TEORI DASAR LISTRIK DAN RUMUS DASAR LISTRIK

 

TEORI DASAR LISTRIK DAN RUMUS DASAR LISTRIK

Teori Dasar Listrik

Arus Listrik

Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara terus menerus dan berkesinambungan pada konduktor, akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa bagian yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere.

• Arus listrik bergerak dari terminal positif (+) ke terminal negatif (-).
• Aliran listrik dalam kawat logam terdiri dari aliran elektron yang bergerak dari terminal negatif (-) ke terminal positif(+).
• Arah arus listrik dianggap berlawanan dengan arah gerakan elektron. 1 ampere arus adalah mengalirnya elektron sebanyak 628x10^16 atau sama dengan 1 coulumb per detik melewati suatu penampang konduktor.

Kuat Arus Listrik

Kuat arus listrik, adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

Ampere adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik.

Kuat arus listrik biasa juga disebut dengan arus listrik. Muatan listrik memiliki muatan positip dan muatan negatif. Muatan positip dibawa oleh proton, dan muatan negatif dibawa oleh elektro. Satuan muatan coulomb (C), muatan proton +1,6 x 10- 19C, sedangkan muatan elektron -1,6x 10-19C. Muatan yang bertanda sama saling tolak menolak, muatan bertanda berbeda saling tarik menarik.

Rapat Arus

Rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm2 luas pada penampang kawat. Arus listrik mengalir dalam kawat penghantar secara merata menurut luas penampangnya. Arus listrik 12 A mengalir dalam kawat berpenampang 4mm2, maka kerapatan arusnya 3A/mm2 (12A/4 mm2), ketika penampang penghantar mengecil 1,5mm2, maka kerapatan arusnya menjadi 8A/mm2 (12A/1,5 mm2).

Tahanan dan Daya Hantar Penghantar.

Penghantar dari bahan metal mudah mengalirkan arus listrik, seperti halnya tembaga dan aluminium yang memiliki daya hantar Iistrik tinggi. Bahan penghantar terdiri dari kumpulan atom, setiap atom terdiri proton dan elektron. Aliran arus listrik merupakan aliran elektron. Elektron bebas yang mengalir ini mendapat hambatan saat melewati atom sebelahnya. Akibatnya terjadi gesekan elektron dengan atom dan ini menyebabkan penghantar panas. Tahanan penghantar memiliki sifat menghambat yang terjadi pada setiap bahan.

Tahanan penghantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya dan juga besarnya tahanan konduktor sesuai hukum Ohm. Nilai resistant atau tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :

• Panjang penghantar,
• Luas penampang konduktor,
• Jenis konduktor,
• Temperatur,
  

Tahanan penghantar akan dipengaruhi oleh temperatur, ketika temperatur meningkat ikatan atom semakin meningkat sehingga akibatnya aliran elektron terhambat. Dengan demikian kenaikan temperatur menyebabkan kenaikan tahanan penghantar.

Potensial Tegangan

Potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda potensialnya. Dari hal tersebut, kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebut potentiai difference atau perbedaan potensial. satuan dari potential difference adalah Volt. Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb.

Rangkaian Listrik

Pada suatu rangkaian listrik akan mengalir arus, apabila dipenuhi syarat-syarat sebagai berikut :
1. Adanya sumber tegangan,
2. Adanya alat penghubung,
3. Adanya beban,

Alat Ukur Tegangan

Alat ukur tegangan adalah Voltmeter dan alat ukur arus listrik adalah Amperemeter. Pemasangan alat ukur Volt meter dipasang paralel dengan sumber tegangan atau beban, karena tahanan dalam dari Volt meter sangat tinggi. Sebaliknya pemasangan alat ukur Ampere meter dipasang seri, hal ini disebabkan tahanan dalam dari Amper meter sangat kecil.

Hukum Ohm

Pada suatu rangkaian tertutup, Besarnya arus berubah sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan beban tahanan.

Hukum Kirchoff

Pada setiap rangkaian listrik, jumlah aljabar dari arus-arus yang bertemu di satu titik adalah nol
 

Rumus Dasar Listrik

Arus Listrik

1. Arus pada Daya Nyata (P)

Line to netral/ 1 fasa
I = P / (V x Cos Ø)
Line to line/ 3 fasa
I = p / (√3 x V x Cos Ø)

2. Arus pada Daya Semu (S)
Line to netral/ 1 fasa

I = S / V
Line to line/ 3 fasa
I = S / (√3 x V)

3. Arus pada Daya Reaktif (Q)
Line to Netral / 1 fasa
I = Q / (V x Sin Ø) Line to line / 3 fasa
I = Q / (√3 x V x Sin Ø)

Ket :
I=Arus (Ampere)
P=Daya Nyata (Watt)
S=Daya Semu (VA)
Q=Daya Reaktif (VAR)
V=Tegangan (Volt)
Cos φ=Faktor daya
Sin φ=Faktor daya

Arus Nominal

Untuk menentukan kemampuan hantar arus suatu penghantar yang mensuplai peralatan listrik, terlebih dahulu harus diketahui besarnya arus nominal dari peralatan tersebut, yang biasanya arus nominal sudah tertera pada name plate pada peralatan tersebut. Jika tidak tertera pada name plate-nya maka kemampuan hantar arus dari suatu penghantar dapat dicari dengan rumus dibawah ini, rumus ini digunakan untuk menentukan arus nominal dari peralatan yang digunakan sistem tiga fasa :
I = P / (√3 x V x Cos Ø)
Ket :
I = Arus peralatan (Ampere)
P = Daya masukan peralatan (Watt)
V = Tegangan (Volt)
Cos φ = Faktor daya

Arus Hubung-singkat Kejut

Arus Hubung-singkat dapat merusak instalasi karena:
1. Pengaruh Termis, Kalau arus hubung-singkatnya berlangsung terlalu lama, kabel-kabelnya akan menjadi terlalu panas, sehingga isolasinya menjadi rusak.

2. Pengaruh Dinamis, Arus Hubung-singkat kejut dapat merusak instalasi karena gaya-gaya elektro-dinamis yang ditimbulkan. Arus hubung-singkat kejut ini hanya berlangsung singkat sekali.

Arus Hubung-singkat Kejut Pada Beban L-L
Ls – b = k x (100 / Ub) x ln x √2
Arus Hubung-singkat Kejut Pada Jaringan L-L
Ls – j = k x (100 / (Ub + Uj)) x ln x √2

Ket :
Is-b= Arus hubung-singkat pada beban (Ampere)
Is-j= Arus hubung-singkat pada jaringan (Ampere)
In= Nilai efektif arus beban nominalnya (Ampere)
k= Faktor kejut; untuk suatu instalasi, faktor ini dapat ditentukan secara eksperimental.
Ub= Rugi tegangan dalam generator atau transformator (Beban) pada arus beban nominal dinyatakan sebagai persentase dari tegangan terminal terbuka nominalnya (%).
Uj= Rugi tegangan pada arus beban nominal di bagian jaringan yang dihubungkan singkat, dinyatakan sebagai persentase dari tegangan terminal terbuka nominal dari generator atau transformator (%).