REKAYASA LISTRIK

RINGKASAN MATERI PRAKARYA

REKAYASA LISTRIK

ISTILAH-ISTILAH LISTRIK

1.    Listrik adalah partikel subatomik yang terdiri dari elektron dan proton

2.    Elektron adalah partikel subatom yang bermuatan negatif

3.    Proton adalah partikel subatomik dengan muatan positif

4.    Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu.

5.    Satuan arus listrik adalah Ampere

6.    Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik

7.    Satuan tegangan listrik adalah Volt

8.    Daya Listrik adalah jumlah energi yang diserap atau dihasilkan dalam sebuah sirkuit/rangkaian.

9.    Satuan daya listrik adalah Watt

10. Sakelar atau switch merupakan komponen instalasi listrik yang berfungsi untuk menyambung atau memutus aliran listrik pada suatu pemghantar.

11. Stop kontak atau outlet, merupakan komponen listrik yang berfungsi sebagi muara hubungan antara alat listrik dengan aliran listrik. Agar alat listrik terhubung dengan stop kontak, maka diperlukan kabel dan steker atau colokan yang nantinya akan ditancapkan pada stop kontak.

12. Kabel listrik merupakan komponen listrik yang berfungsi untuk menghantarkan energi listrik ke sumber-sumber beban listrik atau alat-alat listrik.

JENIS-JENIS KABEL LISTRIK

1.    Kabel NYA

Kabel jenis ini di gunakan untuk instalasi rumah dan dalam instalasi rumah yang sering di gunakan adalah NYA dengan ukuran 1,5 mm 2  dan 2,5 mm 2. Kabel ini disebut juga kabel tunggal karena intinya hanya satu yang dilapisi isolator PVC.  Warna standar pada kabel ini adalah biru, kuning, hitam, dan kuning-hijau, merah.

2.    Kabel NYM

Digunakan untuk kabel instalasi listrik rumah atau gedung dan sistem tenaga. Kabel NYA berinti lebih dari 1, memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYA memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA). Kabel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam di dalam tanah. Kabel jenis ini hanya direkomendasikan khusus untuk instalasi tetap di dalam bangunan yang dimana penempatannya bias diluar/didalam tembok ataupun didalam pipa (conduit).

3.    Kabel NYY

Memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2,3 atau 4. Kabel NYY dipergunakan untuk instalasi tertanam (kabel tanah), dan memiliki lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM (harganyalebih mahal dari NYM). Kabel NYY memiliki isolasi yang terbuat dari bahan yang tidak disukai tikus

SEJARAH LISTRIK

1.    Thales

Thales dari Miletus, seorang filsuf Yunani, meneliti efek listrik statis dari batu ambar sebagai efek magnetik yang timbul dari gesekan. Meski begitu, kemudian di zaman modern, listrik dan magnet terbukti merupakan dua manifestasi dari elektromagnetisme

2.    Benyamin Franklin (abad 18)

Benjamin Franklin berhasil membuktikan secara meyakinkan bahwa petir memang listrik, melalui beberapa eksperimen layang-layang

3.    Michael Faraday

Michael Faraday yang lahir pada tanggal 22 September 1791 di Newington Butts,Inggris ialah ilmuwan Inggris yang mendapat julukan “Bapak Listrik”, karena berkat usahanya listrik menjadi teknologi yang banyak gunanya. Ia mempelajari berbagai bidang ilmu pengetahuan, termasuk elektromagnetisme dan elektrokimia. Dia juga menemukan alat yang nantinya menjadi pembakar Bunsen, yang digunakan hampir di seluruh laboratorium sains sebagai sumber  panas yang praktis.

Penemuan Faraday pertama yang penting di bidang listrik terjadi tahun 1821. Dua tahun sebelumnya Oersted telah menemukan bahwa jarum magnit kompas biasa dapat beringsut jika arus listrik dialirkan dalam kawat yang tidak berjauhan. Ini membikin Faraday berkesimpulan, jika magnit diketatkan, yang bergerak justru kawatnya.

Bekerja atas dasar dugaan ini, dia berhasil membuat suatu skema yang jelas dimana kawat akan terus-menerus berputar berdekatan dengan magnit sepanjang arus listrik dialirkan ke kawat. Sesungguhnya dalam hal ini Faraday sudah menemukan motor listrik pertama, suatu skema pertama penggunaan arus listrik untuk membuat sesuatu benda bergerak. Betapapun primitifnya, penemuan Faraday ini merupakan “nenek moyang” dari semua motor listrik yang digunakan dunia sekarang ini.

4.    Thomas Alfa Edison (1847 – 1931)

Thomas Alva Edison merupakan salah satu penemu yang paling memberikan kontribusi besar bagi dunia berkat temuannya yaitu lampu pijar. Edison dipandang sebagai salah seorang pencipta paling produktif pada masanya, memegang rekor 1.093 paten atas namanya. Edison pernah memprotes sebuah surat kabar yang memuat judul berita utama: "Setelah 9.955 kali gagal menemukan bola lampu pijar, Edison akhirnya berhasil menemukan lampu yang menyala". Ia meminta judul berita itu diganti. Keesokan harinya, atas permintaan Edison, surat kabar itu mengganti judul berita utamanya menjadi: "Setelah 9.955 kali berhasil menemukan lampu yang gagal menyala, Edison akhirnya berhasil menemukan lampu yang menyala"

5.    Nikola Tesla (1856 – 1943)

Nikola Tesla adalah seorang penemu, fisikawan, teknisi mekanika, dan teknisi listrik Amerika Serikat. Tesla dianggap sebagai salah satu penemu terpenting dalam sejarah dan merupakan salah seorang teknisi terbesar dalam akhir abad ke-19 dan abad ke-20. Tesla merupakan seorang perintis elektromekanik, tanpa kabel, dan daya listrik. Ia berketurunan Serbia dan menjadi warga negara Amerika Serikat pada 1891 selagi bekerja di negara tersebut. Teorinya merupakan dasar dari daya listrik arus bolak-balik (bahasa Inggris: Alternating Current, AC) modern termasuk distribusi daya polyphase, dan motor AC, yang ia umumkan pada Revolusi Industri Kedua. Setelah pendemonstrasian komunikasi tanpa kabel pada 1893 dan memenangkan "Perang Arus", Tesla dianggap sebagai salah satu teknisi listrik AS terhebat.

JENIS PRODUK RAKITAN BERTEKNOLOGI LISTRIK

1.    SETRIKA LISTRIK

Prinsip kerja setrika listrik adalah mengubah energi listrik menjadi energi panas melalui elemen pemanas

Bagian penting setrika listrik

a.     Elemen pemanas berbahan nikrom (nikel krom = titik leleh 1400^oC)

b.    Switch & Heater

       Switch otomatis/termostat terbuat dari bimetal yaitu dua keping logam yang angka muainya berbeda kemudian dijadikan satu.

2.    Kompor Listrik

Prinsip kerja kompor listrik hampir sama dengan setrika listrik yaitu mengubah energi listrik menjadi energi panas melalui elemen pemanas

3.    Lampu Pijar

Sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik ke filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya. Filamen yang digunakan pada lampu pijar terbuat dari wolfram yang merupakan unsur logam dengan titik leleh 3400^O C

4.    Loudspeaker

Prinsip kerja loudspeaker dalam menterjemahkan sinyal listrik menjadi suara yang dapat didengar, Speaker memiliki komponen Elektromagnetik yang terdiri dari Kumparan yang disebut dengan Voice Coil untuk membangkitkan medan magnet dan berinteraksi dengan Magnet Permanen sehingga menggerakan Cone  Speaker maju dan mundur. Voice Coil adalah bagian yang bergerak sedangkan Magnet Permanen adalah bagian Speaker yang tetap pada posisinya. Sinyal listrik yang melewati Voice Coil akan menyebabkan arah medan magnet berubah secara cepat sehingga terjadi gerakan “tarik” dan “tolak” dengan Magnet Permanen. Dengan demikian, terjadilah getaran yang maju dan mundur pada Cone Speaker.

Cone adalah komponen utama Speaker yang bergerak. Pada prinsipnya, semakin besarnya Cone semakin besar pula permukaan yang dapat menggerakan udara sehingga suara yang dihasilkan Speaker juga akan semakin besar.

Suspension yang terdapat dalam Speaker berfungsi untuk menarik Cone ke posisi semulanya setelah bergerak maju dan mundur. Suspension juga berfungsi sebagai pemegang Cone dan Voice Coil. Kekakuan (rigidity), komposisi dan desain Suspension sangat mempengaruhi kualitas suara Speaker itu sendiri.

Jenis-jenis loudspeaker

a.     Speaker Tweeter, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Tinggi (sekitar 2kHz – 20kHz)

b.    Speaker Mid-range, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Menengah (sekitar 300Hz – 5kHz)

c.     Speaker Woofer, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Rendah (sekitar 40Hz – 1kHz)

d.    Speaker Sub-woofer, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi sangat rendah yaitu sekitar 20Hz – 200Hz.

5.    Televisi

       Televisi tabung atau CRT (cathode ray tube) bekerja dengan cara menerima gelombang elektromagnetik dan merubahnya menjadi gambar dan suara sekaligus. Gelombang elektromagnetik memiliki banyak kesamaan dengan gelombang yang lain, yaitu dapat merambat, dapat dipantulkan dan dapat dibiaskan.

Prinsip kerja televisi mula-mula katoda tabung dipanaskan oleh pin heater sekitar 6v AC hingga elektron mudah ditembakkan, elektron ini diarahkan oleh magnetik D-Y yoke ke arah permukaan tabung yang dilapisi oleh fosfor RGB; Red,Green,Blue. Elektron-elektron ini akan ditembakkan sesuai dengan input, pada kaki-kaki katoda tabung gambar. Dalam hal ini yang berhubungan langsung dengan bagian IC video AMP/Transistor penguat akhir pada PCB CRT. Apabila lapisan katoda dipanasi maka permukaan katoda dengan mudah melepaskan elektron-elektronnya. Pada TV berwarna bagian electron guns (senapan elektron) digunakan tiga senapan elektron dengan tiga jenis fosfor yang masing-masing menghasilkan warna merah, biru, dan hijau. Celah di antara senapan elektron dan layar berlapis fosfor menjamin bahwa berkas elektron dari senapan mengenai fosfor dengan tepat. Warna merah, biru, dan hijau adalah warna dasar atau warna primer, yang jika digabungkan dengan perbandingannya intensitas yang tepat akan menghasilkan berbagai warna

6.    Kulkas/Lemari Es

Hukum Termodinamika dalam Fisika berlaku untuk prinsip kerja lemari es. Energi panas (listrik) ditransfer ke dalam lemari es untuk menjadi cairan dingin yang melewati sebuah mesin evaporator

Komponen-komponen Kulkas

a.     Kompresor, merupakan unsur terpenting yang berfungsi untuk memompa bahan pendingin ke seluruh bagian.

b.    Kondensor, berfungsi sebagai alat penukar kalor dalam proses perubahan wujud gas bahan pendingin, yang pada suhu dan tekanan tinggi diubah menjadi wujud cair.

c.     Filter, yang berfungsi sebagai penyaring kotoran yang mungkin terbawa masuk aliran pendingin ke kulkas setelah proses sirkulasi.

d.    Evaporator, memiliki fungsi untuk menyerap kalor dari benda yang dimasukkan, kalor yang sudah terhisap akan mendinginkan bahan makanan itu.

e.     Thermostat, berperan sebagai pengatur kerja kompresor secara otomatis berdasar pada batasan suhu di setiap bagian kulkas.

f.     Heater, berguna untuk mencairkan bunga es yang terbentuk di dalam evaporator.

g.    Fan Motor, digunakan untuk menghembuskan udara dingin dari evaporator ke seluruh bagian kulkas dan mendorong udara melalui kompresor.

h.    Overload Motor Protector, berguna sebagai pelindung komponen #listrik dari kerusakan apabila arus listrik yang dihasilkan kompresor melebihi normal.

i.     Bahan Pendingin (Refrigerant), berwujud sebagai zat yang mudah diubah bentuknya dari wujud gas menjadi wujud cair, atau sebaliknya.

ALAT DAN BAHAN YANG BERHUBUNGAN DENGAN LISTRIK

1.    OBENG

Berbagai macam obeng

Obeng adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengencangkan atau mengendorkan baut. Obeng juga berfungsi untuk mencungkil sesuatu yang kira-kira sulit sekali dibuka. Obeng dalam bahasa Inggrisnya disebut screwdriver.

Jenis Obeng

Ada beberapa model obeng yang digunakan di seluruh dunia. Jenis yang sangat umum di Indonesia antara lain

a.         Phillips yang populer disebut obeng kembang atau plus (+)

b.         Slotted yang sering disebut obeng minus (-).

c.         Torx yang sering disebut obeng bintang segi enam,

d.        Hex yang sering disebut obeng segi enam,

e.         Robertson yang sering disebut obeng kotak.

2.    TANG

Jenis-jenis tang

a.     Tang pemotong (cutting pliers)

       Kedua bagian kepala atas dan bawah  (rahang) tajam

b.    Tang penjepit (clamp pliers)

       Memiliki rahang yang bergerigi rapat sebagai capitan

c.     Tang pengunci (clocking pliers)

       Rahang bergerigi yang renggang agar tak licin ketika pengencangan baut

A.   Tang Pengelupas Kabel/Tang penjepit kabel

Tang pengelupas kabel (Crimping Plier Tool Kit)/Tang penjepit kabel sangat membantu dalam pengerjaan instalasi listrik. Bagian rahang sebagai penjepit kabel  di  bawah  rahang  bagian  yang tajam sebagai pemotong kabel. Gagang yang bergerigi untuk mengelupas kabel.

B.   Tang Pemotong

Tang Pemotong (cutting pliers) Memiliki rahang tajam. Fungsinya untuk memotong kawat, kabel plastik, dan vanadium. Gagangnya dilapis plastik. Kelemahan tang ini ialah tidak mampu memotong ukuran bidang yang besar atau tebal.

C.   Tang Cucut (Long Noise Plier)

Tang cucut (long noise plier) bentuknya mirip ikan cucut: moncong pipih, panjang, dan berbentuk gergaji. Oleh karena itulah tang ini dikenal sebagai “tang cucut”. Tang ini berfungsi sebagai penjepit kawat atau kabel. Rahang tang ini juga dapat dimanfaatkan sebagai pemotong kabel.

D.   Tang Kombinasi

Ujung rahang tang kombinasi (multi purpose plier) yang bergerigi rapat yang berfungsi untuk menjepit kawat atau kabel. Di bagian tengahnya bergeri renggang   berfungsi   untuk   mengunci mur. Rahangnya yang tajam berfungsi sebagai pemotong kawat dan kabel. Kelemahannya, jika celah antarrahang berkarat tang akan mac

et.

E.    Tang Kakatua

Dikenal sebagai “tang kakatua” (Tower Pincer) karena bentuknya mirip paruh burung kakatua. Fungsinya sebagai pemotong kawat dan kabel. Tang ini terbuat dari baja dan bergagang lapis karet   untuk   menjaga   agar   tak   licin ketika digunakan. Kelemahannya, jika digunakan untuk memotong bahan yang tebal dan keras, tang dapat menjadi tumpul.

F.    Tang Buaya (Locking Plier Tool Kit)

Sekilas bentuknya mirip buaya: moncongnya besar, lebar, dan bergerigi. Maka, tang ini dikenal dengan sebutan “tang buaya”. Rahangnya yang bergerigi untuk mengunci dan melepas baut. Jika ukuran baut besar, tang dapat diatur sesuai ukuran baut. Caranya: lebarkan kedua tungkai, lalu kunci dengan sekrup pengatur    sekaligus    pengunci    yang ada di ujung atas tungkai. Jika ingin mengubahnya lagi, cukup melepaskan tuas di bagian tungkai bawah. Kelemahannya, sekrup pengatur dan pengunci agak keras.

G.   Tang  Multifungsi  (Multipurpose  Plier Kit)

Tang   Multifungsi   (Multipurpose Plier Kit) mirip dengan tang kombinasi: ada rahang sebagai pemotong dan penjepit. Bedanya, tang ini memiliki kelengkapan fungsi lain. Di gagangnya terdapat pisau, gergaji, obeng, pembuka tutup botol, dan pembuka tutup makanan kaleng. Jadi, satu tang ini memiliki banyak kegunaan. Kelemahannya, bagian kelengkapan di gagang mudah kendur atau patah.

H.   Tang Sudut

Moncong rahang tang sudut memiliki  menjepit kawat dan kabel yang sulit dijangkau. Kelemahannya, hanya cocok untuk bagian dengan sudut kemiringan 45^o

I.     Tang Snap Ring

Tang   ini   dikenal   juga   dengan   nama tang spi, yaitu berfungsi untuk menarik bantalan kecil dan sebagainya. Tang ini ada 2 model yang dibedakan berdasarkan ujungnya, yaitu lurus dan bengkok.

J.     Tang Rivet

Terdapat dua tipe yaitu biasa dan untuk memasang paku keeling. Tang bidang lurus maupun sudut.

K.   Tang slip joint

Tang standar bawaan mobil dan motor yang menjadi bonus di saat mobil/motor diterima. Fungsinya hampir sama dengan tang kombinasi, tetapi bentuknya lebih sederhana dari tang kombinasi.

BEBERAPA JENIS SAKLAR/ SWICTH DAN FUNGSINYA

Sakelar (swicth) berfungsi untuk memutuskan atau menyambungkan arus yang mengalir pada rangkaian.

Beberapa jenis sakelar yang sering digunakan adalah sebagai berikut:

1.    Sakelar Manual

Cara menggunakan sakelar manual sangat sederhana,   yaitu   dengan   memindahkan tuas sakelar secara mekanis oleh operator. Biasanya sakelar manual dipakai pada rangkaian elektronik dengan kapasitas daya yang kecil dan tegangan yang kecil agar tidak menimbulkan kemungkinan bahaya yang besar.

       Jenis-jenis Sakelar Manual

a.     Sakelar Toggle

Sakelar  toggle merupakan sakelar  yang menghubungkan atau memutuskan arus dengan cara menggerakkan toggle/tuas secara mekanis.

b.    Sakelar  Push Button

Pada umumnya sakelar push button adalah tipe sakelar  yang hanya kontak sesaat ketika ditekan dan setelah dilepas.

c.     Sakelar  Selector/SS (Sakelar  Pemilih)

Sakelar  jenis ini pada umumnya tersedia dua, tiga atau empat pilihan posisi, dengan berbagai tipe knop. Sakelar pemilih biasanya dipasang pada panel kontrol untuk memilih jenis operasi yang berbeda, dengan rangkaian yang berbeda pula. Sakelar pemilih memiliki beberapa kontak dan   setiap   kontak   dihubungkan   oleh kabel menuju rangkaian yang berbeda, misalnya untuk rangkaian putaran motor cepat dan untuk rangkaian putaran motor lambat.

2.    Sakelar Mekanik

       Sakelar mekanik akan ON atau OFF secara otomatis oleh sebuah proses perubahan parameter, misalnya posisi, tekanan, atau temperatur.   Sakelar   akan   ON   atau   OFF  jika set titik proses yang ditentukan telah tercapai. Sakelar mekanik digunakan untuk automatisasi dan juga proteksi rangkaian. Terdapat beberapa tipe sakelar mekanik, antara lain: Limit Switch, Flow Switch, Level Switch, Pressure Switch dan Temperature Switch.

Komponen dan bahan yang diperlukan untuk membuat Joule Thief adalah :

1. Resistor  1k ½ W

2. Transistor 2N3904 atau 2N2222

3. Lampu Led secukupnya

4. Ferrite Toroid

5. Kawat Tembaga