Modul Elektronika Analog I

download Modul Elektronika Analog I

of 29

Transcript of Modul Elektronika Analog I

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    1/29

    BUKUAJARTEKS

    [Year]

    ELEKTRONIKA

    ANALOGUntuk SMK Kelas X Semester 1

    Teknik Ketenagalistrikan

    S I G I T S E T Y O W I D O D O & A L I E F R I D H O

    S 1 P T E - A 2 0 1 3

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    2/29

    Elektronika Analog 2

    KATA PENGANTAR

    Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas

    tersusunnya buku teks ini, dengan harapan dapat digunakan sebagai buku teksuntuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Bidang Studi Keahlian Teknik

    Elektronika.

    Penerapan kurikulum 2013 mengacu pada paradigma belajar kurikulum

    abad 21 menyebabkan terjadinya perubahan, yakni dari pengajaran (teaching)

    menjadi pembelajaran (learning), dari pembelajaran yang berpusat kepada guru

    (teachers-centered) menjadi pembelajaran yang berpusat kepada peserta didik

    (student-centered), dari pembelajaran pasif (pasive learning) ke cara belajar

    peserta didik aktif (active learning-CBSA) atau Student Active Learning-SAL.

    Buku teks Elektronika Analog ini disusun berdasarkan tuntutan

    paradigma pengajaran dan pembelajaran kurikulum 2013 diselaraskan

    berdasarkan pendekatan model pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan

    belajar kurikulum abad 21, yaitu pendekatan model pembelajaran berbasis

    peningkatan keterampilan proses sains. Penyajian buku teks untuk MataPelajaran

    Rangkaian Elektronika Analog ini disusun dengan tujuan agar supaya peserta

    didik dapat melakukan proses pencarian pengetahuan berkenaan dengan materi

    pelajaran melalui berbagai aktivitas proses sains sebagaimana dilakukan oleh para

    ilmuwan dalam melakukan penyelidikan ilmiah (penerapan saintifik), dengan

    demikian peserta didik diarahkan untuk menemukan sendiri berbagai fakta,

    membangun konsep, dan nilai-nilai baru secara mandiri.Kementerian Pendidikan

    dan Kebudayaan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, dan

    Direktorat Jenderal Peningkatan Mutu Pendidik dan Tenaga Kependidikan

    menyampaikan terima kasih, sekaligus saran kritik demi kesempurnaan buku teks

    ini dan penghargaan kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam

    membantu terselesaikannya buku teks Siswa untuk Mata Pelajaran ektronika

    Analog kelas X/Semester 1 Sekolah Menengah Kejuruan (SMK).

    Malang, 14 September 2015

    Penyusun

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    3/29

    Elektronika Analog 3

    DESKRIPSI

    Bahan Ajar dengan judul ELEKTRONIKA ANALOG 1 ini merupakan

    bahan ajar dasar program keahlian tek elektro dan elektronika yang digunakan

    untuk mendukung pembelajaran SMK Program Keahlian Teknik

    Ketenagalistrikan yang diberikan pada kelas X semester 1.

    Adapun hasil belajar setelah menguasai dan memahami modul ini, siswa

    dapat memahami konsep elektronika dasar

    PRASYARAT

    Untuk melaksanakan modul Komponen RLC, mahasiswa memerlukan

    kemampuan awal, yaitu:

    1. Siswa telah mengetahui besaran-besar listrik.

    2. Siswa mampu mengukur besaran-besaran listrik.

    3. Siswa mampu mengetahui tentang rangkaian listrik.

    PETA KEDUDUKAN

    Peta kedudukan bahan ajar ini merupakan diagram,yang menunjukan

    tahapan atau tata urutan pencapaian kompetensi yang diajarkan dan dilatihkan

    kepada siswa, dalam kurun waktu yang dibutuhkan.

    Dengan membaca peta kedudukan bahan ajar ini, dapat dilihat urutan logis

    pembelajaran Bidang Keahlian Teknologi Dan Rekayasa Program Keahlian

    Teknik Ketenagalistrikan. Guru dan siswa dapat menggunakan Buku Teks Bahan

    Ajar Siswa ini, sesuai dengan urutan pada diagram ini.

    PENGUKURAN LISTRIK

    ELEKTRONIKA ANALOG

    ELEKTRONIKA DIGITAL

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    4/29

    Elektronika Analog 4

    FITUR BUKU

    Penggunaan ikon dalam buku teks ini merupakan fitur buku yang

    bertujuan untuk membawa perhatian agar lebih menarik berkenaan dengan

    informasi yang memerlukan penekanan khusus.

    Tanda ini digunakan sebagai pengingat simbol-

    simbol penting

    Tanda ini digunakan sebagai pengenalan tokoh-tokoh

    penemu dibidang elektro/elektronika

    Tanda ini digunakan sebagai pengingat rumus-rumus

    penting

    Tanda ini digunakan sebagai penanda contoh soal

    beserta jawaban

    Tanda ini digunakan sebagai penanda soal latihan yang

    harus dijawab siswa

    Tanda ini digunakan sebagai penanda rangkuman dalam

    setiap akhir bab

    Tanda ini digunakan sebagai penanda soal uji

    kompetensi yang harus dijawab siswa

    Tanda ini digunakan sebagai penanda soal perbaikan

    yang harus dijawab siswa apabila nilai uji kompetenst

    tidak memenuhi standar

    Tanda ini digunakan sebagai penanda soal pengayaan

    yang harus dijawab siswa apabila nilai uji kompetenst

    sudah memenuhi standar

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    5/29

    Elektronika Analog 5

    DAFTAR ISI

    KATA PENGANTAR.......................................................................................................2

    DESKRIPSI........................................................................................................................3

    PRASYARAT....................................................................................................................3

    PETA KEDUDUKAN ......................................................................................................3

    FITUR BUKU....................................................................................................................4

    DAFTAR ISI......................................................................................................................5

    BAB 1 KOMPONEN RLC

    1.1 Resistor dan Resistansi .............................................................................................. 9

    1.2 Induktor dan Induktansi ........................................................................................... 12

    1.3 Kapasitor dan Kapasitansi ....................................................................................... 16

    Rangkuman .................................................................................................................... 24

    Soal Uji Kompetensi ...................................................................................................... 25

    Soal Perbaikan ............................................................................................................... 26

    Soal Pengayaan .............................................................................................................. 26

    GLOSARIUM ..................................................................................................................27

    DAFTAR PUSTAKA......................................................................................................28

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    6/29

    Elektronika Analog 6

    Deskripsi Materi

    Langkah pertama sebelum mengenal dan merangkai komponen

    elektronika analog adalah mengenal dasar-dasar tentang teori dan konsep tentang

    dasar-dasar komponen elektronika analog yaitu komponen RLC.

    Kompetensi Inti & Kompeteni Dasar

    3.3. Menentukan sifat elemen pasif dalam rangkaian listrik arus searah dan

    peralihan (KI-3)

    4.3. Memeriksa sifat elemen pasif dalam rangkaian listrik arus searah dan

    peralihan (KI-4)

    Tujuan Pembelajaran

    1. Siswa dapat Menentukan sifat elemen pasif dalam rangkaian listrik

    arus searah dan peralihan (KI-3)

    2. Siswa dapat Memeriksa sifat elemen pasif dalam rangkaian listrik arus

    searah dan peralihan (KI-4)

    Kata Kunci

    Resistor

    Resistansi

    Induktor

    Induktansi

    Kapasitor

    Kapasitansi

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    7/29

    Elektronika Analog 7

    PETA KONSEP

    KOMPONEN PASIF

    RLC

    RESISTOR INDUKTOR KAPASITOR

    RESISTANSI INDUKTANSI KAPASIANSI

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    8/29

    Elektronika Analog 8

    1. ELEMEN PASIF RANGKAIAN LISTRIK

    Elemen atau kompoen listrik yang dibicarakan disini adalah elemen

    listrik dua terminal, yang terdiri atas:Sumber tegangan, Sumber arus,

    Resistor ( R ), Induktor ( L ), Kapasitor ( C ).Berbicara mengenai Rangkaian

    Listrik, tentu tidak dapat dilepaskan dari pengertian dari rangkaian itu sendiri,

    dimana rangkaian adalah interkoneksi dari sekumpulan elemen atau komponen

    penyusunnya ditambah dengan rangkaian penghubungnya dimana disusun

    dengan cara-cara tertentu dan minimal memiliki satu lintasan tertutup. Dengan

    kata lain hanya dengan satu lintasan tertutup saja kita dapat menganalisis suatu

    rangkaian.

    Yang dimaksud dengan satu lintasan tertutup adalah satu lintasan saat

    kita mulai dari titik yang dimaksud akan kembali lagi ketitik tersebut tanpa

    terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang kita

    tempuh.Rangkaian listrik merupakan dasar dari teori rangkaian pada teknik

    elektro yang menjadi dasar atay fundamental bagi ilmu-ilmu lainnya seperti

    elektronika, sistem daya, sistem computer, putaran mesin, dan teori control.

    Sebuah rangkaian (circuit) dan Jaringan (net work) terbentuk dari

    gabungan elemen-elemen dua terminal baik elemen pasif maupun elemen aktif.

    Elemen-elemen aktif adalah sumber tegangan atau sumber arus yang mampu

    menyalurkan energi ke rangkaian atau jaringan. Sedang elemen-elemen pasif

    adalah resistor, induktor dan kapasitor yaitu elemen-elemen rangkaian yang

    menyerap ataupun menyimpan energi dari sumber energi. Elemen-elemen

    tersebut dapat dihubungkan dalam hubungan seri, parallel atau kombinasi

    keduanya.

    Kesepakatan Tanda

    Bila suatu arus memasuki sebuah elemen rangkaian pada terminal

    bertanda positif (+) untuk tegangan U pada elemen tersebut, maka daya yang

    diserap adalah perkalian antara tegangan dan arus atau P = U x I.

    Simbol Elemen Aktif

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    9/29

    Elektronika Analog 9

    Gambar 1.1 Kesepakatan Tanda Arah Arus

    Dalam Gambar 1.1, diketahui tegangan pada elemen A adalah Ua = 20

    V, tegangan pada elemen B adalah Ub = -15 V dan tegangan pada elemen C

    adalah Uc = 5 V. Dapat diketahui besar daya yang diserap oleh elemen A yaitu: P =Ua x I = - (20) x (3) = - 60 watt

    Penyerapan negatif adalah emisi positif. Akibatnya, elemen A pastilah

    sebuah sumber tegangan. Daya yang diserap oleh elemen B adalah - (-15) x (3) = 45

    watt dan pada elemen C adalah : +(5) x (3) = 15 watt.

    Diagram Rangkaian

    Setiap diagram rangkaian atau jaringan dapat terbentuk atauditampilkan dalam berbagai cara. Jadi kadang-kadang rangkaian yang

    sama tetapi dapat ditampilkan dalam bentuk yang berbeda. Oleh karena itu

    dalam melakukan analisis rangkaian, sebaiknya memeriksa terlebih dahulu

    diagram rangkaiannya dan kalau perlu digambar kembali guna memperlihatkan

    dengan lebih jelas bagaimana elemen- elemen tersebut saling berhubungan

    sebelum memulai menyelesaikan masalahnya.

    1.1 Resistor dan Resistansi

    Hampir semua penghantar listrik terbuat dari logam. Tetapi tidak ada

    bahan yang dapat menjadi penghantar murni. Tetapi beberapa logam

    merupakanpenghantar listrik yang lebih baik dibandingkan dengan lainnya. Perak,

    tembaga, dan alumunium merupakan penghantar yang bagus. Besi, baja, dan

    arang juga dapat menghantarkan arus listrik, tetapi resistansinya sangat

    tinggi.

    Simbol Elemen Pasif

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    10/29

    Elektronika Analog 10

    Penghantar yang sangat jelek lazim disebut sebagai resistor atau resistan

    atau tahanan atau penghambat. Resistor tidak memiliki elektron bebas atau sangat

    sedikit elektron bebas pada atomnya. Jadi sangat sulit bagi elektron bebas tersebut

    bergerak melewati ataom lainnya. Resistor atau tahanan adalah bahan

    listrik yang mempunyai daya hantar listrik rendah atau mempunyai resistansi

    tinggi. Karena nilai resitansinya tinggi maka resistor sering digunakan sebagai

    pembatas arus listrik. Bahan listrik yang sering digunakan sebagai resitor

    adalah arang atau karbon, dan nichrom.Dalam prakteknya untuk keperluan

    pengontrolan arus listrik digunakan resistor-resistor praktis yang didesain

    dalam berbagai harga. Satuan praktis dari resistor adalah Ohm.

    Gambar 1.2 Jenis-Jenis Resistor

    Resistan listrik diukur dalam satuan ohm. Di mana satuan ohm

    menyatakan jumlah resistan pada suatu rangkaian listrik. Resistansebesar satu ohm memungkinkan adanya emf sebesar satu volt yang

    menyebabkan terjadinya aliran arus melalui rangkaian tersebut sebesar satu

    amper. Simbol yang digunakan untuk menyatakan satuan ohm adalah .

    George Simon Ohm

    Resistor yang kita kenal saat

    ini adalah buah tangan dariseorang Georg Simon Ohm

    dilahirkan pada tanggal 16

    Maret 1789 di kota Erlangen

    di Bavaria, yang sekarang

    Jerman.

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    11/29

    Elektronika Analog 11

    Nilai resistan listrik pada suatu konduktor tergantung pada empat

    aspek berikut:

    Bahan yang digunakan

    Diameter atau ukuran konduktor

    Panjang konduktor

    Suhu konduktor

    Besarnya nilai resistansi suatu bahan konduktor dapat dihitung

    denganmenggunakan persamaan :

    Dimana :

    R : resistansi konduktor, diukur dalam satuan ohm

    : resistivitas bahan, dalam satuan ohm.mm2/m

    l : panjang konduktor, diukur dalam satuan meter (m)

    A : luas penampang kawat penghantar, dalam satuan mm2

    Resistansi Bahan

    Konduktor

    Latihan Soal 1

    1. Gambarkan simbol dari resistor

    2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Resistansi

    3.

    Sebutkan hal-hal yang mempengaruhi Nilai resistan listrik pada

    suatu konduktor

    4. Jelaskan persamaan untuk menghitung besarnya nilai

    resistansi suatu bahan konduktor

    5. Sebutkan satua dari besarnya resistansi resistor

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    12/29

    Elektronika Analog 12

    1.2. Induktor dan Induktansi

    Induktor adalah sebuah elemen pasif rangkaian yang dapat

    menyimpan energi. Induktor berbentuk sebuah lilitan yang terbuat dari bahan

    konduktor (tembaga) yang dililitkan pada suatu bahan fero magnetik. Sebagai

    contoh belitan transformator, belitan motor dan alat-alat lain yang serupa.

    Sebuah induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika

    pasif(kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada

    medanmagnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Kemampuan

    induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya (L),

    yang diukurdalam satuan Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat

    penghantar yangdibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan

    magnet yang kuat di dalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday.

    Induktor adalah salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan

    dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah-ubah dikarenakan

    kemampuan induktor untuk memprosesarus bolak-balik.

    Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa

    resistansi atau kapasitansi, dan hanya menyerap daya disipatif relatif kecil.

    Sebuah induktor pada kenyataanya memiliki induktansi dan resistansi. Padasuatu frekuensi, induktor dapat menjadi sirkuit resonansi karena kapasitas

    parasitnya. Selain menyerap daya disipatif pada resistansi kawat, induktor berinti

    magnet juga menyerap daya di dalam inti karena efek histeresis, dan pada arus

    tinggi mungkin mengalami nonlinearitas karena adanya kejenuhan magnetik.

    Gambar 1.3 Macam-Macam Konduktor

    Joseph Henry

    Penemu dari induktor

    adalah Joseph Henry yang

    lahir pada 17 Desember

    1797 di Albany, New York,

    Amerika Serikat. Nama

    Henry kemudian dijadikan

    satuan untuk besar

    induktansi

    http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Komponen_elektronika&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Torushttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Induktansinya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Kumparanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Arus_bolak-balikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Resistansihttp://id.wikipedia.org/wiki/Kapasitansihttp://id.wikipedia.org/wiki/Kapasitansihttp://id.wikipedia.org/wiki/Resistansihttp://id.wikipedia.org/wiki/Arus_bolak-balikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Arus_bolak-balikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kumparanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Induktansinya&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnethttp://id.wikipedia.org/wiki/Torushttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Komponen_elektronika&action=edit&redlink=1
  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    13/29

    Elektronika Analog 13

    Konstruksi Induktor

    Sebuah induktor biasanya dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari

    bahan penghantar, biasanya kawat tembaga, digulung pada inti magnet berupa

    udara atau bahan feromagnetik. Bahan inti yang mempunyai permeabilitas

    magnet yang lebih tinggi dari udara meningkatkan medan magnet dan

    menjaganya tetap dekat pada induktor, sehingga meningkatkan induktansi

    induktor. Induktor frekuensi rendah dibuat dengan menggunakan baja laminasi

    untuk menekan arus eddy. Ferit lunak biasanya digunakan sebagai inti pada

    induktor frekuensi tingi, dikarenakan ferit tidak menyebabkan kerugian daya

    pada frekuensi tinggi seperti pada inti besi. Ini dikarenakan ferit

    mempunyai lengkung histeresis yang sempit dan resistivitasnya yang tinggi

    mencegah arus eddy.

    Induktor dibuat dengan berbagai bentuk. Sebagian besar dikonstruksi

    dengan menggulung kawat tembaga email disekitar bahan inti dengan kaki-

    kaki atau terminal kawat keluar. Beberapa jenis menutup penuh gulungan

    kawat di dalam material inti, dinamakan induktor terselubungi. Beberapa

    induktor mempunyai inti yang dapat diubah letaknya, yang memungkinkan

    pengubahan induktansi. Induktor yang digunakan untuk menahan frekuensi

    sangat tinggi biasanya dibuat dengan melilitkan tabung atau manik-manik ferit

    pada kabel transmisi.

    Induktor kecil dapat dicetak langsung pada papan rangkaian cetak dengan

    membuat jalur tembaga berbentuk spiral. Beberapa induktor dapat dibentuk

    pada rangkaian terintegrasi menhan menggunakan inti planar. Tetapi

    bentuknya yang kecil membatasi induktansi. Dan girator dapat menjadi pilihan

    alternatif.

    Gambar 1.4 Konstruksi Induktor

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    14/29

    Elektronika Analog 14

    Macam-macam induktor umumnya dibedakan berdasar inti yg dipakainya,

    yaitu:

    Induktor-inti-udara / air-core-inductor

    Induktor-frekuensi-radio / radio-frequency-inductor

    Induktor-inti-Feromagnetik / ferromagnetic-core-inductor

    Induktor-Variabel / Variable-inductor

    Induktor-inti-Laminasi / Laminated-core-inductor

    Induktor-inti-toroida / Toroidak-core-inductor

    Induktor-inti-ferit / Ferrite-core-inductor

    Kemampuan sebuah induktor untuk melawan sembarang perubahan arus

    merupakan ukuran induktansi diri suatu kumparan. Untuk keperluan praktis

    biasanya hanya disebut sebagai induktansi yang disimbolkan dengan huruf L.

    Induktansi diukur dalam satuan Henry. Induktor adalah kumparan magnetik

    dengan bermacam-macam ukuran yang dirancang untuk menghasilkan

    sejumlah nilai induktansi. Untuk meningkatkan nilai induktansinya, lazimnya

    digunakan bahan feromagnetik.

    Kalau pada resistor, ia hanya memiliki nilai resistansi maka pada induktor

    dia memiliki nilai resistansi ( R ) dan nilai induktansi ( L ). Di mana besarnya nilaiinduktansinya tergantung pada jumlah lilitan (N), luas penampang lilitannya (A)

    dan panjang sumbu lilitannya (l).

    Secara matematik hubungannya dapat dituliskan sebagai berikut :

    Dimana :

    o adalah permeabilitas udara : o = 4x 10-7 H/m

    r adalah permeabilitas bahan feromagnetik

    Induktansi

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    15/29

    Elektronika Analog 15

    Contoh Soal : Menentukan Iduktansi

    Tentukan induktansi kumparan inti besi seperti gambar berikut:

    Induktor merupakan elemen pasif yang mempunyai sifat dapat

    menyimpan energi seperti halnya energi yang tersimpan pad pegas. Adalah M.

    Faraday sarjana ekperimentalis dari Inggris yang menemukan gejala unik

    dari induktor dan induktansi. Bahwa medan magnetik yang selalu berubah

    setiap saat dapat menginduksikan tegangan di dalam rangkaian yang

    berdekatan. Faraday dapat menunjukkan bahwa besarnya tegangan induksi

    sebanding dengan laju perubahan arus terhadap waktu yang menghasilkan medan

    magnet tersebut dan suatu konstanta yang kemudian disebut sebagai induktansi ( L ),

    sehingga

    Tegangan

    Induktansi

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    16/29

    Elektronika Analog 16

    1.3. KAPASITOR DAN KAPASITANSI

    Kapasitan dapat didefinisikan sebagai suatu sistem kombinasi dari konduktor

    dan isolator yang bisa menyimpan listrik (elektron bebas). Kemampuannya tersebut

    diindikasikan denga huruf C. Satuan kapasitas dinyatakan dalam farad. Simbol farad

    adalah huruf F kapital. Satu farad dapat dinyatakan sebagai pengisian listrik (charge)

    sebesar satu Coulomb pada permukaan kapasitor dengan perbedaan potensial sebesar

    satu volt antara kedua pelat.

    Gambar 1.5 Macam-macam kapasitor

    Latihan Soal 2

    1. Gambarkan simbol dari induktor!

    2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Induktansi!

    3. Sebutkan macam-macam induktor berdasarkan intinya!

    4. Sebutkan hal-hal yang mempengaruhi besarnya induktansi!

    5. Sebutkan satuan dari besarnya induktansi!

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    17/29

    Elektronika Analog 17

    Satuan Kapasitansi

    Satuan Farad merupakan satuan yang agak besar jika diterapkan pada

    suatu unit kapasitor. Biasanya kapasitor yang digunakan di berbagai peralatan

    listrik dan refrijerasi dinilaikan dalam ukuran mikrofarad (F). Setiap perangkat

    yang memiliki kapasitan (menyimpan elekron bebas) disebut kapasitor.

    Kapasitor berskala besar terbuat dari permukaan metal seperti aluminium foil

    yang dipisahkan oleh baha isolasi (dielektrik), seperti diperlihatkan dalam

    Gambar 1.6. Kapasitor diklasifikasikan berdasarkan bahan yang digunakan

    sebagai dielektrikum. Bahan dielektrikum yang lazim digunakan adalah udara,

    kertas, oli, keramik, dan elektrolid.

    Gambar 1.6 Konstruksi Kapasitor

    Kapasitor yang terhubung secara seri dengan beban listrik dalam

    suatu rangkaian listrik, dapat merubah gelombang sinusoida dan membuat

    gelombang arus listrik mendahului gelombang tegangan listrik. Kapasitor

    digunakan untuk meningkatkan torsi motor satu fasa, meningkatkan efisiensi,

    dan perbaikan faktor kerja. Pembahasan lebih mendalam masalah ini akan

    diberikan di Dasar dan Pengukuran Listrik 2.

    Kapasitor adalah komponen listrik/elektronika yang digunakan

    untuk menyimpan muatan listrik, dan secara sederhana terdiri dari dua

    konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik). Kapasitor

    atau disebut juga kondensator adalah alat (komponen) listrik yang dibuat

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    18/29

    Elektronika Analog 18

    sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik untuk sementara

    waktu. Kapasitor yang paling sederhana adalah kapasitor yang dibentuk oleh dua

    pelat konduktor.Pada prinsipnya sebuah kapasitor terdiri atas dua konduktor

    (lempeng logam) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator). Isolator

    penyekat ini sering disebut bahan (zat) dielektrik.Zat dielektrik yang

    digunakan untuk menyekat kedua penghantar dapat digunakan untuk

    membedakan jenis kapasitor.

    Beberapa kapasitor menggunakan bahan dielektrik berupa kertas, mika,

    plastik cairan dan lain sebagainya. Karena sifatnya yang dapat menyimpan

    energi, maka kapasitor lazim digunakan sebagai cadangan energi ketika sikuit

    elektronika terputus secara-tiba-tiba. Hal inikarena adanya arus transien pada

    kapasitor. Pada alat penerima radio,kapasitorbersama komponen elektronika lain

    dapat digunakan sebagai penyaring frekuensi dan filter gelombang, selain dapat

    juga sebagaikomponen pada sirkuit penyearah arus/tegangan ac menjadi dc

    atau disebutdengan penghalus riak sehingga alat-alat elektronik bisa

    digunakandengan tegangan bolak-balik (PLN) tanpa baterai.

    Kapasitor juga dapat digunakansebagai komponen pemberi cahaya singkat

    pada blitz kamera. Kapasitor (yang pada awalnya disebut kondensator) secara

    struktur prinsipnya terdiri dari dua buah pelat konduktor yang berlawanan

    muatan,masing-masing memiliki luas permukaan A, dan mempunyai muatan

    persatuan luas . Konduktor yang dipisahkan oleh sebuah zat dielektrik

    yangbersifat isolator sejauh d. Zat inilah yang nantinya akan memerangkap

    elektron-elektron bebas. Muatan berada pada permukaankonduktor yang

    jumlah totalnya adalah nol. Hal ini disebabkan jumlahmuatan negatif dan

    positif sama besar. Bahan dielektrik adalah bahan yangjika tidak terdapat medan

    listrik bersifat isolator, namun jika ada medanlistrik yang melewatinya, maka

    akan terbentuk dipol-dipol listrik, yang arahmedan magnetnya melawan medan

    listrik semula.

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    19/29

    Elektronika Analog 19

    Gambar 1.7 Plat panel sebelum terhubung dengan sumber tegangan

    Gambar 1.7 memperlihatkan dua plat paralel sebelum terhubung ke

    sumber tegangan. Sebelum adanya muatan pada kedua pelat, bahan dielektrik

    memiliki dipole acak sehingga bersifat isolator.

    Setelah plat bermuatan yg menghasilkan medanl istrik ke arah

    kanan,muatan pada dielektrik terpolarisasi oleh medan listrik. Muatan positif

    perlahan-lahan menuju pelat negatif, dan muatan negatif ke pelat positif.

    Akibatnya terdapat medan listrik baru pada dielektrik yang melawan medan

    listrik semula yang saling menghilangkan,sehingga medan listrik total menjadi

    nol, dan arus berhenti mengalir.

    Gambar 1.8 Plat panel setelah terhubung dengan sumber tegangan

    Kapasitas Kapasitor

    Ketika kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan (misalnya baterai

    atau sumber tegangan yang lain) kapasitor akan menyimpan muatan. Besarnya

    kapasitas muatan yang tersimpan dalam kapasitor disebut kapasitas kapasitor.

    Besarnya kapasitas kapasitor disebut kapasitansi. Kapasitas kapasitor adalah

    banyak muatan yang tersimpan dalam kapasitor ketika di hubungkan dengan beda

    potensial tertentu. Kapasitansi kapasitor disimbolkan dengan huruf C kapital,

    secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    20/29

    Elektronika Analog 20

    Dimana:

    C = Kapasitas kapasitor, diukur dalam satuan farad

    q = muatan yang tersimpan dalam kapasitor, diukur dalam satuan coulomb

    U = beda potensial antar pelat kapasitor, diukur dalam satuan volt

    Gambar 1.9 Kapasitor Pelat Paralel

    Marilah kita tinjau konfigurasi pelat sejajar seperti pada Gambar 1.8. Ketika

    saklar S ditutup, dalam ruang antara plat akan timbul medan listrik. Setelah

    beberapa saat pada plat 1 akan terkumpul muatan +q dan pada plat 2 muatan -q.

    Fenomena tersebut diperlihatkan dalam Gambar 1.9 berikut ini.

    Gambar 2.0 Gejala Kapasitor Pelat Paralel

    Tegangan

    Induktansi

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    21/29

    Elektronika Analog 21

    Muatan dalam plat mencapai harga maksimum q setelah potensial plat 1

    mencapai harga Us. Muatan maksimum q yang terkumpul pada plat

    sebanding dengan tegangan sumber Us. Kuat medan listrik yang timbul di antara

    plat adalah:

    Dengan

    , merupakan rapat muatan persatuan luas. Sehingga beda potensial antara

    plat adalah :

    q = CV, dan

    Untuk selanjutnya C disebut kapasitansi yang menyatakan kapasitas sistem kapasitor

    untuk menyimpan muatan atau juga medan listrik. Harga kapasitansi tergantung pada

    bentuk sistem kapasitornya, yaitu luas plat dan jarak antar plat. Satuan kapasitansi

    Farad (F).

    Sistem kapasitif adalah sistem yang dapat menyimpan muatan atau

    medan listrik. Sedangkan kapasitor adalah sistem kapasitif yang dibuat agar

    mempunyai harga kapasitansi tertentu.

    Pada Umumnya besaran kapasitor C diukur dalam satuan mikrofarad (F) atau

    pikofarad (pF). Hubungan antara farad,mikrofarad dan pikofarad dapat dinyatakan

    sebagai berikut:

    1F = 10-6F

    1 pF = 10-12F

    Kuat Medan Listrik

    Pada Plat

    Konversi Satuan

    Kapasitansi

    1F = 10-6

    F

    1 pF = 10-12

    F

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    22/29

    Elektronika Analog 22

    Contoh Menentukan Luas Plat

    Plat-plat sejajar sebuah kapasitor yang diisi dengan udara berjarak 1 mm

    satu dengan yang lain. Tentukan luas plat supaya kapasitansinya menjadi 1 F!

    Jawab:

    Ini adalah setara dengan bujursangkar yang sisi-sisnya lebih panjang dari 9,5

    km. Jadi di sini satuan farad merupakan satuan yang sangat besar. Biasanya

    dalampraktek dipakai satuan mikrofarad (F)

    Contoh Menentukan Besar Muatan

    Sebuah kapasitor dengan kapasitas 0,5 F dimuati dengan baterai 12 volt.

    Hitunglah besar muatan yang tersimpan dalam kapasitor tersebut

    Jawab:

    C = 0,5 10-6F

    V = 12 V

    Q = C.V

    = 0,5 . 10-6(12)

    = 6.10-6 C

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    23/29

    Elektronika Analog 23

    Kapasitor yang paling sederhana adalah kapasitor keping sejajar yang terdiri

    dari 2 keping logam seluas A yang terpisah pada jarak d, seperti terlihat pada

    gambar berikut:

    Gambar 1.10 Pelat Paralel

    Pada keping sejajar nilai kapasitas kapasitor dinyatakan dengan formula :

    Untuk penyekat udara r = 1 sehingga nilai kapasitas kapasitor adalah:

    C = kapasitas pelat paralel, dalam farad

    r = permitivitas relatif bahan penyekat

    = permitivitas bahan penyekat

    0 = permitivitas vakum = 8,5 x 10-12C2/N-1m-2

    d = Jarak antar pelat paralel, dalam m

    Kapasitansi Kapasitor

    Pelat Paralel

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    24/29

    Elektronika Analog 24

    Latihan Soal 3

    1.

    Gambarkan simbol dari kapasitor!

    2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Kapasitansi!

    3. Sebutkan hal-hal yang mempengaruhi Nilai kapasitor!

    4. Sebutkan satuna dari besarnya kapasitansi kapasitor!

    5. 1 F = ..... uF

    Rangkuman

    Komponen pasif merupakan komponen yang dapat menyerap

    atau menyimpan energi dari sumber energi

    Resistor adalah komponen elektronik yang digunakan sebagai

    penghambat arus

    Resistansi adalah nilai besarnya kemampuan resistor untuk

    menghambat arus yang dinyatakan dengan Ohm

    Induktor adalah komponen elektronik yang digunkan sebga

    beban induktif

    Induktansi adalah kemampuan sebuah induktor untukmelawan sembarang perubahan arus diri suatu kumparan

    yang dinyatakan dalam satuan Henry

    Kapasitor merupakan komponen elektronik yangdigunakan

    untuk menyimpan arus listrik sementara

    Kapasitansi merupakan kemampuan kapasitor menyimpan

    arus listrik untuk sementara yang dinyatakan dalam satuan

    Farad

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    25/29

    Elektronika Analog 25

    UJI KOMPETENSI

    A.

    Jawablah Pertanyaan Berikut Ini Dengan Memberi Tanda Silang PadaJawaban Yang aling Tepat!

    1. Satuan dari resistansi adalah....

    a. Volt c. Ohm

    b. Ampere d. Watt

    2. Berikut ini yang tidak mempengaruhi nilai resistan listrik pada

    suatu konduktor adalah....

    a. Bahan c. Suhu

    b. Diameter d. Harga

    3. Fungsi dari resistor adalah....

    a. Menahan arus listrik c. Menghantarkan arus listrik

    b. Menyimpan arus listrik d. Pengaman

    4. Berikut meruakan simbol dari induktor adalah....

    a. c.

    b. d.

    5. Kemampuan sebuah induktor untuk melawan sembarang

    perubahan arus adalah...

    a. Resistansi c. Konduktansi

    b. Induktansi d. Kapasitansi

    6. Fungsi dari resistor adalah....

    a. Sebagai beban induktif c. Sebagai beban kapasitif

    b. Sebagai beban resistif d. Sebagai beban relatif

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    26/29

    Elektronika Analog 26

    1.

    Satuan dari Kapasitansi adalah....

    a. Volt c. Farad

    b. Henri d. Ohm

    7. Fungsi dari kapasitor adalah....

    a. Menahan arus listrik c. Menyimpan arus listrik sementara

    b. Pengaman arus listrik d. Menyimpan arus listrik selamanya

    8. Simbol dari kapasitor adalah....

    a. R c. F

    b. L d. C

    9. Sebuah kapasitor dengan kapasitas 0,5 F dimuati dengan baterai 9

    volt. Besar muatan yang tersimpan dalam kapasitor tersebut adalah

    a. 6.10-6 F c. 18.10

    -6 C

    b. 12.10

    -6

    F d. 24.10

    -6

    C10.Nilai 1F = .... F

    a. 10-6

    c. 10-9

    b. 106 d. 10

    9

    B. Jawablah Pertanyaan Berikut Ini Dengan Tepat!

    1. Jelaskan perbedaan resistansi dan resistor

    2. Jelaskan perbedan induktansi dan induktor

    3. Jelaskan perbedaan kaasitansi dan kapasitor

    4. Sebutkan jenis-jenis kapasitor!

    5. Sebutkan hal-hal yang mempengaruhi besarnya resistansi suatu

    konduktor!

    NILAI Paraf

    Orang Tua

    Paraf GuruCatatan:

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    27/29

    Elektronika Analog 27

    PENGAYAAN

    1. Gambarkan simbol-simbol R-L-C!

    2. Plat-plat sejajar sebuah kapasitor yang diisi dengan udara berjarak

    1 mm satu dengan yang lain. Tentukan luas plat supaya

    kapasitansinya menjadi 1 uF!

    3. Sebutkan macam-macam konduktor berdasarkan intiny!

    4. Tentukan induktansi kumparan inti besi seperti gambar berikut:

    5.

    Sebuah kapasitor dengan kapasitas 1 F dimuati dengan baterai 24

    volt. Hitunglah besar muatan yang tersimpan dalam kapasitor

    tersebut

    PERBAIKAN

    1. Jelaskan Apa Yang Dimaksud Dengan Resistor, Induktor, dan Kapasitor!

    2. Jelaskan Apa Yang Dimaksud Dengan Resistansi, Induktansi dan

    Kapasitansi!

    3. Jelaskan fungsi dari komponen R-L-C!

    4. Sebutkan Hal-hal yang mempengaruhi besarnya resistansi suatu bahan

    konduktor!

    5. Sebutkan Hal-hal yang mempengaruhi besarnya kapasitasi !

    50mm

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    28/29

    Elektronika Analog 28

    GLOSARIUM

    Resistansi: kemampuan resistor menghambat arus listrik

    Induktansi: kemampuan induktor

    Kapasitansi: kemampuan sebuah induktor untuk melawan sembarang

    perubahan arus diri suatu kumparan

    Ohm: satuan hambatan listrik/ Satuan resistansi

    Ampere: satuan arus listrik

    Volt: satuan tegangan listrik

    Henry: satuan induktansi

    Farad: satuan kapasitansi

  • 7/24/2019 Modul Elektronika Analog I

    29/29

    DAFTAR RUJUKAN

    Asmuniv. 2013.Rangkaian Elektronika Analog. Jakarta : Kemdikbud.Nuraeni, Reni. 2013.Rangkaian Elektronika Analog. Jakarta : Kemdikbud.