HUKUM KELISTRIKAN

 

Hukum OHM

Seperti yang telah saya bahas diatas bahwa ahli fisika berkebangasaan Jerman yang bernama George Simon Ohm, telah berhasil menemukan hubungan antara besar beda potensial dengan besarnya kuat arus yang mengalir. Pernyataan Ohm yang dikenal dengan nama hokum Ohm berbunyi,

Kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar itu jika suhu penghantar tetap.

Dari pernyataan Ohm diatas dapat dirumuskan bahwa,

V = I .R

 

Keterangan :

V = Beda Potensial (volt)

I = Kuat arus (ampere) 

R = Hambatan (Ohm)

 

Hukum Kirchhoff

Pada rangkaian listrik kita dapat menggabungkan beberapa rangkaian sederhana yang disebut dengan rangkaian majemuk. Rangkaian majemuk mengikuti hukum Kirchhof diantaranya yaitu:

1.     Hukum Kirchoff I

” Jumlah arus yang menuju (masuk) titik percabangan sama dengan arus yang meninggalkan (keluar) dari titik percabangan ”

sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut,

åiMasuk = åikeluar

i

3

i

4

i

5

i

2

i

6

i

1

    Sebagai contoh perhatikan gambar 3 dibaawah ini.

Kamu bisa lihat bahwa arus yang berwarna Hijau, aliran arusnya menuju (masuk) titik percabangan dan arus berwarna biru meninggalkan (keluar) dari titik percabangan.

Maka dapat kita hitung bahwa

Gambar 3. Aliran Arus

åiMasuk = åikeluar

I₁ + I₂ + I₃ = I₄ + I5

2.     Hukum Kirchoff II

” Dalam sebuah rangkaian tertutup jumlah gaya gerak listrik (E) sama dengan jumlah penurunan potensial (i.R)”

sehingga dapat dirumuskan,

å E = å i.R

 

Daya /Power Listrik (W)

Hal lain yang penting setelah besar tahanan (hambatan) adalah besar daya resistor. Daya resistor merupakan kekuatan yang dimiliki oleh resistor dalam menerima kuat arus listrik. Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam rangkaian listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt.

Perumusan matematis daya listrik

Daya listrik, seperti daya mekanik, dilambangkan oleh huruf P dalam persamaan listrik. Pada rangkaian arus DC, daya listrik sesaat dihitung menggunakan Hukum Joule, sesuai nama fisikawan Britania James Joule, yang pertama kali menunjukkan bahwa energi listrik dapat berubah menjadi energi mekanik, dan sebaliknya.

P = V .I

Keterangan :

P adalah daya (watt atau W)

I adalah arus (ampere atau A)

V adalah perbedaan potensial (volt atau V)

 

Sebagai contoh:

15A.2V = 30W

Hukum Joule dapat digabungkan dengan hukum Ohm untuk menghasilkan dua persamaan tambahan

P = (I.R).R = I ².R

atau

 Keterangan :

R adalah hambatan listrik (Ohm atau Ω).

untuk menambah pemahaman silahkan tonton video di bawah ini,.

Perintah Input Output pada Pemograman Arduino

 

Fungsi pinMode(), digitalWrite() dan digitalRead() Digital I/O Arduino

pinMode(), digitalWrite() dan digitalRead() adalah fungsi untuk mengakses input dan output digital pada Arduino. Fungsi ini untuk menyederhanakan perintah yang berhubungan dengan pin I/O board Arduino.

pinMode()

    Berfungsi untuk mengkonfigurasi pin tertentu agar berperilaku sebagai input atau output. Lihat deskripsi pin digital untuk rincianya.

    Pada Arduino 1.0.1, dimungkinkan untuk mengaktifkan resistor pullup internal dengan mode INPUT_PULL UP. Selain itu, mode INPUT eksplisit menonaktifkan pullups intern.

Sintaksis

pinMode(pin, mode)

int merupakan kepanjangan dari interger yang artinya bilangan bulat. float adalah tipe data dalam bentuk bilangan pecahan. double adalah tipe data yang sama dengan float, yaitu bilangan pecahan yang jangkauannya lebih luas.

String dalam pemrograman komputer adalah sebuah deret simbol. Tipe data string adalah tipe data yang di gunakan untuk menyimpan barisan karakter.

sedangkan integer untuk merujuk kepada tipe data apapun yang merepresentasikan bilangan bulat, atau beberapa bagian dari bilangan bulat, di sebut juga sebagai lntegral Data Type.

Parameter

pin: Pin yang ingin anda atur
Modus: INPUT , OUTPUT , atau INPUT_PULLUP

Contoh

int ledPin = 13; // LED terkoneksi dengan digital pin 13

void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // mengatur digital pin sebagai output
}

void loop()
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // mengatur LED agar menyala
delay(1000); // tunggu satu detik
digitalWrite(ledPin, LOW); // mengatur LED agar mati
delay(1000); // tunggu selama satu detik
}

digitalWrite()

Berfungsi untuk memberi nilai HIGH atau LOW ke pin digital. Jika pin telah dikonfigurasi sebagai OUTPUT dengan pinMode(), tegangan akan diatur ke nilai yang sesuai: 5V (atau 3.3V) untuk HIGH, 0V (ground) untuk LOW.

Jika pin dikonfigurasi sebagai INPUT, digitalWrite() akan mengaktifkan (HIGH) atau menonaktifkan (LOW) dengan pullup internal pada pin input. Disarankan dalam mengatur pinMode() 

INPUT_PULLUP untuk mengaktifkan resistor pull-up internal.

CATATAN: Jika Anda tidak mengatur pinMode() ke OUTPUT, dan menghubungkan LED ke pin, saat memanggil fungsi digitalWrite(HIGH), LED mungkin akan tampak redup.

Sintaksis

digitalWrite (pin, value)

Parameter

pin: nomor pin
Nilai: HIGH atau LOW

Contoh

int ledPin = 13; // LED terkoneksi dengan digital pin 13

void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // mengatur digital pin sebagai output
}

void loop()
{
digitalWrite(ledPin, HIGH); // mengatur LED agar menyala
delay(1000); // tunggu satu detik
digitalWrite(ledPin, LOW); // mengatur LED agar mati
delay(1000); // tunggu satu detik
}

digitalRead()

Membaca nilai dari pin digital tertentu, baik HIGH atau LOW.

Sintaksis

digitalRead(pin)

Parameter

pin: Nomor pin yang ingin dibaca (int)

Pengembalian data fungsi

HIGH atau LOW

Contoh

int ledPin = 13; // LED terkoneksi dengan digital pin 13
int inPin = 7; // pushbutton terkoneksi dengan digital pin 7
int val = 0; // variabel untuk menyimpan nilai

void setup()
{
pinMode(ledPin, OUTPUT); // mengatur digital pin sebagai output
pinMode(inPin, INPUT); // mengatur digital pin sebagai input
}

void loop()
{
val = digitalRead(inPin); // membaca pin input
digitalWrite(ledPin, val); // mengatur hidup dan mati LED dengan pushbutton
}

 

TEORI DASAR LISTRIK 2

ATOM

Atom adalah satuan yang amat kecil dalam setiap bahan yang ada di sekitar kita. Atom terdiri atas tiga jenis partikel subatom:

 

v  elektron, yang memiliki muatan negatif;

v  proton, yang memiliki muatan positif;

v  netron, yang tidak bermuatan.

 

Model Atom

Setiap unsur adalah unik yang dibedakan oleh jumlah proton yang terdapat dalam atom dari unsur tersebut. Setiap atom memiliki jumlah elektron yang sama dengan jumlah proton; bila ada perbedaan atom tersebut disebut ion.

 

 

 

Banyak unsur lain yang diciptakan manusia, namun mereka biasanya tidak stabil dan dengan spontan berubah menjadi unsur kimia natural yang stabil melalui proses radioaktifitas.

 

Meskipun hanya terdapat 91 unsur di alam, tetapi atom-atom tersebut dapat terjadi ikatan satu sama lain menjadi molekul dan jenis senyawa kimia lainnya. Molekul terbentuk dari banyak atom. Molekul air merupakan kombinasi dari 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen.

 

Inti atom

Pusat dari atom disebut inti atom atau nukleus. Inti atom terdiri dari proton dan neutron. Banyaknya proton dalam inti atom disebut nomor atom, dan menentukan berupa elemen apakah atom itu.

Ukuran inti atom jauh lebih kecil dari ukuran atom itu sendiri, dan hampir sebagian besar tersusun dari proton dan neutron, hampir sama sekali tidak ada sumbangan dari elektron.

Proton dan netron memiliki massa yang hampir sama, dan jumlah dari kedua massa tersebut disebut nomor massa, dan beratnya hampir sama dengan. Massa dari elektron sangat kecil dan tidak menyumbang banyak kepada massa atom.

Jumlah proton dan netron menentukan tipe dari nukleus atau inti atom. Proton dan neutron hampir memiliki massa yang sama, dan kombinasi jumlah, jumlah massa, rata-rata sama dengan massa atomik sebuah atom. Kombinasi massa dari elektron sangat kecil secara perbandingan terhadap massa nukleus, di karenakan berat dari proton dan neutron hampir 2000 kali massa elektron.

 

Neutron

     Neutron atau netron adalah partikel subatomik yang tidak bermuatan (netral) dan memiliki massa 1.6749 × 10^-27 kg, sedikit lebih berat dari proton. Inti atom dari kebanyakan atom terdiri dari proton dan neutron.

     Perbedaan utama dari neutron dengan partikel subatomik lainya adalah mereka tidak bermuatan. Sifat netron ini membuat penemuannya lebih terbelakang, dan sangat menembus, membuatnya sulit diamati secara langsung dan membuatnya sangat penting sebagai agen dalam perubahan nuklir.

 

Proton

Dalam fisika, proton adalah partikel subatomik dengan muatan positif sebesar 1.6 ×

10-19 coulomb dan massa 1.6726231 × 10-27 kg, atau sekitar 1800 kali massa sebuah elektron.

Suatu atom biasanya terdiri dari sejumlah proton dan netron yang berada di bagian inti (tengah) atom, dan sejumlah elektron yang mengelilingi inti tersebut. Dalam atom bermuatan netral, banyaknya proton akan sama dengan jumlah elektronnya. Banyaknya proton di bagian inti biasanya akan menentukan sifat kimia suatu atom. Inti atom sering dikenal juga dengan istilah nuklei, nukleus, atau nukleon (bhs Inggris: nucleon), dan reaksi yang terjadi atau berkaitan dengan inti atom ini disebut reaksi nuklir.

Elektron

     Elektron adalah partikel subatomik. Memiliki muatan listrik negatif sebesar -1.6 × 10^{- 19} coulomb, dan massanya 9.10 × 10^-31 kg. Elektron umumnya ditulis sebagai e^-. Elektron memiliki partikel lawan yang dikenal sebagai positron, yang identik dengan dirinya namun bermuatan positif.

     Atom tersusun dari inti berupa proton dan neutron serta elektron-elektron yang mengelilingi inti tadi. Elektron sangat ringan jika dibandingkan dengan proton dan neutron. Sebutir proton sekitar 1800 kali lebih berat daripada elektron.

 Sejarah

 Elektron pertama kali ditemukan oleh J.J. Thomson di Laboratorium Cavendish, Universitas Cambridge, pada tahun 1897, pada saat beliau sedang mempelajari "sinar katoda".

 

Arus Listrik

 Jika elektron bergerak, lepas bebas dari pengaruh inti atom, serta terdapat suatu aliran (net flow), aliran ini dikenal sebagai arus listrik. Ini dapat dibayangkan sebagai serombongan domba yang bergerak bersama-sama ke utara namun tanpa diikuti oleh penggembalanya.

Muatan listrik dapat diukur secara langsung menggunakan elektrometer. Arus listrik dapat diukur secara langsung menggunakan galvanometer.

 

Apa yang dikenal dengan "listrik statis" bukanlah aliran elektron sama sekali. Ini lebih tepat disebut sebagai sebuah "muatan statik", mengacu pada sebuah benda yang memiliki lebih banyak atau lebih sedikit elektron daripada yang dibutuhkan untuk mengimbangi muatan positif sang inti. Jika terdapat kelebihan elektron, maka benda tadi dikatakan sebagai "bermuatan negatif". Jika terdapat kekurangan elektron dibanding proton, benda tersebut dikatakan "bermuatan positif". Jika jumlah elektron dan proton adalah sama, benda tersebut dikatakan "netral".

     Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya. Sehingga dapat dirumuskan menjadi :

 

Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu bahwa arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya. Satuan SI untuk arus listrik adalah ampere (A).

 

Muatan listrik

     Muatan listrik, Q, adalah pengukuran muatan dasar yang dimiliki suatu benda. Satuan Q adalah coulomb, yang merupakan 6.24 x 10¹⁸ muatan dasar. Q adalah sifat dasar yang dimiliki oleh materi baik itu berupa proton (muatan positif) maupun elektron (muatan negatif). Muatan listrik total suatu atom atau materi ini bisa positif, jika atomnya kekurangan elektron. Sementara atom yang kelebihan elektron akan bermuatan negatif. Besarnya muatan tergantung dari kelebihan atau kekurangan elektron ini, oleh karena itu muatan materi/atom merupakan kelipatan dari satuan Q dasar. Dalam atom yang netral, jumlah proton akan sama dengan jumlah elektron yang mengelilinginya (membentuk muatan total yang netral atau tak bermuatan).