< Previous Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 120 Contoh : 1. Temperatur penghantar tembaga berubah sekitar 20 K (bukan 20 OC). 2. Temperatur lilitan motor sebesar 20 OC. Untuk ini dapat juga dikatakan : 293 K, disini 0 OC senilai dengan 273 K atau 0 K sesuai dengan -273 OC. Reaksi penghantar dingin dapat diterangkan, bahwa pada asutan panas yang lebih kuat atas atom-atom didalam kisi-kisi kristal, lebih besar pula tumbukan elektron-elektron yang bergerak dengan atom-atom (ion-ion atom) sehingga memberikan tahanan yang lebih besar. (gambar 1.33) --------+++++++++-------- Gambar 4.1 Tahanan pada penghantar logam yang dipanaskan Reaksi penghantar panas berdasarkan, bahwasanya pada pemanasan elektron-elektron ekstra (tambahan) menjadi bebas dan tergabung pada gerakan yang terarah. Hal ini berarti pengurangan tahanan. Pada konstantan melalui pemanasan seperti pada penghantar dingin terjadi suatu pengereman pembawa muatan, tetapi seperti juga pada penghantar panas, elektron-elektron ekstra menjadi bebas. Kedua reaksi tersebut cukup saling menetralisir. Perubahan tahanan melalui pemanasan untuk masing-masing bahan berbeda. Karakteristik bermacam-macam bahan ditetapkan melalui koefisien temperatur. Simbol : (alpha) Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 121 Satuan : K1 Koefisien temperatur menunjukkan perubahan tahanan untuk tahanan sebesar 1 pada pemanasan 1 K. Pada perhitungan sering digunakan koefisien temperatur dalam K%. Bahan yang pada pemanasan nilai tahanannya berkurang, mempunyai koefisien temperatur negatip. Beberapa contoh koefisien temperatur (berlaku untuk perubahan temperatur mulai dari suhu 20 OC) sbb : Tembaga = 0,0039 K1 = 0,39 K% Alumunium = 0,0037 K1 = 0,37 K% Wolfram = 0,0041 K1 = 0,41 K% Nikelin = 0,00023 K1 = 0,023 K% Mangan = 0,00001 K1 = 0,001 K% Konstantan = 0,00003 K1 = 0,003 K% Karbon murni = 0,00045 K1 = 0,045 K% Pada logam murni (tembaga, alumunium, wolfram) besarnya koefisien temperatur kira-kira 0,4 K%, artinya setiap K kenaikan temperatur tahanannya bertambah 0,4 % Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 122 Menunjuk pada lampu pijar, yang didalamnya menggunakan kawat wolfram, dalam operasionalnya merupakan suatu tahanan panas, yang bisa mencapai 15 kali lebih besar dari pada tahanan dingin (pada kondisi dingin). Pada logam campuran tertentu (nikelin, manganin, konstantan) koefisien temperaturnya sangat kecil. Bahan ini sangat cocok untuk tahanan alat ukur. Perubahan tahanan R (baca: delta R) suatu penghantar untuk : tahanan 1 dan perubahan temperatur 1K besarnya R = Ohm tahanan 1 dan perubahan temperatur 2K besarnya R = 2 . Ohm tahanan 1 dan perubahan temperatur K besarnya R = . Ohm tahanan R dan perubahan temperatur K besarnya R = . . R Ohm (baca: delta) adalah suatu huruf Yunani dan digunakan disini sebagai simbol formula untuk perbedaan. (baca: theta) adalah juga suatu huruf Yunani dan digunakan disini sebagai simbol formula untuk temperatur. Dengan demikian berlaku : Perubahan tahanan ; R = . . Rd Dimana : R = perubahan tahanan dalam Rd = tahanan dingi pada 20° C dalam = koofesien temperatur dal;am 1/°K = kenaikan temperatur pada °K Tahanan panas yang baru Rp terdiri atas tahanan dingin Rd dan perubahan tahanan R. Rp = Rd + R Tahanan panas Rp tahanan panas dalam Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 123 Rp = Rd + . . Rd Melalui penjabaran formula diperoleh : Kenaikan temperatur : = Persamaan tersebut diatas berlaku untuk kenaikan temperatur hingga kira-kira 200 oC. Pada kenaikan temperatur yang melebihi 200 oC, harus diperhatikan faktor-faktor lainnya. Pemakaian perubahan tahanan ditemukan pada penyelidikan pemanasan lilitan termasuk juga untuk tujuan pengukuran dan pengaturan. Kerjakan soal berikut : 1. Lilitan tembaga suatu mesin pada suhu 20 oC terukur tahan-annya serbesar 30 . Selama beroperasi temperatur tahan-annya naik menjadi 80 oC. Berapa sekarang besarnya tahanan kumparan ? 2. Suatu penghantar dengan luas penampang 10 mm2. Berapa besarnya tahanan untuk panjang 500 m, jika digunakan penghantar a. Tembaga b. Alumunium Diketahui : A = 10 mm2 ℓ= 500 m Hitunglah : Rcu , Ral 3. Berapa nilai hambatan kawat apabila seutas kawat panjangnya 100 m, diameter 2 mm, dan hambatan jenis 6,28 x Ω meter ? 4. Sebuah lampu pijar yang filamennya dari tungsten memiliki hambatan 240 Ω ketika berpijar putih (kira-kira 1800C). Tentukan hambatan lampu pijar pada suhu ruang C. 5. Berapa besarnya daya hantar untuk tahanan : 5 ; 0,2 ; 100 ? Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 124 6. Berapa besarnya hantar jenis perak, tembaga dan alumunium jika sebagai tahanan jenis berturut-turut terdapat nilai sbb. : tembaga = 0,0178 . mm2/m. alumunium = 0,0278. mm2/m. Perak = 0,016 . mm2/m. 7. Didalam kumparan kawat alumunium dengan luas penampang 0,5 mm2, rapat arus yang diijinkan adalah sebesar 2 A/mm2. Berapa besarnya arus operasional yang diperbolehkan ? 8. Apa yang dimaksud dengan tahanan listrik ? 9. Bagaimana simbol formula dan satuan untuk tahanan listrik ? 10. Kapan sebuah penghantar mempunyai tahanan 1 11. Apa yang dimaksud dengan tahanan jenis ? 12. Bagaimana satuan tahanan jenis ? 13. Bagaimana perubahan tahanan suatu penghantar, jika a) luas penampang menjadi setengahnya, b) panjangnya tiga kali lipat, c) bahannya semula tembaga diganti dengan alumunium ? 14. Coba jabarkan asal mula satuan tahanan jenis ! 15. Bagaimana hubungan antara daya hantar dan tahanan ? 16. Bagaimana simbol formula dan satuan untuk daya hantar listrik ? 17. Bagaimana hantar jenis dapat ditentukan dari tahanan jenis yang sudah diketahui ? 18. Berapa besarnya 0,05 MΩ; 2,5 kΩ; 450 mΩ ? 19. Berapa besarnya tahanan suatu untaian tembaga panjang 5 m dengan luas penampang 0,8 mm2 ? 20. Berapa besarnya tahanan suatu baja elektroda pentanahan yang panjangnya 150m, lebar 30 mm dan tebal 3 mm ? 21. Berapa meter panjang kawat nikelin ( ρ = 0,4 Ω.mm2/m) dengan diameter 0,6 mm yang digunakan untuk membuat suatu tahanan sebesar 90 Ω? 22. Berapa luas penampang harus dipilih untuk penghantar tembaga yang panjangnya 22,4 m (pergi dan pulang), jika tahanan maksimum yang diperbolehkan sebesar 0,0665Ω Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 125 Tugas 3 Pengayaan Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Semakin besar nilai resistansi sebuah resistor yang dipasang, semakin kecil arus yang mengalir. Satuan nilai resistansi suatu resistor adalah Ohm () diberi lambang huruf R. Ada dua macam resistor yang dipakai pada teknik listrik dan elektronika, yaitu resistor tetap dan resistor variable. Resistor tetap adalah resistor yang mempunyai nilai hambatan yang tetap. Biasanya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam. Sebuah hambatan karbon dibentuk oleh pipa keramik dengan karbonnya diuapkan. Biasanya pada kedua ujungnya dipasang tutup, dimana kawat-kawat penghubungnya dipasang. Nilai hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan panjangnya lintasan karbon. Panjang lintasan karbon tergantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral. Bentuk resistor karbon yang diuapkan aksial dan radial dapat dilihat pada gambar 1 di bawah ini. Kalian sudah mendapatkan teori-teori tentang resistor melalui literatur-literatur yang kalian dapatkan dan dari internet yang kalian cari, coba jelaskan kembali definisi dari resistor ! Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 126 Gambar 4.2 Hambatan Karbon yang diuapkan Aksial dan Radial Gambar di bawah ini memperlihatkan simbol resistor tetap Gambar 4.3 Simbol Resistor Tetap 2. Kode warna Resistor Kode warna pada resistor menyatakan harga resistansi dan toleransinya. Semakin kecil nilai toleransi suatu resistor adalah semakin baik, karena harga sebenarnya adalah harga yang tertera (harga toleransinya). Misalnya suatu resistor harga yang tertera = 100 Ohm mempunyai toleransi 5 %, maka harga yang sebenarnya adalah 100 - (5 % x100) s/d 100 + (5 % x100) = 95 Ohm s/d 105 Ohm.Terdapat resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5 gelang warna seperti yang terlihat pada gambar 3. Gambar 4.4 Resistor dengan 4 gelang warna dan 5 gelang warna Kode Warna pada Resistor 4 Gelang Warna Gelang 1 (Angka pertama) Gelang 2 (Angka kedua) Gelang 3 (Faktor pengali) Gelang 4 (Toleransi) Hitam - 0 1 - Coklat 1 1 101 1 Merah 2 2 102 2 Oranye 3 3 103 3 Kuning 4 4 104 4 Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 127 Warna Gelang 1 (Angka pertama) Gelang 2 (Angka kedua) Gelang 3 (Faktor pengali) Gelang 4 (Toleransi) Hijau 5 5 105 5 Biru 6 6 106 6 Ungu 7 7 107 7 Abu-abu 8 8 108 8 Putih 9 9 109 9 Emas - - 10-1 5 Perak - - 10-2 10 Tanpa Warna - - 10-3 20 Arti kode warna pada resistor 5 gelang adalah: Gelang 1 = Angka pertama Gelang 2 = Angka kedua Gelang 3 = Angka ketiga Gelang 4 = Faktor pengali Gelang 5 = Toleransi Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya adalah resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan keramik/porselin, seperti gambar 4. Gambar 4.5 Resistor dengan Kode Angka dan Huruf Arti kode angka dan huruf pada resistor ini adalah sebagai berikut : - 82 k W 5% 9132 W 82 k W berarti besarnya resistansi 82 k W (kilo ohm) 5% berarti besarnya toleransi 5% 9132 W adalah nomor serinya Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 128 - 5 W 0,02 W J 5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt 0,22 W berarti besarnya resistansi 0,22 W J berarti besarnya toleransi 5% - 5 W 22 R J 5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt 22 R berarti besarnya resistansi 22 W J berarti besarnya toleransi 5% - 5 W 1 k W J 5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt 1 k W berarti kemampuan besarnya resistansi 1 k W J berarti besarnya toleransi 5% - 5 W R 1 k 5 W berarti kemampuan daya resistor sebesar 5 watt RIK berarti besarnya resistansi 1 k W - RSN 2 P 22 kk RSN 2 P berarti nomor seri resistor 22 k berarti besarnya resistansi 22 k W k berarti besarnya toleransi 10% - 1 k 5 berarti besarnya resistansi 1,5 k W Kali ini kalian akan mencoba menggali konsep dan prinsip-prinsip dari sebuah resistor. Apabila mengacu pada hukum Ohm, menurut kalian ada berapa jenis resistor ? 10 buah resistor dengan membaca kode warna. Tentukan pula toleransinya dan tuliskan hasilnya pada tabel dibawah.Ukur masing-masing resistor tersebut dengan ohm Untuk memulai kegiatan pembelajaran, coba kalian siapkan : Teknik Kelistrikan dan Elektronika Instrumentasi 129 meter pilih batas ukur yang meberikan pembacaan pada daerah pertengahan skala. Tulis hasil pengukuran tersebut pada tabel dibawah. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan, apakah hasil pengukuran masih dalam toleransi resistor tersebut ? Jangan meletakkan alat dan bahan ditepi meja ! Buatlah kesimpulan ! Kembalikan semua alat dan bahan ! Resistasi (ke) Keterangan Kode warna Nilai R berdasarkan kode warna Toleransi (%) Nilai hasil pengukuran Gelang 1 Gelang 2 Gelang 3 Gelang 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Next >