Resistor komponen yang paling sering di gunakan dalam rangkaian-rangkaian elekronika. Karena itu anda harus mampu mempelajari bagaimana menghitung nilai suatu resistor dan daya yang di gunakan apabila anda merancang suatu rangkaian yang menggunakan resistor.Dan anda harus mampu mengetahui rangkaian eekronika yang menggantung suatu resistor yang rusak atau terbakar.
Karakteristik Resistor
Ada dua karakteristik resistor yang perlu di ketahui yaitu:
1.) Nilai Resistansinya
2.) Rating dayanya (Kemampuan untuk menahan arus yang mengalir pada resistor tersebut)
Resistor mempunyai harga resistansi yang cukup banyak, mulai dari beberapa ohm di belakang koma sampai beberapa mega ohm didepan koma. Rating daya yang tertinggi da yang mencapai beberapa ratus watt dan yang terendah sampai mencapai 0,1watt rating daya sangat penting , sebab ia menunjukkan daya maksimum yang bisa di sipasikan tanpa menimbulkan panas-panas yang berlebihan yang dapat mengakibatkan kerusakan pada resistor tersebut.Disipasi artinya bahwa daya sebesar I2R akan di buang kepadanya. Panas yang berlebihan dapat mengakibatkan terbakarnya resistor.
Resistor dapat dikelompokan berdasarkan besar toleransinya:
• Pemakaian umum ±5% sampai ±20%
• Presisi menengah ±1% sampai ±5%
• Presisi ±0,2% sampai ±1
• Ulra presisi ±0,002% sampai 1%
Contoh:
Sebuah resistor mempunyai tanda 1 KΩ ± 5%. Berapa besarnya resistansi maksimum dan minimum?
Penyelesaian:
5% dari 1KΩ=50 KΩ
Harga resistor ini bernilai dari 950 Ω sampai 1051 Ω
Jadi harga maksimumnya adalah 1050 Ω
Dan harga minimumnya adalh 950 Ω
Untuk memilih resistor dalam pemakaian apapun di butuhkan berbagai macam pertimbangan yaitu: ukuran fisik, bentuknya, cara pemasangan dan penyambungannya pada rangkaian, harga resistansinya, disipasi dayanya, kemampuan menangani beban lebih, kehandalan, perubahan resistansi terhadap frekuensi dan tehadap tegangan yang jatuh padanya, ketahanan sebagai beban, pengaruh kondisi lingkungan dan umurnya.
Jenis-Jenis resistor
Dalam prakteknya resistor hanya terbagi dua jenis yaitu:
Resistor tetap (Fixed resistor)Resistor jenis ini mempunyai nilai resistansi yang tetap (tidak berubah)
Resistor Variabel (variable Resistor) resistor ini mempunyai nilai resistansi dapat berubah-ubah.
Adapun beberapa jenis resistor tetap antara lain:
1.) Resistor Wirewound.
Sesuai dengan namanya, resistor ini terbuat dari lilitan kawat, di mana kawatnya terbuat dari jenis nikel dan logam campuran untuk memperoleh nilai resistansi dengan koefisien temperature yang rendah, maka resistor ini dapat mempertahankan harga resistansi, toleransi, rating daya dan konfigurasi fisik yang lebih besar disbandingkan dengan tipe-tipe resistor yang lainnya.
Daya yang tersedia untuk resistor jenis ini yaitu mulai dari 5 watt sampai beberatus watt, dan range niali resistansi mulai dari kurang dari satu ohm hingga beberatus ohm.
2.) Resistor Film
Resistor ini juga terbagi ada beberapa jenis berdasarkan jenis bahan filmnya, yaitu:
• Resistor Film yang terbuat dari logam
• Resistor film yang terbuat dari karbon (resistor inilah yang paling sering digunakan dalam rangkaian elektronika).Resistor Film dari karbon tersedia di pasaran dengan nilai dari 1 Ω sampai 1000 MΩ. Rating dayanya dari1/8 watt hinggga 6 watt.
Kode warna resistor.
Karena tahanan karbon sangat kecil secara fisik, maka tahan di beri kode warna untuk menunjukan beberapa ohm besar resistor yang bersangkutan.Metode dasar dari sistim ini adalah dengan jalan menggunakan warna-warna untuk menunjukan nilai angka seoerti yang di tuliskan dalam table di bawah :
Warna Nilai
Tujuan untuk membuat tahanan antara lain:
- Untuk mengatur kuat arus listrik
- Untuk membagi tegangan
- Sebagai unsur pemanas pada alat – alat listrik
- Menurut bahan tahanan dapat dibedakan dibawah ini :
- Tahanan karbon
- Tahanan kawat gulung
- Tahanan serbuk besi
B.) Cara mengetahui nilai tahanan:
Setiap tahanan biasanya sudah tertentu nilai ohmnya, ada yang tertera pada
badan dan adapula dengan kode warna. Misalnya kode warna dengan system gelang, seperti yang ditunjukkan pada gambar diatas. Cara membacanya adalah dari kiri kekanan atau dimulai dari warna gelang yang terdekat dengan ujung badan tahanan itu. Perhatikan cara pembacaan:
A B C D E
Ketentuan - ketentuan:
Warna: A = Angka ke 1
B = Angka ke 2
C = Faktor Pengali / banyaknya angka nol
D = Menetukan toleransi
E = Menunjukan kemampuan thanan berapa lama bias dipakai
Contoh 1 :
Contoh 2 :
Fungsi Resistor
- Berfungsi untuk menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika.
- Berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.
- Berfungsi untuk membagi tegangan.
- Berfungsi untuk membangkitkan frekuensi tinggi dan frekuensi rendah dengan bantuan transistor dan kondensator (kapasitor).
Kapasitor
kapasitor adalah komponen elektrik yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Salah satu jenis kapasitor adalah kapasitor keeping sejajar. Kapasitor ini terdiri dari dua buah keping metal sejajar yang dipisahkan oleh isolator yang disebut dielektrik. Bila kapasitor dihubungkan ke baterai kapasitor terisi hingga beda potensial antara kedua terminalnya sama dengan tegangan batere. Jika batere dicabut, muatan-muatan listrik akan habis dalam waktu yang sangat lama, terkecuali bila sebuah konduktor dihubungkan pada kedua terminal kapasitor.
B.) Menurut Polaritasnya
Kapasitor Polar Memiliki polaritas (+) dan (-).Dalam pemasangannya harus diperhatikan polaritasnya dan tidak boleh dipasang terbalik. Pada bodynya terdapat tanda polaritasnya untuk menandai kaki yang berpolaritas (+) atau (-)
Kapasitor Non Polar (Bipolar Capasitor) jenis kapasitor ini bisa dipasang bolak-balik.
C.) Menurut Bahan Pembuatannya
Kapasitor
pada dasarnya adalah 2 buah lempeng logam(dielectric) yang dipisahkan oleh
sebuah bahan isulator. Nah,bahan isulator inilah yg menentukan nama kapasitor
tersebut.
Menurut bahan pembuatannya jenis2 kapasitor adalah :
– Kapasitor Elektrolit → isulatornya dibuat dari bahan elektrolit
– Kapasitor Mika → bahan isulatornya dibuat dari mika
– Kapasitor Udara → bahan isulatornya dibuat dari udara.
– Kapasitor Kertas,tantalum,milar,dsb.
Fungsinya :
- Menyimpan muatan arus listrik sementara.
- Sebagai filter tegangan pada rangkaian power suply/adaptor.
- Sebagai cupling ( Penghubung ) antar rangkain penguat.
D.) Menurut Ketetapan Nilainya
– Kapasitor Tetap/permanen
Nilai kapasitasnya tidak bisa diubah-ubah.
– Kapasitor Variable atau sering juga disebut VC atau Varco (variable capasitor)
Kapasitor jenis ini bisa kita ubah-ubah nilainya.
Fungsi kapasitor adalah untuk menyimpan arus/tegangan listrik. Untuk arus DC kapasitor berfungsi sebagai isulator/penahan arus listrik, sedangkan untuk arus AC berfungsi sebagai konduktor/melewatkan arus listrik.
Dalam penerapannya kapasitor digunakan sebagai filter/penyaring,perata tegangan DC pada pengubah AC to DC,pembangkit gelombang AC atau oscilator dsb.
Nilai kapasitor dapat kita lihat pada tulisan yang terdapat pada body-nya, misalnya 10 uF/16 V artinya nilai kapasitor itu adalah 10 mikro Farad dan bisa bekerja pada tegangan maximal 16 V,jika melebihi 16 V maka kapasitor ini akan mengalami rusak.
Farad adalah satuan nilai kapasitas dari kapasitor.
1 uF → 1 mikro Farad = 1 x 10 pangkat (-6) Farad = 0.000001 Farad
1 nF → 1 nano farad = 1 x 10 pangkat (-9) Farad
1 pF → 1 piko Farad = 1 x 10 pangkat (-12) Farad
# Kode Angka Pada Kapasitor
Untuk kapasitor yang nilai kapasitasnya di bawah 1 uF biasanya nilai kapasitasnya dituliskan dalam kode angka.
Contoh :
1. 104 → 10 x 10 pangkat 4 (dalam satuan piko Farad) = 100000 pF atau 100 nF atau 0.1 uF
2. 222 → 22 x 10 pangkat 2 (pF) = 2200 pF atau 2.2 nF
* caranya adalah kita tulis ulang 2 angka pertama,kemudian kita kalikan dengan 10 pangkat angka terakhirnya.
3. 4n7 → 4.7 nano Farad
4. 2p5 → 2.5 piko Farad
Kapasitor yang bernilai di bawah 1 uF umumnya adalah jenis non polar,kecuali yang jenis elektrolit.
E.)
Peranan Kapasitor dalam Penggunaan Energi Listrik
Kehidupan
modern salah satu cirinya adalah pemakaian energi listrik yang besar. Besarnya
energi atau beban listrik yang dipakai ditentukan oleh reaktansi (R),
induktansi (L) dan capasitansi (C). Besarnya pemakaian energi listrik itu
disebabkan karena banyak dan beraneka ragam peralatan (beban) listrik yang digunakan.
Sedangkan beban listrik yang digunakan umumnya bersifat induktif dan kapasitif.
Di mana beban induktif (positif) membutuhkan daya reaktif seperti trafo pada
rectifier, motor induksi (AC) dan lampu TL, sedang beban kapasitif (negatif)
mengeluarkan daya reaktif. Daya reaktif itu merupakan daya tidak berguna
sehingga tidak dapat dirubah menjadi tenaga akan tetapi diperlukan untuk proses
transmisi energi listrik pada beban. Jadi yang menyebabkan pemborosan energi
listrik adalah banyaknya peralatan yang bersifat induktif. Berarti dalam
menggunakan energi listrik ternyata pelanggan tidak hanya dibebani oleh daya
aktif (kW) saja tetapi juga daya reaktif (kVAR). Penjumlahan kedua daya itu
akan menghasilkan daya nyata yang merupakan daya yang disuplai oleh PLN. Jika
nilai daya itu diperbesar yang biasanya dilakukan oleh pelanggan industri maka
rugi-rugi daya menjadi besar sedang daya aktif (kW) dan tegangan yang sampai ke
konsumen berkurang. Dengan demikian produksi pada industri itu akan menurun hal
ini tentunya tidak boleh terjadi untuk itu suplai daya dari PLN harus ditambah
berarti penambahan biaya. Karena daya itu P = V.I, maka dengan bertambah
besarnya daya berarti terjadi penurunan harga V dan naiknya harga I. Dengan
demikian daya aktif, daya reaktif dan daya nyata merupakan suatu kesatuan yang
kalau digambarkan seperti segi tiga siku-siku diperoleh bahwa perbandingan daya
aktif (kW) dengan daya nyata (kVA) dapat didefinisikan sebagai faktor daya (pf)
atau cos r.
cos r = pf = P (kW) / S (kVA) ……..(1) P (kW) = S (kVA) . cos r
Seperti kita ketahui bahwa harga cos r . Berarti kondisi terbaik yaitu pada
saat harga P (kW) maksimum [ P (kW)=S (kVA) ] atau harga cos r = 1 dan ini
disebut juga dengan cos r yang terbaik. Namun dalam kenyataannya harga cos r
yang ditentukan oleh PLN sebagai pihak yang mensuplai daya adalah sebesar 0,8.
Jadi untuk harga cos r < 0,8 berarti pf dikatakan jelek. Jika pf pelanggan
jelek (rendah) maka kapasitas daya aktif (kW) yang dapat digunakan pelanggan
akan berkurang. Kapasitas itu akan terus menurun seiring dengan semakin
menurunnya pf sistem kelistrikan pelanggan. Akibat menurunnya pf itu maka akan
muncul beberapa persoalan sbb:
a.
Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi-rugi.
b. Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR.
c. Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan.
F.) Penjelasan lengkap fungsi kapasitor
Secara teoritis sistem dengan pf yang rendah tentunya akan menyebabkan arus
yang dibutuhkan dari pensuplai menjadi besar. Hal ini akan menyebabkan
rugi-rugi daya (daya reaktif) dan jatuh tegangan menjadi besar. Dengan demikian
denda harus dibayar sebabpemakaian daya reaktif meningkat menjadi besar. Denda
atau biaya kelebihan daya reaktif dikenakan apabila jumlah pemakaian kVARH yang
tercata dalam sebulan lebih tinggi dari 0,62 jumlah kWH pada bulan yang
bersangkutan sehingga pf rata-rata kurang dari 0,85. Sedangkan perhitungan
kelebihan pemakaian kVARH dalam rupiah menggunakan rumus sbb: [ B – 0,62 ( A1 +
A2 ) ] Hk
Dimana : B = pemakaian k VARH
A1 = pemakaian kWH WPB
A2 = pemakaian kWH LWBP
Hk = harga kelebihan pemakaian kVARH
Untuk memperbesar harga cos r (pf) yang rendah hal yang mudah dilakukan adalah
memperkecil sudut r sehingga menjadi r1 berarti r>r1. Sedang untuk
memperkecil sudut r itu hal yang mungkin dilakukan adalah memperkecil komponen
daya reaktif (kVAR). Berarti komponen daya reaktif yang ada bersifat induktif
harus dikurangi dan pengurangan itu bisa dilakukan dengan menambah suatu sumber
daya reaktif yaitu berupa kapasitor.
Proses pengurangan itu bisa terjadi karena kedua beban (induktor dan kapasitor)
arahnya berlawanan akibatnya daya reaktif menjadi kecil. Bila daya reaktif
menjadi kecil sementara daya aktif tetap maka harga pf menjadi besar akibatnya
daya nyata (kVA) menjadi kecil sehingga rekening listrik menjadi berkurang.
Sedangkan keuntungan lain dengan mengecilnya daya reaktif adalah :
- Mengurangi rugi-rugi daya pada sistem.
- Adanya peningkatan tegangan karena daya meningkat.
G.) Proses Kerja Kapasitor
Kapasitor yang akan digunakan untuk meperbesar pf dipasang paralel dengan
rangkaian beban. Bila rangkaian itu diberi tegangan maka elektron akan mengalir
masuk ke kapasitor. Pada saat kapasitor penuh dengan muatan elektron maka
tegangan akan berubah. Kemudian elektron akan ke luar dari kapasitor dan
mengalir ke dalam rangkaian yang memerlukannya dengan demikian pada saaat itu
kapasitor membangkitkan daya reaktif. Bila tegangan yang berubah itu kembali
normal (tetap) maka kapasitor akan menyimpan kembali elektron. Pada saat kapasitor
mengeluarkan elektron (Ic) berarti sama juga kapasitor menyuplai daya treaktif
ke beban. Keran beban bersifat induktif (+) sedangkan daya reaktif bersifat
kapasitor (-) akibatnya daya reaktif yang berlaku menjadi kecil.
Rugi-rugi daya sebelum dipasang kapasitor:
Rugi daya aktif = I2 R Watt ………….(5)
Rugi daya reaktif = I2 x VAR………(6)
Rugi-rugi daya sesudah dipasang kapasitor :
Rugi daya aktif = (I2 – Ic2) R Watt …(7)
Rugi daya reaktif = (I2 – Ic2) x VAR (8)
Pemasangan Kapasitor
Kapasitor yang akan digunakan untuk memperkecil atau memperbaiki pf
penempatannya ada dua cara :
1. Terpusat kapasitor ditempatkan pada:
a. Sisi primer dan sekunder transformator
b. Pada bus pusat pengontrol
2. Cara terbatas kapasitor ditempatkan
a. Feeder kecil
b. Pada rangkaian cabang
c. Langsung pada beban
H.) Perawatan Kapasitor
Kapasitor yang digunakan untuk memperbaiki pf supaya tahan lama tentunya harus dirawat secara teratur. Dalam perawatan itu perhatian harus dilakukan pada tempat yang lembab yang tidak terlindungi dari debu dan kotoran. Sebelum melakukan pemeriksaan pastikan bahwa kapasitor tidak terhubung lagi dengan sumber. Kemudian karena kapasitor ini masih mengandung muatan berarti masih ada arus/tegangan listrik maka kapasitor itu harus dihubung singkatkan supaya muatannya hilang. Adapun jenis pemeriksaan yang harus dilakukan meliputi :
- Pemeriksaan kebocoran
- Pemeriksaan kabel dan penyangga kapasitor
- Pemeriksaan isolator
I.) Sistem Mikroprosesor
Selain komponen induktor pemborosan pemakaian listrik bisa juga terjadi karena:
Tegangan tidak stabil
Ketidak stabilan tegangan bisa menyebabkan terjadinya pemborosan energi
listrik. Ketidakstabilan itu dapat diartikan tegangan pada suatu fase lebih
besar, lebih kecil atau berfluktuasi terhadap teganga standar. Sedangkan akibat
pembrosan energi listrik itu maka timbul panas sehingga bisa menyebabkan
pertama kerusakan isolator peralatan yang dipakai. Ke dua memperpendek daya
isolasi pada lilitan. Sementara itu dengan ketidakseimbangan sebesar 3% saja
dapat memperbesar suhu motor yang sedang beroperasi sebesar 18% dari keadaan
semula. Hal ini tentunya akan menimbulkan suara bising pada motor dengan
kecepatan tinggi.
Harmonik
Harmonik itu bisa menimbulkan panas, hal ini terjadi karena adanya energi
listrik yang berlebihan. Harmonik itu bisa muncul karena peralatan seperti
komputer, kontrol motor dll. Harmonik merupakan suatu keadaan timbulnya
tegangan yang periodenya berbeda dengan periode tegangan standar. Periode itu
bisa 180 Hz (harmonik ke-3), 300 Hz (harmonik ke-5) dan seterusnya. Harmonik
pada transformator lebih berbahaya, hal ini karena adanya sisrkulasi arus
akibat panas yang berlebih. Sehingga hal ini bisa mengurangi kemampuan
peralatan proteksi yang menggunakan power line carrier sebagai detektor kondisi
normal.
Untuk mengoptimalkan pemakaian energi listrik bisa digunakan beban-beban tiruan
berupa LC yang dilengkapi dengan teknologi mikroprosesor. Sehingga ketepatan
dan keandalan dalam mendeteksi kualitas daya listrik bisa diperoleh.
Mikroprosesor itu berfungsi untuk mengolah komponen-komponen yang menentukan
kualitas tenaga listrik. Seperti keseimbangan beban antar fasa, harmonik dan
surja. Apabila terdapat ketidakseimbangan antara fasa satu dengan fasa yang
lainnya, maka mikroprosesor akan memerintahkan beban-beban LC untuk membuka
atau menutup agar arus disuplai ke fasa satu sehingga selisih arus antara fasa
satu dengan fasa yang lainnya tidak ada. Banyaknya L atau C yang dibuka atau
ditutup tergantung dari kondisi ketidakseimbangan beban yang terdeteksi oleh
mikroprosesor. Kondisi harmonik yang terdeteksi bisa dihilangkan dengan
menggunakan filter LC.
Keuntungan alat ini adalah :
- Mampu mereduksi daya sampai 30%.
- Meningkatkan pf antara 95-100%
- Dapat mengeliminasi terjadinya harmonik.
Dengan demikian pemakaian energi listrik bisa
dihemat yaitu dengan cara mengoptimalkan konsumsi energi masing-masing
peralatan yang digunakan, memperkecil gejala harmonik dan menstabilkan
tegangan. Sehingga energi tersisa bisa dimanfaatkan untuk sektor lain yang
lebih membutuhkan. Sedang dampak negatif dari pemborosan energi listrik itu
pertama menciptakan ketidakseimbangan beban fasa-fasa listrik yang pada
gilirannya akan mempengaruhi over heating pada motor dan penurunan life
isolator. Ke dua bagi PLN sebagai penyuplai energi listrik tentunya harus
menyediakan energi listrik yang lebih besar lagi.
_______________________________________SANDHI DWI WIDYANTORO____________________________________
Hidup adalah kata yang harus dibuktikan, waktu yang tak boleh dilalaikan, dan proses yang harus dinikmati. Tak ada kata takut, menyerah, apalagi berhenti dalam menemukan yang terbaik. Satu-satunya yang bisa menghentikan hidup adalah ketika Tuhan berkata "Waktunya Pulang".
______________________________________________________________________________________________________
Hidup adalah kata yang harus dibuktikan, waktu yang tak boleh dilalaikan, dan proses yang harus dinikmati. Tak ada kata takut, menyerah, apalagi berhenti dalam menemukan yang terbaik. Satu-satunya yang bisa menghentikan hidup adalah ketika Tuhan berkata "Waktunya Pulang".
