Artikel Elektronika Dasar

Artikel Elektronika Dasar

2019-01-04

Pengertian Baterai dan Sel , Tahanan Dalam, dan Garis Beban

Pengertian Baterai dan Sel , Tahanan Dalam, dan Garis Beban

Pengertian Baterai dan Sel

Suatu kesatuan bahan yang karena adanya reaksi kimia di dalamnya bisa menimbulkan energi listrik biasanya disebut sel. Sedangkan gabungan dari sel-sel ini disebut baterai.

Baterai banyak digunakan sebagai sumber tegangan DC pada peralatan-peralatan elektronika terutama yang portable seperti handphone, radio, tape recorder, MP3 player, handy talkie, walkie talkie dan lain sebagainya.

Dalam artikel ini akan dibahas tentang tahanan dalam baterai dan sel dan garis beban. Mari kita simak pembahasannya  berikut ini.

Tahanan Dalam

Bila dua bahan penghantar / elektroda tak sejenis yang disebut dengan anoda dan katoda dicelupkan kedalam suatu larutan elektrolit maka akan terjadi suatu reaksi kimia yang menyebabkan adanya pemisahan muatan - muatan di dalam larutan tersebut. Karena adanya reaksi ini maka elektron-elektron di dalam larutan tersebut akan bergerak dari suatu elektroda ke elektroda lainnya. Dengan demikian, diantara kedua elektroda tersebut akan timbul beda potensial listrik. Beda potensial dari kedua elektroda ini disebut gaya gerak listrik ( ggl ) baterai, yang bisa diukur melalui kedua terminal elektrodanya.

Bila kedua elektroda inidibebani, misalanya dibebani lampu, tegangan antara kedua terminalnya akan turun. Hal ini terjadi karena adanya kerugian tegangan di dalam sel tersebut yang disebabkan oleh adanya tahanan dalam sel. Besarnya tahanan dalam sel ini tergantung pada konstruksi dan kondisi aetiap sel, terutama luas penampang elektroda, jarak antara kedua elektroda, temperatur, dan kuat/kerapatan elektrolitnya.

Jadi jika suatu sel memberikan arus sebesar I Ampere kepada beban, karena adanya tahanan dalam sel, maka beda potensial antara kedua terminal/ elektroda adalah :
V = E - I . r
Keterangan :
V : beda potensial antara kedua terminal/elektroda ( Volt )
E : ggl yang timbul di dalam sel ( Volt )
I : arus yang diberikan kepada beban ( Ampere )
r : tahanan dalam sel ( Ohm )

Gambar Sel


Dengan demikian, ada rugi daya didalam sel sehingga besarnya daya yang digunakan di dalam beban adalah :
I^2  . R = E.I - I^2. r
Keterangan :
I^2 . R : daya yang digunakan didalam beban ( Watt )
I^2 . r  : rugi daya dalam sel ( Watt )
E . I     : daya total yang dihasilkan ( Watt )
R         : tahanan beban ( Ohm )

Jadi efisiensi baterai dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

rumus efisiensi baterai atau sel

Jadi secara teoritis, bila tahanan beban ( R ) makin tinggi, efisiensi sel juga semakin tinggi.

Garis Beban

Dalam pembahasan ini akan dibahas mengenai pengaruh perubahan R terhadap tegangan V dan arus I. Silahkan dapat dilihat gambar berikut ini.

Gambar garis beban pada baterai dan sel

Gambar 5.2 diatas menerangkan bagaimana output dari suatu baterai 12 V, karena adanya tegangan jatuh (voltage drop ) pada tahanan dalamnya, turun sampai 9 volt.

Pada gambar 5.2a tegangan pada terminal output sama dengan ggl ( 12 V ), karena tidak ada arus yang mengalir dalam rangkaian teebuka sehingga tegangan jatuh pada tahanan dalam r adalah nol.

Pada gambar 5.2 b besarnya tahanan yang dialami oleh rangkaian adalah Rt = R + r = 40 Ohm, sehingga besarnya arus yang mengalir didalam rangkaian adalah I = E/Rt = 0,3 A. Akibatnya tegangan jatuh pada tahanan dalamnya adalah sebesar I.r = 3 V. Dengan demikian tegangan, tegangan output sari rangkaian tersebut adalah V = E - I.r = 9 V. Tegangan ini merupakan tegangan beban yang tersedia pada terminal output dari rangkaian tersebut.

Pada gambar 5.2 c adalah suatu grafik yang memperlihatkan bagaimana tegangan terminal output ( V ) menurun akibat bertambahnya arus beban I, seperti pada tabel dibawah ini.

Tabel garis beban baterai

Pada baris teratas, besarnya tahanan beban adalah tak terhingga yang berarti rangkaian dalam keadaan terbuka ( open circuit ) dan arus I = 0. Akibatnya tidak terjadi tegangan jatuh pada tahanan dalamnya (I.r = 0 volt) dan tegangan output sama dengan ggl ( V = E ).

Pada garis terbawah besarnya tahanan beban adalah nol yang berarti rangkaian dalam keadaan hubung singkat. Akibatnya tegangan output = 0 ( V = 0 ) karena semua tegangan yang dibangkitkan nya di drop pada tahanan dalamnya ( E = I.r ).

Demikian pembahasan mengenai pengertian baterai dan sel, tahanan dalam sel dan baterai, juga garis bebannya. Semoga artikel ini bermanfaat buat pembaca semua.

Konfigurasi Rangkaian Kapasitor

Konfigurasi Rangkaian Kapasitor

Pengertian Rangkaian Kapasitor

Kapasitor dapat disusun dengan berbagai konfigurasi untuk mendapatkan nilai kapasitansi tertentu. Hal ini dapat dimanfaatkan dalam rangkaian listrik maupun rangkaian elektronika yang kita gunakan. Sebagai contoh yang nyata adalah penambahan nilai kapasitansi elco pada rangkaian power supply. Rangkaian power supply DC sering membutuhkan kapasitor dengan nilai tertentu untuk mendapat arus DC yang sempurna.

Selain itu rangkaian elektronik yang membutuhkan nilai kapasitor tertentu adalah pada rangkaian osilator. Namun rangkaian osilator saat ini banyak menggunakan crystal untuk mendapatkan frekuensi yang stabil.

Tidak ada salahnya jika kita mengetahui konfigurasi rangkaian dasar kapasitor. Tentunya dalam setiap konfigurasi akan dapat diketahui karakter konfigurasi rangkaian tersebut. Ada dua konfigurasi rangkaian dasar kapasitor yang akan dibahas disini yaitu seri, dan paralel.

Rangkaian kapasitor seri

Kapasitor yang disusun secara seri digunakan untuk meningkatkan kemampuan menahan tegangan listrik. Kapasitor pengganti dari kapasitor - kapasitor yang dihubungkan secara seri adalah sama dengan sebuah kapasitor yang bertambaha tebal bahan dielektrikanya, sehingga nilai kapasitansi totalnya selalu lebih kecil dari masing -masing kapasitor itu sendiri. 

Gambar rangkaian kapasitor seri

Dengan induksi elektrostatis jumlah total muatan yang diberikan pada suatu sistem adalah sama dengan muatan masing - masing kapasitor ( Qt = Q1 = Q2 = Q3 ). 

Dalam hubungan seri, jumlah perbedaan potensial tiap-tiap kapasitor adalah sama dengan pemberian tegangan pada sistem. Rumus Q =C.V berlaku untuk seluruh sistem dan untuk tiap-tiap kapasitor.
V=V1+V2+V3
Qt/Ct =Q1/C1 + Q2/C2 + Q3/C3

Karena Qt = Q1 =Q2 = Q3 maka diperoleh :
1/Ct =1/C1 + 1/C2 + 1/C3

Dengan kata lain harga kapasitor pengganti dari kapasitor-kapasitor yang disusun secara seri dapat diperoleh dengan cara yang sama untuk memperoleh harga tahanan total dari beberapa tahanan yang dihubungkan secara paralel. 

Lihat Artikel Berikut

Rangkaian kapasitor paralel

Bila beberapa kapasitor dihubungkan secara paralel dan kemudian dengan suatu tegangan V, maka jumlah muatan seluruhnya adalah sama dengan jumlah muatan kapasitor-kapasitor itu.

Gambar rangkaian paralel kapasitor
Gambar
Salah satu sifat dari rangkaian paralel adalah tegangan pada tiap-tiap kapasitor sama dengan tegangan sumber yang dihubungkan kepadanya  ( V= V1= V2 = V3 ).

Qt = Q1 + Q2 + Q3
Ct.Vt = C1.V1 + C2.V2 + C3.V3

Karena V= V1= V2 = V3 maka akan diperoleh :
Ct = C1 + C2 + C3
Ternyata harga kapasitor pengganti dari beberapa kapasitor yang dihubungkan secara paralel dapat diperoleh dengan cara yang sama untuk memperoleh tahanan total dari beberapa tahanan yang disusun secara seri.

Lihat postingan lain

Youtube Channel Blog Materi Elektro

Youtube Channel Blog Materi Elektro

Hallo guys kembali berjumpa dengan artikel baru di blog materi elektro. Kali ini saya tidak akan memposting materi elektro dulu ya. Beberapa hari ini sibuk dengan kerjaan di dunia nyata namun kini saya sempatkan untuk memposting kembali artikel ringan di blog Materi Elektro.

Kabar baru untuk pembaca semua bahwa kini blog materi elektro mempunyai youtube channel untuk sharing kepada pembaca semua tentang elektronika. Bagaimana cara mengaksesnya ? Pembaca semua dapat berkunjung ke Youtube Channel kami di sini.

Video perdana telah kami tampilkan untuk kalian semua, silahkan juga dapat dilihat di postingan ini.


Oke mudah mudahan dengan adanya youtube channel ini memudahkan anda dalam mempelajari elektronika dan mencari artikel elektronika di dunia maya.

2018-12-28

Membuat Saklar Elektronik dengan Satu Transistor

Membuat Saklar Elektronik dengan Satu Transistor

Kembali Blog Materi Elektro membagi kepada pengunjung semua tentang rangkaian elektronik sederhana. Dalam contoh rangkaian ini berupa sebuah saklar elektronik menggunakan satu transistor. Rangkaian saklar elektronik ini difungsikan sebagai alat untuk menyalakan sebuah LED. Berikut ini adalah gambar rangkaian saklar sederhana tersebut.
Gambar Rangkaian Saklar Elektronik dengan Satu Transistor
Gambar Rangkaian Saklar Elektronik dengan Satu Transistor
Komponen komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian saklar elektronik sederhana tersebut sangatlah sedikit. Bagaimana cara kerjanya dan fungsi masing-masing komponen penyusunnya ? Yuk langsung saja kita simak pembahasannya sebagai berikut.

Komponen yang digunakan :

R1, R2       : 10 K
R3             : 1,2 K
LED          : 1 pcs
Tr BD139  : 1
SW1          : Saklar SPST

Fungsi Komponen Penyusun Rangkaian 

R1 dan R2 Berfungsi sebagai pembagi tegangan dan pembatas arus yang menyuplai basis transistor. Transistor akan On jika tegangan di basis >= 0,6 ( Tr Jenis Silicon ). Tegangan pada R2 ( VR2 ) = 6 Volt dari pembagian tegangan R1 dan R2 dengan Tegangan sumber ( Vs ) sebesar 12 Volt.

Saklar SPST difungsikan sebagai penghubung R1 dan R2 sehingga arus listrik mengalir dari sumber tegangan.

Transistor difungsikan sebagai saklar elektronik dimana hal ini merupakan salah satu fungsi dasar dari transistor yang banyak digunakan dalam dunia elektro.

R3 difungsikan sebagai pembatas arus yang mengalir pada LED yang merupakan beban dari rangkaian ini. Perhitungan besarnya R3 sangatlah sederhana yaitu R3 =  Vs/ILED = 12 V / 10 mA ) = 1,2 KOhm .

Perhitungan Resistor Pembatas Arus LED
Perhitungan Resistor Pembatas Arus LED

Perhitungan ini menggunakan hukum Ohm yang telah kita bahas sebelumnya pada artikel  Besaran dan Satuan Arus Listrik, Tegangan Listrik dan Tahanan Listrik

Cara Kerja Rangkaian

Ketika saklar terbuka (Off ) tegangan pada basis ( Vbe ) = 0 Volt, tegangan Colector Emitor (Vce)= 12 Volt
Ketika saklar di hubungkan arus mengalir dari R1 ke R2 dan kaki basis Tr BD139. Karena tegangan yang ke kaki basis Tr lebih dari 0,6 Volt maka Tr akan On.
Ketika Tr On Arus juga mengalir dari tegangan sumber ke R3, LED dan ke kaki Colector, arus
mengalir dari kolector ke emitor .
Tegangan Colector Emitor menjadi nol ( Vce = 0 ) atau mendekati nol, sehingga LED akan menyala.

Gimana mudah bukan cara membuat rangkaian saklar elektronik dengan menggunakan satu transistor? Rangkaian tersebut dapat dikembangkan lebih lanjut dengan beban yang lebih besar dengan tambahan relay dan juga dioda. Insya Alloh admin akan membahasnya lebih lanjut pada postingan postingan selanjutnya.

Oke jangan lupa subscribe ya untuk mendapatkan artikel materi elektro lainnya.


Materi Elektro Tentang Kapasitor

Materi Elektro Tentang Kapasitor

Kapasitor adalah salah satu komponen pasif dalam elektro atau elektronika yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Dalam rangkaian elektronika kapasitor dapat digunakan sebagai filter, pembangkit gelombang, juga sebagai kopling.

Macam macam kapasitor
Macam macam kapasitor

Sebagai contoh kapasitor yang digunakan sebagai filter adalah pada rangkaian catu daya atau adaptor, pada rangkaian low pass filter, high pass filter, band pass filter, band stop filter dan lain sebagainya.

Kapasitor sebagai pembangkit gelombang contohnya pada rangkaian osilator. Dengan menggunakan kapasitor yang dikombinasikan dengan resistor dan transistor, kapasitor mempunyai peran yang penting untuk rangkaian osilator.

Kapasitor juga sering digunakan sebagai kopling antara satu tingkat penguat ke penguat berikutnya pada rangkaian audio maupun radio juga rangkaian lainnya.

Kapasitor memiliki sifat dasar dapat meneruskan arus ac namun memblokir arus DC sesuai batasan tegangan pada kapasitor tersebut. Kapasitor memiliki satuan Farad, dalam aplikasinya satuan yang digunakan adalah mikro farad, nano farad, piko farad.

Simbol simbol kapasitor


Jenis Jenis Kapasitor

Kapasitor Polar

Kapasitor ada yang memiliki polaritas contohnya elko. Pemasangan kapasitor yang memiliki polaritas harus disesuaikan dengan tegangan yang menyuplainya. Kaki positif kapasitor disambungkan pada titik positif dan kaki negatif dipasang pada titik negatifnya.

Kapasitor Polar
Kapasitor Polar

Kapasitor Non Polar

Kapasitor nonpolar yaitu kapasitor yang tidak memiliki polaritas contohnya kapasitor keramik, kapasitor milar. Pemasangan pada kapasitor nonpolar dapat di bolak balik atau tidak terpengaruh pada polaritas sumbernya.
Kapasitor Non Polar
Kapasitor Non Polar

Kapasitor Variabel

Kapasitor variabel adalah salah satu kapasitor yang nilainya dapat diubah ubah. kapasitor variabel ini memungkinkan kita untuk mendapatkan nilai kapasitor yang sesuai dengan kebutuhan rangkaian.

Kapasitor Variabel
Kapasitor Variabel