = 234 - 23.4 = 210.4 Ω Nilai resistor dengan toleransi 10%: 210.4 Ω - 257.4 Ω. b) Resistor berubah (variabel resistor) Gambar 3.6 Variabel Resistor Sumber: gokakoelektro.blogspot.com (2016) Resistor berubah memiliki nilai resistansi yang dapat ditentukan dan diubah sesuai keinginan. Jenis resistor berubah yaitu potensiometer, trimpot resistor, dan reostat resistor.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X 2. Kapasitor (kondensator) Kapasitor berfungsi untuk menyimpan dan melepaskan muatan atau energi listrik. Kapasitor terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (dielektrik). Kapasitor memiliki lambing C dengan satuan farad (F). a. Kapasitor tetap Kapasitor tetap merupakan kapasitor yang memiliki nilai kapasitas yang tetap. Berikut ini merupakan jenis-jenis kapasitor tetap, yaitu: Gambar 3.7 Kapasitor tetap Sumber: jurnal elektro (2017)
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X b. Kapasitor tidak tetap Gambar 3.8 kapasitor Variabel Sumber: jurnal elektro (2017) Kapasitor tidak tetap memiliki nilai kapasitansi yang data diubah -ubah. Kapasitor tidak tetap dapat dibedakan menjadi kapasitor trimer dan kapasitor variabel. Kapasitor trimer merupakan kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah dengan memutar porosnya dengan obeng. Sedangkan, kapasitor variabel merupakan kapasitor yang nilai kapasitansinya diatur dengan memutar poros. c. Induktor Induktor merupakan komponen listrik yang digunakan sebagai beban induktif. Induktor berupa lilitan yang membentuk sebuah kumparan yang terbuat dari bahan konduktor. Induktor dilambangkan dengan L dan satuan henry (H). Induktor berfungsi untuk menyimpan arus listrik dalam medan magnet, memfilter frekuensi tertentu, dan menahan arus bolak-balik (AC). Jenis induktor yaitu kumparan kawat, motor-motor listrik dengan lilitan kawat didalamnya, dan transformator.
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Besarnya induksi dapat dituliskan sebagai berikut. = keterangan: L = Induktansi (H) = Panjang Permeabilitas (4 π -7 ) N = ℎ A = Luas area (m2 ) l = Panjang koli (m)
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X B. Hukum OHM Gambar 3.9 Hukum Ohm Sumber: ruang guru (2018) Hukum Ohm pertama kali dikemukakan oleh George Simon Ohm pada tahun 1825. Hukum Ohm merupakan hukum yang menentukan hubungan antara beda potensial dengan arus listrik. Hukum Ohm berbunyi “Kuat arus listrik (I) yang mengalir pada suatu beban listrik berbanding lurus dengan tegangan (V) listrik, dan berbanding terbalik dengan hambatan (R). Gambar 3.10 rangkaian hukum Ohm Sumber: Dewi Kesiman (2021)
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Bentuk Persamaan Untuk Hukum Ohm adalah: Kuat Arus (I) = () () atau I = Dapat juga: V = I.R dan R = Keterangan: V = Tegangan listrik pada kedua ujung penghantar (V) I = Arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar (A) R = Hambatan resistansi pada suatu penghantar (Ω) Terdapat rangkaian listrik yang memiliki hambatan 20 Ω yang dirangkai dengan baterai yang memiliki tegangan 14 Volt. Berapakah kuat arus listrik yang mengalir pada hambatan? Diketahui: R = 20 Ω V = 14 Volt Ditanya: kuat arus listrik? Jawab: I = I = = 1, 43 A Contoh Soal!!
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X C. Hukum kirchoff Hukum kirchoff terdiri dari Hukum kirchoff I (arus) dan hukum kirchoff II (tegangan). 1. Hukum Kirchoff I “Jumlah arus yang masuk dan arus yang keluar suatu percabangan sama dengan nol” Perhatikan gambar berikut: Gambar: 3.11 hukum kirchoff I Sumber: teknikelektronika.com (2023) Pada gambar dapat dilihat bahwa: Arus yang masuk = I2 + I3 Arus yang keluar = I1 + I4 Rumus Hukum Kirchoff I: ∑I Masuk = ∑I Keluar
DASAR-DASAR TEKNIK KETENAGALISTRIKAN KELAS X Perhatikan gambar 3.11, apabila nilai dari I1 sebesar 5A, I2 sebesar 1A, dan I3 sebesar 3A. berapakah nilai dari I4? Diketahui: I1 = 5A I2 = 1A I3 = 3A Ditanya: I4? Penyelesaian: I masuk = I2 + I3 = 1 + 2 = 3A I keluar = I1 + I4 = 5 + I4 ∑I Masuk = ∑I Keluar 3 = 5 + I4 I4 = 3 – 5 I4 = -2 Contoh Soal!!