BAB I. KOMPONEN PASIF ELEKTRONIKA ANALOG Elektronika adalah suatu bentuk piranti kelistrikan yang menggunakan arus lemah , sehingga tegangan operasionalnya umummnya menggunakan tegangan rendah. Secara umum elekronika dibagi atas dua jenis yakni:
Elektronika analog
Elektronika digital
Sebelum ditemukan system digital dengan IC (integrated circuit) elektronika analog berkembang dengan pesat. Dalam elektronika juga dikenal dengan kompnen passif dan komponen aktif. Komponen passif adalah komponen yang dapat bekerja tanpa catu daya disebut komponen passif contoh komponen passif adalah ,Resistor , kapasitor , inductor dan transformator. Komponen aktif adalah komponen yang memerlukan catu daya agar
dapat berja contoh komponen
aktif
adalah , Transistor, Operasional
Amplifier, Dioda semikonduktor dan IC. Komponen aktif umumnya terbuat dari bahan semikonduktor . 1. Komponen Passif Dalam materi pembelajaran ini akan dibatas tiga komponen passif yakin a. Resistor Resistor merupakan komponen passif
yang dibuat untuk
mendapatkan
resistansi tertentu. Agar dapat menggunakan resistor dengan baik
perlu
mengetahui beberapa hal missal bahan pembuatnya, nilai hambatannya, toleransi, lesapan daya derau dan perilakunya terhadap frekuensi tinggi. Resistor yang paling banyak digunakan terbuat dari karbon yang dilapiskan pada batang keramik. Resistor semacam ini disebut resistor film karbon. Nilai hambatannya ditentukan tebal dan panjang lapisan. Resistor macam lain yang sering digunakan adalah resistor film logam. Film yang digunakan adalah suasa nikel. Resistor ini dapat dibuat dengan presisi tinggi dan derau rendah. Resistor macam lain yang sering digunakan orang adalah resistor lilitan kawat. Resistor
1
macam ini mempunyai resistansi dengan presisi tinggi dan derau yang sangat rendah. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 MW (mega ohm) = 1000 KW (kilo ohm) = 106 W (ohm)). Resistor terbagi menjadi dua macam, yaitu :
Resistor tetap yaitu resistor yang nilai hambatannya relative tetap, biasanya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam. Nilainya hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan panjangnya lintasan karbon. Panjang lintasan karbon 18 tergantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral. Gambar simbol dan bentuk resistor tetap dapat dilihat pada gambar
___/\/\/\/\/\/\/\_____ Gambar resistor
symbol resistor
Resistor variabel atau potensiometer, yaitu resistor yang besarnya hambatan dapat diubah-ubah. Yang termasuk kedalam potensiometer ini antara lain : Resistor KSN (koefisien suhu negatif), Resistor LDR (light dependent resistor) dan Resistor VDR (Voltage Dependent Resistor). Gambar simbol dan bentuk resistor variabel dapat dilihat
Gambar Resistor Variabel / Potensiometer;
-/\/\/\/\/\/\ (b) Simbol resistor variabel/potensiometer
2
Menentukan nilai rsistansi resistor tetap Kode warna pada resistor menyatakan harga resistansi dan toleransinya. Semakin kecil harga toleransi suatu resistor adalah semakin baik, karena harga sebenarnya adalah harga yang tertera ± harga toleransinya. Terdapat resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5 gelang warna seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Tabel 1. Kode Warna pada Resistor 4 Gelang Warna
Gelang I (angka pertama)
Gelang II (angka kedua)
Gelang II (Faktor pengali)
Gelang IV (toleransi %)
Hitam
-
0
1
-
Coklat
1
1
10
1
2
2
2
3
Merah
2
10
Orange
3
3
10
3
Kuning
4
4
104
4
Hijau
5
5
105
5
biru
6
6
106
6
Ungu
7
7
107
7
8
8
8
9
9
-1
Abu-abu Putih
8 9
9
10 10
Emas
-
-
10
5
Perak
-
-
10-2
10
-
-
10-2
20
Tanpa warna
3
Kode Huruf Resistor Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya adalah resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan keramik/porselin, seperti terlihat pada gambar di bawah ini :
Gambar Resistor dengan Kode Angka dan Huruf Arti kode angka dan huruf pada resistor dengan kode 5 W 22 R J adalah sebagai berikut : 5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt 22 R berarti besarnya resistansi 22 W Dengan besarnya toleransi 5%
Kemampuan daya Resistor dibuat dengan ukuran
badab yang mencerminkan
kemampuan
bertahan terhadap daya lesap yang diterimanya jika dialiri arus listrik. Suatu resistor dengan hambatan R yang dilalui arus I akan menerima daya lesap sebesar P = I2 R.Daya ini akan menaikkan suhu resistor dan jika melebihi kemampuan daya yang ditentukan permanen
dapat
menyebabkan kerusakan yang
berupa berubahan resistansi atau membuat resistor hangus.
Kebanyakan resistor karbon dibuat agar mempunyai kemampuan daya
0.5
watt. Di pasaran dijual resistor karbon dengan kemampuan 0.25 watt, 1 watt dan 2 watt. Resistor oksida logam dibuat kemapuan daya hingga 10 watt, sedang resistor lilitan kawat dubuat hingga kemampuan lesapan daya lesap sebesar 50 watt. Suatu resistor mengndung kapasitansi dan induktansi parasitik sehingga pada frekuensi tinggi tidak lagi bersifat resistif murni, melainkan mengandung reaktansi
4
b. Kapasitor Kapasitor merupakan komponen passif yang dibuat untuk mendapatkan kapasitansi tertentu dan berfungsi untuk menampung dan menyalurkan muatan listrik. Kapasitor dibuat dari buat plat konduktor yang dipisahkan oleh lapisan isolator Konduktor
d
konduktor
Isolator
Gambar kapasitor Untuk kapasitor plat parallel kapasitansi memiliki nilai tetapan dielektrikum ,
Ke adalah
adalah permitivitas vakum, A luas plat dan d jarak
antara kedua plat. Kapasitor atau kondensator adalah suatu komponen listrik yangdapat menyimpan muatan listrik. Kapasitas kapasitor diukur dalam F (Farad) = 10-6 µF (mikro Farad) = 10-9 nF (nano Farad) = 10-12pF (piko Farad). Kapasitor elektrolit mempunyai duakutub positif dan kutub negatif (bipolar), sedangkan kapasitor kering misal kapasitor mika, kapasitor kertas tidak membedakan kutub positif dan kutub negatif (non polar). Bentuk dan symbol kapasitor dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Gambar . (a) Kapasitor;
5
(b) Simbol kapasitor Table kode warna kapasitor Warna
gelang
Gelang
Gelang 3
Gelang 4
Gelang
5
1 angka
2 angka
pengali
toleransi
tegangan
kerja
Hitam
-
0
1
-
Coklat
1
1
10
1
2
10
2
2
250 V
160V
10
3
3
10
4
4
400 V
200V
10
5
5
10
6
6
630 V
220V
10
7
7
10
8
8
10
9
9
Merah
2
Jingga
3
Kuning
4
Hijau
5
Biru
6
Ungu
7
Abu-abu
8
Putih
9
3 4 5 6 7 8 9
Kode angka dan huruf pada kapasitor Kode angka 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Gelang 1 Angka 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Gelang 2 angka
Gelang 3 faktor pengali
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Kode huruf toleransi
1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 1000000000
B C D F=1 G =2 H=3 J=5 K=10 M=20
Frekuensi resonansi untuk berbagai kapasitor adalah sebagai berikut Kapasitor
Frekuensi
Kapasitor
Frekuensi
Plastic film
1 MHz
Mika
1 MHz
Keramik (cakram, tbg
10 Mhz
Keramik(monolitik)
100 MHz
Elektrolitik
50 kHz
Tantalum
100 kHz
6
Transformator Tranformator adalah suatu komponen pasif dengan empat ujung. Sepasang ujung disebut primer dan pasangan ujug lain disebut skunder. Transfomator digunakan untuk mengubah tegangan bolak balik pada primer menjadi tegangan bolak balik pada skunder. Dengan menggunakan fluks magnetik. Transformator juga digunakan untuk transformasi atau pengubah impedansi. Transformator digunakan menurunkan atau menaikkan tegangan bolak-balik pada listrik PLN. Transformator semacam ini disebut transformator daya. Menurut hokum induksi Faraday , nilai fluks magn
etik I berubah
dengan waktu, maka akan timbul ggl listri.
Untuk kumparan primer dengan N1 lilitan ,
Dan untuk kumparan skunder Nyatalah bahwa
atau
Induktor Induktor adalah komponen listrik yang digunakan sebagai beban induktif. Simbol induktor seperti pada gambar di bawah ini :
Gambar iduktor
7
Induktansi induktor dinyatakan dalam satuan H (Henry) =1000mH (mili Henry). Kapasitas induktor diberi lambang L, sedangkan reaktansi induktif diberi lambang XL. XL = 2
f . L (ohm). dimana : XL = reaktansi induktif (Ω) , = 3,14 ;f =
frekuensi (Hz) ,L = induktansi induktor (Henry). Pada induktor terdapat unsur resistansi (R) dan induktif (XL) jika digunakan sebagai beban sumber tegangan AC. Jika digunakan sebagai beban sumber tegangan DC, maka hanya terdapat unsur R saja. Dalam sumber tegangan AC berlaku rumus : Z=V/I
√
Dimana : Z = Impedansi (Ω) R = Tahanan (Ω) V = Tegangan AC (Volt) XL = Reaktansi induktif (Ω) I = Arus (Ampere) Kapasitas induktor dinyatakan dalam satuan H (Henry) = 1000mH (mili Henry). Kapasitas induktor diberi lambang L, sedangkan reaktansi induktif diberi lambang XL.
XL = 2 f . L (ohm). dimana : XL = reaktansi induktif (Ω) , = 3,14 ,f = frekuensi (Hz) L = induktansi induktor (Henry) Pada induktor terdapat unsur resistansi (R) dan induktif (XL) jika digunakan sebagai beban sumber tegangan AC. Jika digunakan sebagai beban sumber tegangan DC, maka hanya terdapat unsur R saja.
I
8
