DKK Dasar Elektronika
Hukum Ohm
Pada dasarnya sebuah rangkaian listrik terjadi ketika sebuah penghantar mampu dialiri electron bebas secara terus menerus. Aliran yang terus-menerus ini yang disebut dengan arus, dan sering juga disebut dengan aliran, sama halnya dengan air yang mengalir pada sebuah pipa.
Tenaga (the force) yang mendorong electron agar bisa mengalir dalam sebauh rangkaian dinamakan tegangan. Tegangan adalah sebenarnya nilai dari potensial energi antara dua titik. Ketika kita berbicara mengenai jumlah tegangan pada sebuah rangkaian, maka kita akan ditujukan pada berapa besar energi potensial yang ada untuk menggerakkan electron pada titik satu dengan titik yang lainnya. Tanpa kedua titik tersebut istilah dari tegangan tersebut tidak ada artinya.
Elektron bebas cenderung bergerak melewati konduktor dengan beberapa derajat pergesekan, atau bergerak berlawanan. Gerak berlawanan ini yang biasanya disebut dengan hambatan. Besarnya arus didalam rangkaian adalah jumlah dari energi yang ada untuk mendorong electron, dan juga jumlah dari hambatan dalam sebuah rangkaian untuk menghambat lajunya arus. Sama halnya dengan tegangan hambatan ada jumlah relative antara dua titik. Dalam hal ini, banyaknya tegangan dan hambatan sering digunakan untuk menyatakan antara atau melewati titik pada suatu titik.
Untuk menemukan arti dari ketetapan dari persamaan dalam rangkaian ini, kita perlu menentukan sebuah nilai layaknya kita menentukan nilai masa, isi, panjang dan bentuk lain dari persamaan fisika. Standard yang digunakan pada persamaan tersebut adalah arus listrik, tegangan ,dan hambatan.
Symbol yang digunakan adalah standar alphabet yang digunakan pada persamaan aljabar. Standar ini digunakan pada disiplin ilmu fisika dan teknik, dan dikenali secara internasional. Setiap unit ukuran ini dinamakan berdasarkan nama penemu listrik. Amp dari orang perancis Andre M. Ampere, volt dari seorang Italia Alessandro Volta, dan ohm dari orang german Georg Simon ohm.
Simbol matematika dari setiap satuan sebagai berikut “R” untuk resistance (Hambatan), V untuk voltage (tegangan), dan I untuk intensity (arus), standard symbol yang lain dari tegangan adalah E atau Electromotive force. Simbol V dan E dapat dipertukarkan untuk beberapa hal, walaupun beberapa tulisan menggunakan E untuk menandakan sebuah tegangan yang mengalir pada sebuah sumber ( seperti baterai dan generator) dan V bersifat lebih umum.
Salah satu dasar dalam perhitungan elektro, yang sering dibahas mengenai satuan couloumb, dimana ini adalah besarnya energi yang setara dengan electron pada keadaan tidak stabil. Satu couloumb setara dengan 6.250.000.000.000.000.000. electron. Symbolnya ditandai dengan Q dengan satuan couloumb. Ini yang menyebabkan electron mengalir, satu ampere sama dengan 1 couloumb dari electron melewati satu titik pada satu detik. Pada kasus ini, besarnya energi listrik yang bergerak melewati conductor (penghantar).
Sebelum kita mendefinisikan apa itu volt, kita harus mengetahui bagaimana mengukur sebuah satuan yang kita ketahui sebagai energi potensial. Satuan energi secara umum adalah joule dimana sama dengan besarnya work (usaha) yang ditimbulkan dari gaya sebesar 1 newton yang digunakan untuk bergerak sejauh 1 meter (dalam satu arah). Dalam british unit, ini sama halnya dengan kurang dari ¾ pound dari gaya yang dikeluarkan sejauh 1 foot. Masukkan ini dalam suatu persamaan, sama halnya dengan I joule energi yang digunakan untuk mengangkat berat ¾ pound setinggi 1 kaki dari tanah, atau menjatuhkan sesuatu dengan jarak 1 kaki menggunakan parallel pulling dengan ¾ pound. Maka kesimplannya, 1 volt sama dengan 1 joule energi potensial per 1 couloumb. Maka 9 volt baterai akan melepaskan energi sebesar 9 joule dalam setiap couloum dari electron yang bergerak pada sebuah rangkian.
Satuan dan symbol dari satuan elektro ini menjadi sangat penting diketahui ketika kita mengeksplorasi hubungan antara mereka dalam sebuah rangkaian. Yang pertama dan mungkin yang sangat penting hubungan antara tegangan, arus dan hambatan ini disebut hokum ohm. Ditemukan oleh Georg Simon Ohm dan dipublikasikannya pada sebuah paper pada tahun 1827, The Galvanic Circuit Investigated Mathematically. Prinsip ohm ini adalah besarnya arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar metal pada rangkaian, ohm menemukan sebuah persamaan yang simple, menjelaskan bagaimana hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan yang saling berhubungan.
HUKUM OHM
E = I R
I = E / R
R = I / E
Kesimpulan :
• Tegangan dinyatakan dengan nilai volts disimbolkan dengan E atau V.
• Arus dinyatakan dengan amps, dan diberi symbol I
• Hambatan dinyatakan dengan ohms diberi symbol R
• Hukum Ohm: E = IR ; I = E/R ; R = E/I
Besarnya daya pada suatu rangkaian dapat di hitung dengan :
P = V . I atau P = I2 . R atau P = V2/ R
Dimana :
P : daya, dalam satuan watt
V : tegangan dalam satuan volt
I : arus dalam satuan ampere
ARUS
Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya. I = Q/T
Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya.
Satuan SI untuk arus listrik adalah ampere (A).
RESISTOR
Sebuah resistor adalah terminal dua komponen elektronik yang menghasilkan tegangan pada terminal yang sebanding dengan arus listrik melewatinya sesuai dengan hukum Ohm:
V = IR
Resistor adalah elemen dari jaringan listrik dan sirkuit elektronik dan di mana-mana di sebagian besar peralatan elektronik. Praktis resistor dapat dibuat dari berbagai senyawa dan film, serta resistensi kawat (kawat terbuat dari paduan Resistivitas tinggi, seperti nikel / krom). Karakteristik utama dari sebuah resistor adalah resistensi, toleransi, tegangan kerja maksimum dan power rating. Karakteristik lainnya meliputi koefisien temperatur, kebisingan, dan induktansi. Kurang terkenal adalah perlawanan kritis, nilai yang disipasi daya di bawah batas maksimum yang diijinkan arus, dan di atas batas yang diterapkan tegangan. Perlawanan kritis tergantung pada bahan yang merupakan resistor dan juga dimensi fisik, melainkan ditentukan oleh desain. Resistor dapat diintegrasikan ke dalam sirkuit hibrida dan dicetak, serta sirkuit terpadu. Ukuran, dan posisi lead (atau terminal) yang relevan dengan peralatan desainer; resistor harus secara fisik cukup besar untuk tidak terlalu panas ketika menghilangkan kekuasaan mereka.
Konstruksi
Macam-Macam Resistor:
Lead pengaturan
Melalui komponen-lubang biasanya memiliki mengarah meninggalkan tubuh axially. Lainnya telah mengarah datang dari tubuh mereka radial bukan sejajar dengan sumbu resistor. Komponen lain mungkin SMT (surface mount technology) sedangkan resistor daya tinggi mungkin memiliki salah satu dari mereka dirancang mengarah ke dalam heat sink.
Komposisi karbon
Resistor komposisi karbon terdiri dari silinder padat resistif kawat elemen dengan embedded mengarah atau logam tutup akhir yang memimpin terikat kawat. Tubuh resistor dilindungi dengan cat atau plastik. Awal abad ke-20 resistor komposisi karbon telah uninsulated tubuh; memimpin kabel terbungkus di sekitar ujung batang dan elemen perlawanan disolder. Resistor selesai dicat untuk kode warna dari nilainya. Elemen resistif terbuat dari campuran tanah halus (bubuk) karbon dan bahan isolasi (biasanya keramik). Sebuah resin memegang campuran bersama-sama. Resistensi ditentukan oleh rasio mengisi bahan (bubuk keramik) ke karbon. Konsentrasi yang lebih tinggi dari karbon, konduktor yang lemah, menghasilkan resistensi yang lebih rendah. Resistor komposisi karbon yang umum digunakan pada 1960-an dan sebelumnya, tetapi tidak begitu populer untuk penggunaan umum sekarang sebagai jenis lain memiliki spesifikasi yang lebih baik, seperti toleransi, tegangan ketergantungan, dan stres (resistor komposisi karbon akan berubah nilai ketika stres dengan lebih-tegangan ). Selain itu, jika kadar air internal (dari eksposur untuk beberapa jangka waktu ke lingkungan lembab) adalah signifikan, solder panas akan menciptakan reversibel non-perubahan dalam nilai resistansi. Resistor ini Namun, jika tidak pernah mengalami Overvoltage juga tidak terlalu panas itu sangat bisa diandalkan. Mereka masih tersedia, namun relatif cukup mahal. Nilai berkisar dari pecahan dari suatu ohm hingga 22 megohms.
Karbon film
Sebuah film karbon diendapkan pada substrat isolasi, dan sebuah heliks dipotong untuk menciptakan panjang, jalan sempit resistif. Berbagai bentuk, ditambah dengan tahanan karbon, (berkisar 90-400 nΩm) dapat memberikan berbagai resistensi. [1] Karbon film resistor power rating menampilkan berbagai 0,125 W sampai 5 W pada 70 ° C. Resistensi yang tersedia berkisar antara 1 ohm sampai 10 megom. Resistor film karbon dapat beroperasi antara suhu -55 ° C sampai 155 ° C. Ini memiliki 200-600 volt tegangan kerja maksimum jangkauan.
Tebal dan tipis
Resistor film tebal menjadi populer selama tahun 1970-an, dan paling SMD (permukaan perangkat mount) resistor hari ini adalah dari jenis ini. Perbedaan utama antara film tipis dan resistor film tebal tidak aktual ketebalan film, melainkan bagaimana film ini diterapkan pada silinder (aksial resistor) atau permukaan (SMD resistor). Resistor film tipis dibuat oleh sputtering (metode deposisi vakum) yang bahan resistif ke substrat isolator. Film ini kemudian terukir dalam cara yang sama ke yang lama (subtraktif) proses untuk membuat sirkuit tercetak, yaitu permukaan dilapisi dengan foto-materi sensitif, kemudian ditutup dengan sebuah pola film, disinari dengan sinar ultraviolet, dan kemudian yang terbuka lapisan foto-sensitif dikembangkan, dan yang mendasari film tipis terukir pergi. Karena waktu selama yang dilakukan memercik dapat dikontrol, ketebalan lapisan tipis dapat dikontrol secara akurat. Jenis bahan ini juga biasanya berbeda yang terdiri dari satu atau lebih keramik (keramik logam) konduktor seperti tantalum nitrida (TAN), ruthenium dioksida (RuO2), timbal oksida (PbO), bismut ruthenate (Bi2Ru2O7), nikel kromium (NiCr), dan / atau bismut iridate (Bi2Ir2O7).
Hambatan dari kedua tipis dan tebal resistor setelah pembuatan film sangat tidak akurat; mereka biasanya dipotong ke nilai yang akurat oleh pemangkasan kasar atau laser. Resistor film tipis biasanya ditentukan dengan toleransi sebesar 0,1, 0,2, 0,5, atau 1%, dan dengan koefisien suhu 5 hingga 25 ppm / K. Resistor film tebal dapat menggunakan keramik konduktif yang sama, tetapi mereka dicampur dengan disinter (bubuk) gelas dan beberapa jenis cairan sehingga dapat komposit layar-dicetak. Ini gabungan dari kaca dan konduktif keramik (keramik logam) materi tersebut kemudian menyatu (dipanggang) dalam oven sekitar 850 ° C. Resistor film tebal, ketika pertama kali dibuat, mempunyai toleransi 5%, tapi toleransi standar telah meningkat hingga 2% atau 1% dalam beberapa dekade terakhir. Koefisien temperatur resistor film tebal yang tinggi, biasanya ± 200 atau ± 250 ppm / K; 40 Kelvin (70 ° F) perubahan suhu dapat mengubah resistansi sebesar 1%. Resistor film tipis biasanya jauh lebih mahal dibandingkan resistor film tebal. Sebagai contoh, resistor SMD film tipis, dengan 0,5% toleransi, dan dengan 25 ppm / K suhu koefisien, ketika membeli dalam jumlah reel ukuran penuh, sekitar dua kali biaya 1%, 250 ppm / K resistor film tebal.
Film logam
Jenis umum aksial resistor hari ini disebut sebagai resistor film logam. Leadless elektrode logam wajah (MELF) resistor sering menggunakan teknologi yang sama, tetapi adalah resistor berbentuk cylindrically dirancang untuk permukaan meningkat. Perhatikan bahwa resistor jenis lain (misalnya, komposisi karbon) juga tersedia dalam paket MELF. Resistor film logam biasanya dilapisi dengan nikel kromium (NiCr), tetapi mungkin akan dilapisi dengan salah satu bahan keramik logam yang tercantum di atas untuk resistor film tipis. Tidak seperti resistor film tipis, bahan dapat diterapkan menggunakan teknik yang berbeda dari sputtering (meskipun itu adalah salah satu teknik seperti itu). Juga, tidak seperti film tipis resistor, nilai resistansi ditentukan dengan cara memotong heliks melalui lapisan bukan oleh etsa. (Hal ini mirip dengan cara resistor karbon dibuat.) Hasilnya adalah toleransi yang masuk akal (0,5, 1, atau 2%) dan koefisien suhu (biasanya) 25 atau 50 ppm / K.
Wirewound
Wirewound resistor biasanya dibuat oleh gulungan kawat logam, biasanya nichrome, sekitar keramik, plastik, atau fiberglass inti. Ujung-ujung kawat yang disolder atau dilas ke dua topi atau cincin, menempel pada ujung inti. Perakitan dilindungi dengan lapisan cat, plastik, atau lapisan enamel dipanggang pada suhu tinggi. Kawat memimpin kekuasaan rendah biasanya wirewound resistor antara 0,6 dan 0,8 mm dalam diameter dan kalengan untuk memudahkan penyolderan. Untuk resistor wirewound kekuatan yang lebih tinggi, baik luar keramik kasus atau luar aluminium kasus di atas lapisan isolator digunakan. Aluminium-cased jenis dirancang harus terpasang ke wastafel panas menghilangkan panas; yang diberi kekuasaan digunakan tergantung pada cocok dengan heat sink, misalnya, kekuatan 50 W akan diberi nilai resistor panas di sebagian kecil dari daya disipasi jika tidak digunakan dengan heat sink. Wirewound besar resistor dapat diberi nilai selama 1.000 watt atau lebih. Karena Resistor wirewound kumparan mereka mempunyai induktansi lebih diinginkan daripada jenis lain resistor, meskipun berliku kawat di bagian dengan arah terbalik bergantian dapat memperkecil induktansi. Teknik lain mempekerjakan bifilar berkelok-kelok, atau flat mantan tipis (untuk mengurangi luas penampang kumparan). Bagi sebagian besar menuntut rangkaian resistor dengan Ayrton-Perry berliku digunakan.
Foil resistor
Hambatan utama elemen dari resistor foil paduan khusus foil beberapa mikrometer tebal. Sejak diperkenalkan pada 1960-an, foil resistor memiliki presisi yang terbaik dan stabilitas dari setiap resistor tersedia. Salah satu parameter penting yang mempengaruhi stabilitas koefisien suhu resistansi (TCR). Kertas timah yang TCR resistor sangat rendah, dan telah lebih ditingkatkan selama bertahun-tahun. Satu rentang ultra-precision resistor foil menawarkan TCR dari 0,14 ppm / ° C, toleransi ± 0.005%, stabilitas jangka panjang (1 tahun) 25 ppm, (3 tahun) 50 ppm (lebih ditingkatkan 5-kali lipat oleh hermetik penyegelan) , stabilitas di bawah beban (2000 jam) 0,03%, thermal EMF 0,1 μV / ° C, -42 dB kebisingan, koefisien tegangan 0,1 ppm / V, 0,08 μH induktansi, kapasitansi 0,5 pF.
Ammeter shunts
Sebuah ammeter shunt adalah tipe khusus-sensing arus resistor, memiliki empat terminal dan nilai di milliohms atau bahkan mikro-ohm. Alat pengukur arus, dengan sendirinya, biasanya dapat menerima arus terbatas. Untuk mengukur arus tinggi, arus melewati shunt, di mana jatuh tegangan diukur dan ditafsirkan sebagai arus. Tipikal shunt terdiri dari dua blok logam padat, kadang-kadang kuningan, terpasang pada dasar isolasi. Antara blok, dan disolder atau brazed kepada mereka, adalah satu atau lebih potongan koefisien temperatur rendah resistensi (TCR) manganin paduan. Ulir baut besar ke dalam blok membuat koneksi saat ini, sementara banyak-sekrup kecil memberikan sambungan tegangan. Shunts dinilai oleh arus skala penuh, dan sering memiliki jatuh tegangan sebesar 50 mV pada nilai arus.
Grid resistor
Dalam industri tugas berat aplikasi-aplikasi arus tinggi, resistor kotak konveksi besar-cooled kisi strip paduan logam cap terhubung dalam baris-baris antara dua elektroda. Industri seperti resistor dapat grade yang sama besarnya dengan lemari es; beberapa desain bisa menangani lebih dari 500 ampere saat ini, dengan kisaran resistensi memperluas lebih rendah daripada 0,04 ohm. Mereka digunakan dalam aplikasi seperti pengereman dinamis dan beban perbankan untuk lokomotif dan trem, netral AC landasan untuk industri distribusi, pengendalian beban untuk crane dan alat berat, load generator dan harmonis listrik penyaringan untuk substasiun. Istilah grid resistor kadang-kadang digunakan untuk menggambarkan sebuah resistor jenis apa pun yang terhubung ke control grid tabung vakum. Ini bukan sebuah resistor teknologi; itu adalah topologi sirkuit elektronik.
Cara menghitung ukuran resistor:
Dan Simbol Resistor dalam dunia electronika arus lemah adalah seperti gambar berikut:
Kita bisa menentukan nilai berapakah resistansi pada
Resistor tersebut dengan mengetahui warna gelang yang ada pada body komponen tersebut.
sebagai acuan kita bisa lihat penjelasan seperti gambar berikut ini
Resistor adalah suatu komponen yang berfungsi sebagai tahanan / hambatan dalam menahan arus masuk. Pada resistor terdapat gelang warna yaitu gelang pertama tidak boleh langsung berwarna hitam serta pada gelang ketiga berwarna emas, perak, tanpa warna ( emas x 1/10 dan perak x 1/100 ). dan resistor memiliki beberapa Ukuran atau jenisnya,..dalam hal ukuran mulai dari 1/2 , 1/4, 1/8, 2, 3, dan emapat serta jenisnya berdasarkan jumplah gelang atau pita yang melingkar, ada yang 4 gelang, 5 gelang. Gelang terakhir sebagai toleransi penghitungan,……serta memiliki satuan seperti, OHM, KILO, MEGA,
perhatikan gambar dibawah ini,….
Satuan Simbol
Resistor.
Jenis Ukuran Resistor
Gambar Ukuran Resitor.
Tabel Warna.
Nilai Warna Pada Resistor
Pengkodean Warna
Penghitungan Warna dan Toleransi
Label, Skema atau gambar di atas smuanya menunjukan Nilai dan Pengkodean setiap Gelang warna yang ada pada resistor.
Sebagai Pembelajaran Perhatikan Tabel dibawah ini ;No Susunan Warna Nilai Keterangan
1. Coklat, Hitam, emas, emas 1 Ohm Bertorleransi 5%
2. Coklat, Hitam, Hitam, Emas 10 Ohm Bertorleransi 5%
3. Coklat, Hitam , Orange, Emas 10 K / Kilo Bertorleransi 5%
4. Coklat, Hitam, Kuning, Emas 100 K / Kilo Bertorleransi 5%
5. Coklat, Hitam, Biru, Emas 10 Mega Bertorleransi 5%
6. Coklat, Hitam, Emas, Perak 1,0 Ohm Bertorleransi 10%
7. Orange, Putih, Emas, Perak 3,9 Ohm Bertorleransi 10%
8. Hijau, Hitam, Perak, Emas 0,5 Ohm Bertorleransi 5%
Tabel Penghitungan diatas sebagai referensi kalian untuk mencoba dan mengamati cara penghitungan nilai gelang resistor dan cara pengkodeanya.
Kapasitor
Pengertian Kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik yang terdiri dari dua konduktor dan di pisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik) tiap konduktor di sebut keping. Kapasitor atau yang sering disebut kondensator merupakan komponen listrik yang dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik.
Prinsip sebuah kapasitor pada umumnya sama galnya dengan resistoryang juga termasuk dalam kelompok komponen pasifKomponen Elektronika Dasar, yaitu jenis komponen yang bekerja tanpa memerlukan arus panjar. Kapasitor terdiri atas dua konduktor (lempeng logam) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator). Isolator penyekat ini sering disebut sebagai bahan (zat) dielektrik.
Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua penghantar komponen tersebut dapat digunakan untuk membedakan jenis kapasitor. Beberapa pengertian kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik antara lain berupa kertas, mika, plastik cairan dan lain sebagainya.
Kegunaan kapasitor dalam rangkaian elektronikaRangkaian Tachometer sangat di perlukan terutama untuk mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan, menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian, memilih panjang gelombang pada radio penerima dan sebagai filter dalam catu daya (power supply).
Fungsi Kapasitor adalah sebagai penyimpan arus/tegangan listrikRangkaian Hambatan Listrik. Untuk arus DC kapasitor berfungsi sebagai isulator/penahan arus listrik, sedangkan untuk arus AC Kapasitor berfungsi sebagai konduktor/melewatkan arus listrik.
Dalam penerapannya kapasitor digunakan sebagai filter/penyaring, perata tegangan DC yang di gunakan untuk mengubah tengangan AC ke DC,pembangkit gelombang ac atau oscilator dan sebagainya.
Di antara artikel tentang pengertian kapasitor, anda juga bisa melihat artikel tentang jenis kapasitor. Jenis kapasitor sendiri terbagi atas berbagai macam, di antarannya adalah Menurut Polaritasnya, Bahan Pembuatannya dan Ketetapan Nilainya. Selain memiliki jenis, bentuk kapasitor juga berbagai macam sepertikapasitor kertas (besar kapasitas 0,1 F), kapasitor elektrolit (besar kapasitas 105 pF), kapasitor variabel (besar kapasitas bisa di ubah-ubah hingga maksimum 500 pF.
