Satuan Dasar dan Hukum-Hukum Kelistrikan

 

 

Sistem Satuan Kelistrikan dan Ukuran Standar

1. Sistem Satuan Kelistrikan

Di awal perkembangan sistem pengukuran dalam bidang teknik dikenal dua sistem satuan yaitu sistem metrik (dipakai di Prancis sejak 1795) dan sistem CGS (Centimeter- Gram-Second) dipakai oleh Negara Amerika dan Inggris (negara ini juga menggunakan sistem metrik untuk kepentingan internasional).

Mulai tahun 1960 dikenalkan Sistem Internasional (SI Unit) sebagai kesepakatan internasional berkenaan sistem pengukuran dalam bidang teknik, terdapat enam besaran dinyatakan dalam sistem SI, yaitu sebagai berikut:

 

Tabel 1.1 Besaran pada sistem SI

 

Besaran	Satuan	Simbol
Panjang	Meter	m
Massa	Kilogram	Kg
Waktu	Detik	S
Arus listrik	Ampere	A
Temperatur termodinamika	Kelvin	0K
Intensitas cahaya	Candela	Cd

Besaran listrik yang dipergunakan adalah satuan Volt, Amper, Ohm, Henry dsb. Saat ini sistem SI sudah membuat daftar besaran, satuan dan simbol dibidang kelistrikan dan kemagnetan diberlakukan secara internasional. Adapun besaran itu antara lain: Tabel 1. 2 Besaran dan simbol kelistrikan dalam SI

 

Besaran	Simbol	Satuan	Simbol	Persamaan
Arus listrik	I	Ampere	A	I = V R
Gaya gerak listrik	E	Volt	V	V = I × R
Tegangan	V	Volt	V	V = I × R
Resistor	R	Ohm	Ω	R = V I
Muatan listrik	Q	Coulomb	C	Q = I × t
Kapasitansi	C	Farad	F	C = Q V

Kuat medan listrik	E	Newton/ coulomb	N/C	E = V I
Kerapatan fluks listrik	D	Coulomb/m2	C/m2	D = Q I2
Permitivitas	€	Farad / meter	F/m	Î= D E
Kuat medan magnet	H	Tesla	A/m	HD = nI
Fluks magnet		Weber	Wb	E = df dt
Kerapatan medan magnet	B	Tesla	T	B = f I2
Induktansi	L	Henry	H	M = f I
Permeabilitas	µO	Newton/ Amper2	H/m	m = B H

1.        Ukuran Standar Kelistrikan

Ukuran standar pada pengukuran perlu adanya rekomendasi yang diakui secara Standar Internasional (SI). Terdapat tujuh besaran berkaitan dengan ilmu kelistrikan merupakan sebuah standar, yakni, standar satuan tegangan, arus, resistansi, kapasitansi, induktansi atau kemagnetan temperatur, dan luminasi cahaya.

a.                   Standar tegangan, ketentuan SI adalah tabung gelas Weston mirip huruf H memiliki dua elektrode, tabung elektrode positif berisi elektrolit merkuri dan tabung elektrode negatif diisi elektrolit kadmium, ditempatkan pada suhu ruangan. Tegangan elektrode Weston suhu 20°C sebesar 1,01858 V.

b.                   Standar arus, sesuai standar SI adalah arus konstan yang dialirkan pada dua konduktor di dalam ruang hampa udara dengan jarak 1 meter, diantara kedua penghantar menimbulkan gaya 2 × 10-7 Newton/m panjang.

c.                    Standar resistansi, sesuai ketentuan SI yakni kawat alloy manganin resistansi 1Ώ yang memiliki tahanan listrik tinggi dan koefisien suhu rendah, ditempatkan pada tabung terisolasi yang menjaga dari perubahan suhu atmosfer.

d.                   Standar kapasitansi, sesuai ketentuan SI, diturunkan dari standar resistansi SI dan standar tegangan SI, dengan menggunakan sistem jembatan Maxwell, dengan diketahui resistansi dan frekuensi secara teliti akan diperoleh standar kapasitansi (Farad).

e.                   Standar induktansi, sesuai ketentuan SI, diturunkan dari standar resistansi dan standar kapasitansi, dengan metode geometris, standar induktor akan diperoleh.

f.                    Standar temperatur atau suhu, sesuai ketentuan SI, diukur dengan Kelvin, besaran Kelvin didasarkan pada tiga titik acuan air saat kondisi menjadi es, menjadi air, dan saat air mendidih. Air menjadi es sama dengan 0°C = 273,16 Kelvin, air mendidih 100°C.

g.                   Standar luminasi cahaya, sesuai ketentuan SI adalah Candela yaitu yang diukur berdasarkan benda hitam seluas 1m2 yang bersuhu lebur platina (1.773 °C) akan memancarkan cahaya dalam arah tegak lurus dengan kuat cahaya sebesar 6 × 105 Candela.