teknik dasar listrik

TEKNIK DASAR LISTRIK
PENGETAHUAN DASAR TEKNIK DASAR BAGI
TEKNISI LISTRIK DAN TEKNISI LAINNYA YANG
BERHUBUNGAN DENGAN KELISTRIKAN
1
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
TUJUAN
 Teknisi memiliki pengetahuan dasar tentang teknik listrik.
 Teknisi memiliki kemampuan dasar teknik listrik.
 Teknisi mengetahui safety dan cara bekerja yang aman dengan
listrik.
 Teknisi mampu menganalisa kerusakan-yang terjadi dan
berhubungan dengan listrik.
2
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
DEFINISI
 APA ITU LISTRIK ??
Menurut tata bahasa :
listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu,
seperti elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan
Dan penolakan gaya di antara keduanya
Secara teoritikal teknik :
Listrik merupakan salah satu bentuk
energi yang tersimpan dalam bentuk magnet, muatan
elektron, kimia dll. Untuk mengetahui suatu benda bersifat
listrik maka kita hanya bisa mengenalnya dengan gejala yang
ditimbulkan dari benda tersebut
3
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Penggambaran listrik
 Arus listrik dapat digambarkan seperti arus air, dengan
perbedaan utamanya adalah pada arus air, alirannya
merupakan molekul-molekul air bergerak kearah tertentu,
sedangkan pada pada arus listrik yang bergerak adalah
elektron-elektron bebas.
 Arus air mengalir dari permukaan tinggi menuju ke
permukaan rendah. Arus listrik mengalir dari tegangan
(potensial) tinggi menuju ke potensial rendah. Potensial
disini adalah konsentrasi muatan elektron pada suatu titik
4
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Komponen Listrik
 Listrik terdiri atas 2 komponen
Utama :
 A. Komponen Aktif : Sumber Energi (Accu, Genset,
Pembangkit listrik dll)
 B. Komponen Pasif : Pengguna Energi / Beban :
Resistansi, Induktansi, Kapasitansi
5
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Arus Listrik
 Arus listrik merupakan gerakan elektron-elektron yang mengalir
ke suatu arah dari gerakan elektron tersebut.
Arus listrik ini diberi notasi I dalam satuan ampere (A),
satuan ini diambil dari nama Andre Marie Ampere (1775-1836)
6
Yang menyuarakan bahwa :
6,24 x 1018 elektron adalah “Satuan ampere adalah jumlah muatan
listrik dari 6,24 x 1018 elektron yang mengalir melalui suatu titik tertentu
selama satu detik”.
Sedangkan 6,24 x 1018 elektron sama dengan 1 coulomb.
Sehingga dapat dirumuskan :
I = Q/t , dimana I adalah arus listrik (A),
Q adalah muatan listrik (Coloumb),
dan t adalah lamanya waktu (detik).
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Jenis Arus Listrik
Ada 2 Jenis arus listrik, yaitu arus searah (dc: direct
current) dan arus bolakbalik (ac : alternating current).
Dikatakan arus searah (DC) apabila elektro berpindah dalam
arah yang tetap tidak berubah-ubah dan diberi tanda : = ,
sedangkan apabila pada saat elektron berpindah terjadi
perubahan yang bolak-balik saat tertentu keatas/kekiri,
kemudian kebawah/kekanan kembali keatas/kekiri lagi dan
seterusnya dinamakan arus bolak-balik (AC)
7
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Muatan listrik
 Muatan listrik dengan notasi Q dalam satuan Coulomb, yang
diambil dari nama Charless Aaugusti de Coulomb (1736
– 1806) menyatakan bahwa :
 “Satu Coulomb adalah jumlah muatan listrik yang
melalui suatu titik atau penampang sebesar satu
ampere selama satu detik”,
 dirumuskan : Q = I .t
8
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Tegangan listrik
Tegangan listrik diberi notasi V atau E yang diambil dari nama
AlexandreVolta (1748 – 1827) merupakan perbedaan
potensial antara dua titik yang mempunyai perbedaan
jumlah muatan listrik, juga menyatakan bahwa :
“Satu volt adalah perubahan energi sebesar satu joule
yang dialami muatan listrik sebesar satu coulomb” ,
yang dirumuskan : V = W/Q
dimanaV adalah tegangan listrik dalam satuan volt,W adalah energi
listrik dalam satuan joule dan Q adalah muatan listrik dalam
satuan Coulomb
9
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Tahanan Listrik
 Hubungan antara arus listrik, tegangan listrik dan hambatan
listrik dalam suatu rangkaian listrik dinyatakan dalam hukum
Ohm (seperti dijelaskan pada gambar 3.1).
 Nama Ohm ini diambil dari seorang ahli fisika dan
matematika Jermal bernama George Simon Ohm (1787 –
1854) yang membuat teori ini
10
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Korelasi arus, tegangan & Hambatan
Listrik
11
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Hukum OHM
Ketika Ohm membuat percobaan tentang listrik, ia menemukan
antara lain :
a. Bila hambatan tetap, maka arus pada setiap rangkaian adalah
berbanding langsung dengan tegangannya. Bila tegangan
bertambah, maka aruspun bertambah begitu pula bila arus
berkurang, maka aruspun semakin kecil.
b. Bila tegangan tetap, arus dalam rangkaian menjadi
berbanding terbalik terhadap rangkaian itu, sehingga bila
hambatan bertambah maka arus akan berkurang dan
sebaliknya bila hambatan berkurang maka arus akan semakin
besar.
12
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Daya Listrik
 Daya listrik adalah kemampuan atau kapasitas untuk melakukan
suatu usaha atau energi. Kalau di rumah terpasang daya sebesar
900 watt, artinya besarnya kemampuan yang dapat digunakan
untuk melakukan usaha atau energi listrik adalah sebesar 900 watt
 Pada lampu pijar, tenaga listrik diubah menjadi bentuk tenaga
cahaya dan panas. Seandainya sebuah lampu menyala dalam waktu
satu jam, maka selama itu lampu menggunakan sejumlah tenaga
tertentu. Bila lampu itu menyala selama dua jam, sudah tentu
lampu itu menggunakan tenaga listrik sebanyak dua kali lipat dari
yang satu jam.Dari uraian tersebut dapat disimpulkan bahwa :
“Jumlah tenaga yang digunakan, berbanding lurus dengan waktu
menyala lampu”
13
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Segitiga Daya
Bila meninjau jumlah tenaga yang digunakan dalam satu detik (satuan
waktu), maka akan didapat daya atau penggunaan daya listrik. Besaran
daya ditulis dengan notasi hutuf P dengan satuan watt (W). Nama
Watt diambil dari seorang ahli fisika dan mesin bangsa Inggris
bernama James Watt (1736 – 1810).
Dalam rangkaian listrik, daya berbanding lurus dengan tegangan dan
arus. Pernyataan ini dapat ditulis dalam bentuk persamaan sebagai
berikut : P = I.E atau P=I.V
Dimana P : daya listrik dalam satuan watt (W), I : arus listrik dalam
satuan ampere (A), dan E : adalah tegangan alistrik dalam satuan volt (V).
Berdasarkan rumus : P = I x E ; karena I = E/R, maka P = (E/R) x E = E2/R,
Atau karena E = I x R, maka P = I x (IxR) = I2x R
14
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Daya dalam bentuk energi &
Cahaya
 Sejumlah daya listrik dapat berupa tenaga atau energi. Dengan
tenaga listrik bisa mendapatkan panas, cahaya, gerakan, suara, dan
lain-lain. Terjadinya tenaga listrik bila ada elektron-elektron bebas
yang didorong pada suatu penghantar. Akibat adanya tekanan listrik
maka terbentuklah potensial listrik.
 Satuan jumlah daya listrik dinamai watt yang dapat menimbulkan
tenaga atau energi listrik dalam waktu tertentu dalam satuan watt
detik atau joule atau kWh.
 Hubungan antara daya listrik (P) dalam satuan watt (W), tenaga
atau energi listrik (W) dalam satuan joule (J), dan lamanya waktu
pemakaian (t) dalam satuan detik atau jam, dapat dituliskan dengan
persamaan : W = P x t
15
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Contoh Perhitungan
 Catatan : 1 kWh = 1.000Wh = 1.000 x 3.600W det = 3,6 x 106
Joule
Contoh 1
Berapakah tenaga listrik yang dikeluarkan setiap bulan (30 hari)
bila mempergunakan setrika listrik 400 watt dengan pemakaian
rata-rata 3 jam setiap malam.
Jawab :
Diketahui : P = 400 W, t = 3 jam x 30 hari = 90 jam
W = P x t = 400 x 90 = 36.000 Wh = 36 kWh.
atau karena : 1 kWh = 3,6 x 106 joule,
sehingga W = 36 x 3,6 x 106 =1,296 x 108 Joule
16
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Bentuk Sumber Listrik
1. Generator arus searah.
 Adalah mesin pengubah energi mekanik menjadi energi
listrik, sedangkan penggerak dari generator disebut prime
mover yang dapat berbentuk turbin air, uap, mesin diesel dll.
 Prinsip kerjanya adalah berdasarkan hokum Faraday dimana
konduktor memotong medan magnit dan emf atau induksi
akan timbul beda tegangan dan adanya komutator yang
dipasang pada sumbu generator maka pada terminal
generator akan terjadi tegangan searah.
17
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Bentuk Sumber Listrik
2. Batere atau Accumulator.
 Batere atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung
proses elektrokimia yang reversibel ( dapat berbalikan ) dengan efisiensinya
yang tinggi.Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah
didalam batere dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga
listrik ( proses pengosongan ), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga
kimia ( pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang
dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah ( polaritas ) yang
berlawanan didalam sel.
 Tiap sel batere ini terdiri dari dua macam elektroda yang berlainan, yaitu
elektroda positif dan elektroda negatif yang dicelupkan dalam suatu larutan
kimia.
18
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Rangkaian Arus Searah (DC)
Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan
terhadap satuan waktu, artinya diaman pun kita meninjau arus
tersebut pada wakttu berbeda akan mendapatkan nilai yang
Sama.
19
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Rangkaian Arus Searah (DC)
Pada suatu rangkaian akan mengalir arus, apabila dipenuhi
syarat-syarat sebagai berikut :
1. Adanya sumber tegangan
2. Adanya alat penghubung
3. Adanya beban
Pada kondisi sakelar S terbuka maka arus tidak akan mengalir
melalui beban . Apabila sakelar S ditutup maka akan
mengalir arus ke beban R dan Ampere meter akan
menunjuk. Dengan kata lain syarat mengalir arus pada suatu
rangkaian harus tertutup.
20
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Rangkaian Arus Bolak Balik (AC)
Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
 Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah
terhadap satuan waktu dengan karakteristik akan selalu
berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perioda
waktu : T).
21
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Skema alur arus listrik
22
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Gaya Elektro Motoris
Bila sebatang penghantar digerakan sedemikian rupa didalam medan magnet
, hingga garis-garis medan magnet terpotong bebas didalam penghantar akan
bekerja gaya, yang menggerakan elektron tersebut sejurus dengan arah
penghantar. Akibatnya ialah penumpukan elektron (pembawa muatan
negatip) disebelah bawah dan kekurangan elektron yang sebanding diujung
batang sebelah atas. Didalam batang penghantar terjadi tegangan, selama
berlangsungnya gerakan penghantar didalam medan magnet.
Membangkitkan tegangan dengan bantuan medan magnet dinamakan
menginduksikan, dan kejadian itu sendiri dinamakan induksi tegangan
23
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Gbr Arus Bolak Balik (AC) 1 phase
24
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Gbr Arus Bolak Balik (AC) 3 phase
25
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Relevansi Frekwensi, RPM &
Voltage
hubungan antara frequensi, kecepatan putar dan tegangan yang
timbul pada generator arus bolak balik.
• frekwensi.
f=PN/120 Hz (Hertz)
dimana :
P = jumlah kutub magnit.
N = putaran rotor permenit
F = jumlah lengkap putaran perdetik.
• E.M.F (eletro motor force).
E= 44,4 KcKd Φf
[Volt]
dimana : Kc = jarak antar kumparan atau pitch factor., Kd = faktor distribusi , Φ= fluks per
kutub [weber] , f = frekwensi
26
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Frekwensi
Frekuensi arus bolak-balik dapat dinyatakan sebagai berikut :
• Waktu yang diperlukan oleh arus bolak-balik untuk kembali pada harga
yang sama dan arah yang sama (1 cycle) disebut periode, dengan
symbol T dan dinyatakan dalam detik/cycle.
• Amplitudo adalah harga maximum arus yang ditunjukkan garis grafik.
• Harga sesaat adalah harga yang ditunjukkan garis grafik pada suatu saat.
“Frekwensi arus bolak-balik adalah jumlah perubahan arah arus
per detik”
f = 1/T
Frekuensi dinyatakan dalam HERTZ, dimana 1 Hz = 1 Cycle per detik
27
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Gbr Perioda Frekwensi
28
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Frekwensi System
Frekuensi system PLN adalah 50 HZ, artinya :
• Dalam waktu 1 detik menghasilkan 50 gelombang
• 1 gelombang membutuhkan waktu 1/50 detik
Apabila frekuensi besarnya f Hz, maka :
• Dalam waktu 1 detik menghasilkan f gelombang
• 1 gelombang membutuhkan waktu 1/f detik.
Untuk mencapai 1 gelombang penuh (perioda penuh)
dibutuhkan waktu T detik.
29
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Glosarium
 Atom adalah Bagian dari molekul yang dikitari oleh elektron






30
dengan kecepatan tinggi
Arus listrik adalah Proses perpindahan elektron dari titik
positip ke titik negatip
AC adalah Alternating Current/Arus bolak-balik
DC adalah Direct Current/Arus searah
Elektron adalah Partikel listrik yang mengandung muatan
negatip
Energy adalah Suatu bentuk tenaga yang dapat diukur besarnya
Frekuensi adalah Getaran listrik yang mempunyai amplitude
dan perioda/waktu yang tetap
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Glosarium
 Generator listrik adalah Alat listrik yang bisa mengeluarkan




31
energi listrik bila diberi tenaga putar
Hambatan listrik adalah Bahan atau zat yang bisa menghambat
aliran elektron
Induktor adalah Komponen listrik/elektronika yang
berfungsi sebagai beban induktif
Kemagnitan listrik adalah Sifat magnit yang dibangkitkan oleh
arus listrik
Kumparan adalah Gulungan kawat yang cukup banyak pada
sebuah gelondong berbentuk tabung
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Glosarium
 Kondensator adalah Komponen listrik/elektronika yang





32
dapat menyimpan muatan listrik
Molekul adalah Bagian terkecil dari zat yang masih
mempunyai sifat-sifat yang sama dari zat itu
Magnit adalah Baja yang dapat menarik benda lain seperti
besi, nikel, kobalt
Motor listrik adalah Alat listrik yang menghasilkan energi
gerak/putar bila dialiri arus listrik
Neutron adalah Partikel listrik yang tidak bermuatan (netral)
Proton adalah Partikel listrik yang mengandung muatan
positip
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah
Glosarium
 Resistor adalah Komponen listrik/elektronika yang dapat
dipakai untuk menghambat arus listrik yang mengalirinya
 Simbol adalah Gambar yang dapat dipakai untuk
menggantikan bentuk sesungguhnya
 Tegangan listrik adalah Antara dua benda yang tidak sama sifat
muatannya terdapat beda tegangan listriknya
 Variabel adalah Dapat berubah-ubah nilanya
33
Teknik Dasar Listrik : Harry Firdiansyah