AUTOTRONIK: modul kelistrikan

Pada umumnya setiap mobil mempunyai banyak sistem yang menunjang untuk dapat beroperasinya mobil tersebut. Diantaranya adalah sistem kelistrikan yang merupakan salah satu sistem yang sangat penting dan mempunyai peranan cukup dominan dalam proses pengoperasian kenderaan.

Pada sistem kelistrikan ini terdapat beberapa bagian yang mendukung proses operasinya diantaranya bateray yang bertugas sebagai sumber listrik, sistem pengapian yang bertugas untuk pembakaran, sistem starter yang bertugas untuk menghidupkan dan memutarkan fly wheel, sistem pengisian yang bertugas untuk mengisi bateray serta untuk memberikan arus yang dibutuhkan oleh bagian – bagian kelistrikan lainnya dan terakhir sistem penerangan. Dalam mengoperasikan sistem-sistem yang ada tersebut tentunya sangat diperlukan suatu rangkaian/sirkuit yang dapat menghubungkan kerjanya dari sistem-sistem yang digunakan.

A. Deskripsi Judul Modul

Dalam pengoperasian sistem-sistem yang terdapat pada kenderaan tentunya sangatlah diperlukan adanya suatu rangkaian penghubung/sirkuit untuk dapat memfasilitasi agar terjadi hubungan antara sistem-sistem tersebut dengan sumber yang digunakan untuk mengoperasikannya, dalam hal ini arus dan tegangan yang dibutuhkan oleh sistem harus dapat mengalir dengan baik agar dapat membuat sistem tersebut bekerja. Rangkaian penghubung yang dimaksud dalam penjelasan ini tidak lain adalah rangkaian kelistrikan yang terdiri dari rangkaian seri, parallel dan rangkaian gabungan (seri-parallel). Selain itu juga pada penjelasan di dalam modul ini akan diuraikan juga mengenai dasar operasi dari rangkaian kelistrikan. Dengan di jelaskannya mengenai dasar operasi rangkaian kelistrikan maka diharapkan agar pengaplikasian rangkaian dapat lebih mudah untuk dipahami.

B. Prasyarat

1. Peserta harus menguasai teori dasar rangkaian kelistrikan otomotif.

2. Peserta harus menguasai penggunaan rangkaian kelistrikan pada otomotif.

3. Peserta harus menguasai penggunaan alat ukur yang dipakai pada kelistrikan.

4. Peserta harus memahami hubungan antara tegangan, arus dan tahanan (aplikasi hukum ohm) pada rangkaian kelistrikan.

5. Peserta harus dapat membuat rangkaian kelistrikan (seri, parallel dan gabungan) sesuai dengan prosedur yang telah ditetapkan.

C. Tujuan akhir pembelajaran

1. Peserta mampu mengaplikasikan penggunaan rangkaian kelistrikan (Seri, Parallel Dan Gabungan) pada otomotif sesuai dengan prosedur.

a. Peserta diklat dapat memahami dan menjelaskan istilah dalam rangkaian kelistrikan

b. Peserta diklat dapat memahami dan menjelaskan dasar operasi rangkaian listrik sederhana

Dasar Operasi Rangkaian Kelistrikan

A. Beberapa Istilah dalam Rangkaian kelistrkan

Pada modul terdahulu telah dijelaskan konsep dasar kelistrikan. Sekarang marilah kita lihat lebih jauh bagaimana suatu rangkaian kelistrikan beroperasi. Persoalan pertama yang akan kita bahas adalah mengenai istilah-istilah yang sering digunakan dalam suatu rangkaian kelistrikan.

Pengertian pertama adalah mengenai apa itu Rangkaian atau sirkuit. Rangkaian / sirkuit adalah jaringan listrik yang menyediakan satu atau lebih penghantar / jalan arus listrik yang tak ada putusnya. Atau dapat pula diartikan sebagai sistem penghantar untuk mengalirkan arus listrik. Sirkuit dapat mempunyai beberapa komponen / elemen dan dapat juga berupa rangkaian terpadu (IC).

Elemen minimum dari suatu sirkuit antara lain:

Sumber listrik (source)
Beban (Load)
Penghantar / Jalur listrik untuk membawa daya listrik ke sistem.

Gbr. Rangkaian Listrik Sederhana

Sumber energi listrik merupakan suatu elemen yang menyediakan tenaga / energi listrik. Sedangkan sumber-sumber energi listrik itu banyak jenisnya diantaranya adalah baterai, accu, generator dan lain sebagainya.

Beban (load) adalah elemen yang menerima energi listrik untuk menjalankan atau menggerakkan apa yang telah didesain, misalnya lampu yang akan mengubah energi listrik menjadi cahaya. Contoh – contoh beban yang umum digunakan antara lain lampu – lampu, bel, solenoid, motor, setrika listrik, kompor listrik dan lain sebagainya.

Didalam suatu sirkuit terkadang ada beberapa istilah lain yang digunakan, antara lain:

Hubung Singkat (short circuit)

Merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan suatu hubungan antara 2 titik yang berlainan potensialnya melalui suatu resistansi yang sangat rendah / kecil. Kejadian ini bisa jadi merupakan kejadian yang tidak disengaja dan tidak diinginkan didalam sistem kita. Kita juga dapat mendefinisikan rangkaian hubung singkat sebagai sebuah penghantar yang resistansinya nol ohm (mengabaikan nilai resistansi penghantar), sehingga tegangan melalui sebuah rangkaian hubung singkat sama dengan nol, walaupun besarnya arus boleh sembarang (hukum ohm).

Penggambaran sederhana dari peristiwa ini dapat terlihat pada rangkaian gambar 2.2 : Simbol zig-zag (resistansi (R) ini misalnya adalah resistansi kawat/penghantar) menandakan jalur hubung singkat. Jika resistansi ini sangat kecil dibandingkan resistansi dari beban, kita katakan terjadi “Dead Short” atau “Short to ground”. Kedua kejadian tersebut sangat berbahaya, bahkan dapat menimbulkan kondisi terbakarnya isolasi kawat sehingga kondisi terparahnya bisa menimbulkan kebakaran di lingkungan tempat kita.

Short circuit

Gbr. Prinsip dari Hubungan Singkat / Short Circuit

Hubung Terbuka / Open Circuit

Merupakan suatu sirkuit yang terbuka / terputus sehingga tidak ada jalan yang kontinyu bagi arus. Rangkaian terbuka dapat kita definisikan sebagai penghantar yang memiliki resistansi yang tak terhingga. Jelaslah bahwa arusnya sama dengan nol, tak perduli berapapun tegangan melalui rangkaian terbuka tersebut.

Open Circuit

Gbr. Prinsip dari Hubung Terbuka / Open Circuit

Beban Lebih / Overload

Merupakan suatu rangkaian yang memiliki arus / daya yang lebih besar dari keluaran yang ditarifkan / yang sebenarnya untuk suatu elemen. Beban lebih paling sering adalah antara satu sampai dengan enam kali tingkatan arus normal. Beban lebih biasanya disebabkan oleh arus sentakan singkat (yang tidak berbahaya) ketika motor distarter atau transformator diberi energi. Beban lebih yang terus-menerus dapat diakibatkan oleh motor rusak, peralatan dibebani lebih atau terlalu banyak beban pada suatu rangkaian. Beban lebih terus-menerus seperti itu dapat merusakkan dan harus dihentikan sebelum merusakkan jaringan distribusi atau beban sistem.

B. Dasar Operasi Rangkaian Listrik Sederhana

Seperti sudah dijelaskan bahwa dalam suatu rangkaian listrik sederhana paling tidak ada 3 komponen supaya rangkaian itu dapat bekerja yaitu sumber listrik, penghantar dan beban. Tetapi disamping ke tiga hal tadi biasanya ditambahkan pula beberapa komponen lain yaitu saklar dan sekering (fuse).

Gbr. Rangkaian dengan Saklar dan Sekering

Dari rangkaian di atas nampak terlihat bahwa rangkaian dihidupkan dan diputuskan oleh sebuah saklar. Seperti sudah diketahui bahwa pada sumber energi listrik, kutub negatif (-) adalah kutub dimana kelebihan elektron muncul sedangkan kutub positif dari sumber listrik kekurangan elektron. Ketika saklar dihubungkan maka mengalirlah elektron dari kutub negatif melalui kawat penghantar melewati sekering (fuse), beban, saklar yang tertutup dan kembali ke sumber energi (kutub +). Beban menggunakan sebagian dari energi sumber seluruhnya. Pergerakan elektron ini adalah pergerakan arus yang sebenarnya. Sementara arah aliran arus konvensional (yang sering digunakan orang) adalah dari kutub positif ke kutub negatif. Hal ini dikarenakan penemuan elektron (yang menyebabkan terjadi arus) baru diketemukan belakangan setelah ilmu tentang listrik berkembang.

Bila kita kembali ke rangkaian di atas, arus sebenarnya dikendalikan oleh sebuah elemen saklar. Saklar ini berfungsi untuk melewatkan arus dan juga menghentikan aliran arus dalam rangkaian.

Saklar bekerja sangat sederhana, tapi ingatlah bahwa di dalam menggunakan sumber energi apapun bentuknya, listrik, hidraulik, panas, tekanan sangat dianjurkan untuk mengontrolnya setiap waktu. Ini berarti harus ada peralatan yang mengijinkan kita untuk mematikan ataupun menyalakannya. Sebab sangat berbahaya bila sumber energi menjadi tidak terkontrol.

a. Peserta diklat dapat memahami dan menjelaskan hubungan arus, tegangan dan resistansi pada rangkaian seri dan parallel

b. Peserta diklat dapat memahami dan menjelaskan penerapan masing – masing rangkaian pada bidang otomotif

c. Peserta diklat dapat menjelaskan sifat / karakteristik dari masing –masing rangkaian

d. Peserta diklat dapat menerapkan perhitungan masing – masing rangkaian

Hubungan Arus, Tegangan dan Resistansi (Hukum Ohm)

Hukum ohm memberikan keterangan mengenai hubungan antara arus, tegangan dan resistansi didalam suatu sirkuit.

Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan melalui berbagai jenis bahan penghantar adalah berbanding langsung kepada banyak arus yang mengalir dan resistansi dari bahan tersebut.

Dimana: V = Tegangan dalam Volt (V)

I = Arus listrik dalam Ampere (A)

R = Resistansi dalam Ohm (W)

Cara paling mudah untuk mengingat persamaan ini diperlihatkan dalam gambar 1.4 sebagai simbol mnemonic-nya.

Gbr. Simbol Mnemonic untuk Mengingat Hukum Ohm

Jika persamaan ini digambarkan pada sumbu-sumbu V terhadap I, maka diperoleh sebuah garis lurus yang melalui titik asal. Persamaan tersebut adalah linier, dan kita akan mengambilnya sebagai definisi tahanan linier. Jadi jika perbandingan (rasio) diantara arus dan tegangan dari suatu elemen sirkuit sederhana adalah sebuah konstanta, maka elemen tersebut adalah sebuah tahanan linier.

Gbr. Grafik Hubungan Antara V terhadap I

Perlu lagi ditekankan bahwa tahanan linier adalah suatu elemen rangkaian ideal ; tahanan linier tersebut adalah sebuah model matematis dari sebuah alat fisis. Pada kenyataannya bahwa perbandingan tegangan – arus dari tahanan (alat fisis) ini kira-kira konstan hanya untuk daerah arus dan tegangan tertentu, atau daerah daya tertentu dan juga tergantung pada temperatur dan faktor-faktor lingkungan.

Gambar diatas memperlihatkan simbol rangkaian yang paling umum yang dipakai untuk sebuah tahanan, sedangkan gambar dibawahnya adalah rangkaian sederhana untuk mendemonstrasikan hukum ohm.

Gbr. Simbol Rangkaian untuk Sebuah Resistansi / Tahanan

Gbr. Rangkaian untuk Mendemonstrasikan Hukum Ohm

Contoh:

Sebuah resistor dipasang pada suatu sirkuit dengan tegangan sumber sebesar 12 Volt. Jika arus yang mengalir adalah 10 mA. Berapa harga resistansi resistor tersebut ?

Jawab:

Diketahui : V = 12 Volt

I = 10 mA

Ditanya : R ?

A. Rangkaian Seri

Rangkaian seri terdiri dari dua atau lebih beban listrik yang dihubungkan ke catu daya lewat satu rangkaian.

Gbr. Dasar Rangkaian Seri

Rangkaian seri dapat berisi banyak beban listrik dalam satu rangkaian. Contoh yang baik dari beberapa beban rangkaian dihubung seri adalah lampu pohon Natal. ( kurang lebih 20 lampu dalam rangkaian seri ).

ÿ Penerapan Rangkaian Seri Pada Otomotif

· Unit sensor pengukur adalah tahanan variabel biasa yang dirangkai seri pada masing-masing pengukur.

· Tahanan depan koil pengapian diseri dengan koil pengapian untuk menurunkan tegangan ke koil pada saat mesin hidup.

· Tahanan depan kipas pendingin untuk mengatur putaran kipas angin.

ÿ Sifat - Sifat Rangkaian Seri

Gbr. Diagram Aliran arus dalam rangkaian seri

Arus yang mengalir pada masing beban adalah sama.

Gbr. Diagram Penurunan tegangan pada rangkaian seri

Tegangan sumber akan dibagi dengan jumlah tahanan seri jika besar tahanan sama. Jumlah penurunan tegangan dalam rangkaian seri dari masing-masing tahanan seri adalah sama dengan tegangan total sumber tegangan.

Gbr. Diagram Jumlah tahanan rangkaian dalam rangkaian seri

Banyak beban listrik yang dihubungkan dalam rangkaian seri, tahanan total rangkaian menyebabkan naiknya penurunan arus yang mengalir dalam rangkaian.

Arus yang mengalir tergantung pada jumlah besar tahanan beban dalam rangkaian.

Gbr. Diagram Akibat dari terputusnya rangkaian seri

Jika salah satu beban atau bagian dari rangkaian tidak terhubung atau putus, aliran arus terhenti.

ÿ Perhitungan Dalam Rangkaian Seri

Perhitungan tahanan total rangkaian

Gbr. Diagram Rumus besar tahanan total rangkaian seri. (Rt = Tahanan Total)

Tahanan yang dirangkai seri menyebabkan tahanan rangkaian menjadi lebih besar, untuk itu tahanan total adalah jumlah besar masing-masing tahanan dalam rangkaian seri.

Perhitungan tegangan rangkaian

Gbr. Diagram Rumus tegangan total dalam rangkaian seri

Tegangan sumber dibagikan atas masing-masing beban dalam rangkaian, untuk itu penurunan tegangan pada masing-masing komponen/beban dijumlahkan sama dengan besar tegangan catu daya.

Perhitungan tegangan jatuh

Gbr. Diagram Perhitungan tegangan dalam rangkaian seri

Dalam rangkaian di atas kita mengetahui besar tegangan sumber, arus dan dua tahanan. Anda perlu mengetahui tegangan jatuh pada masing-masing tahanan. Anda perlu menuliskan rumus Hukum Ohm untuk masing-masing tahanan dan menghitung besar tegangan jatuh pada masing-masing tahanan.

V (R1) = I x R1 V (R2) = I x R2

= 2 x 2 = 2 x 4

V (R1) = 4 volt V (R2) = 8 volt

Anda dengan mudah mengecek jawaban anda dengan menjumlahkan dua tegangan jatuh pada dua tahanan dan hasilnya sama dengan tegangan sumber.

Perhitungan Arus Dalam Rangkaian Seri.

Gbr. Diagram Perhitungan arus dalam rangkaian seri

Sungguh sering anda akan mendapatkan rangkaian dengan banyak tahanan dari pada dengan satu tahanan. Jika itu terjadi anda perlu menghitung jumlah tahanan terlebih dahulu dan kemudian diketemukan arus yang mengalir pada rangkaian.

Untuk menghitung tahanan total pada rangkaian (Rt) anda harus menjumlahkan semua tahanan. Anda dapat menuliskan rumus yang tepat dan menjumlahkan besar tahanan yang diketahui.

Rt = R1 + R2

Rt = 2 + 4

Rt = 6 ohm.

Gbr. Diagram Penyederhanaan rangkaian dengan tahanan total

yang sudah diketahui

Sekarang anda dapat menggambarkan kembali rangkaian dengan tahanan yang sama dengan tahanan total.

Tulis kembali rumus yang diperlukan, memasukkan nilai-nilai besaran listrik yang diketahui untuk menghitung arus yang mengalir dalam rangkaian.

I = V

I = 12

I = 2 amper

Ingat jika anda memperbanyak tahanan, dikerjakan terlebih dahulu tahanan total rangkaian, sederhanakan rangkaian anda dan hitung arus yang mengalir dalam rangkaian.

B. Rangkaian Parallel

Gbr. Diagram Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel merupakan salah satu yang memiliki lebih dari satu bagian garis edar untuk mengalirkan arus. Dalam kendaraan bermotor, sebagian besar beban listrik dihubungkan secara parallel. Masing-masing rangkaian dapat dihubung-putuskan tanpa mempengaruhi rangkaian yang lain.

ÿ Penerapan Rangkaian Parallel Dalam Otomotif, Yaitu :

· Rangkaian lampu kepala

· Rangkaian lampu parkir dan lampu kota

· Rangkaian lampu indikator

· Rangkaian motor starter

· Rangkaian system pengisian

· Rangkaian pemanas kaca belakang

· Rangkaian lampu mundur

· Rangkaian motor penghapus kaca

ÿ Sifat-sifat Rangkaian Parallel

(a)

Gbr. Diagram Tegangan dalam rangkaian parallel

Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan sumber.

(b)

Gbr. Diagram Aliran arus dalam rangkaian parallel

Masing-masing cabang dalam rangkaian parallel adalah rangkaian individu.

Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar tahanan cabang.

(c)

Gbr. Diagram Aliran arus dalam rangkaian parallel

Sebagian besar tahanan dirangkai dalam rangkaian parallel, tahanan total rangkaian mengecil, oleh karena itu arus total lebih besar.

Catatan:

Tahanan total dari rangkaian parallel adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil dalam rangkaian.

(d)

Gbr. Diagram Arus mengalir ke masing-masing cabang secara independen

Jika terjadi salah satu cabang tahanan parallel terputus, arus akan terputus hanya pada rangkaian tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap bekerja tanpa terganggu oleh rangkaian cabang yang terputus tersebut.

ÿ Perhitungan Dalam Rangkaian Parallel

a. Tegangan

Gbr. Diagram Tegangan dalam rangkaian parallel

Dalam hubungan parallel pada rangkaian listrik, semua beban dihubungkan langsung dengan sumber tegangan, oleh karena itu besar tegangan adalah sama pada masing-masing bagian dari rangkaian.

Arus

Gbr. Diagram Perhitungan arus dalam rangkaian parallel

Aliran arus terbagi dan mengalir lebih dari satu cabang dalam rangkaian parallel.

Perhitungan aliran arus dari jumlah cabang

I₁+ I₂ + I₃ = I_T

Perhitungan arus tiap cabang menggunakan rumus hukum Ohm

I = V

c. Resistansi

Gbr. Diagram Tahanan total rangkaian parallel

Banyak beban dijumlahkan dalam rangkaian seri, besar arus total naik, oleh karena itu tahanan total rangkaian harus mengecil.

Rumus untuk menghitung tahanan total rangkaian parallel adalah :

1 ₌₌1 ₊ 1 ₊ 1

R_T R₁ R₂ R₃

Catatan:

Tahanan total rangkaian adalah selalu lebih kecil dari tahanan terkecil yang dirangkai dalam rangkaian parallel.

C. Rangkaian Seri – Parallel

Rangkaian seri-paralel adalah kombinasi dari bagian rangkaian seri dan parallel.

Gbr. Diagram Rangkaian Seri – Paralel

Sebagian besar rangkaian dalam kendaraan dihubungkan secara parallel dan sumber tegangan total dihubungkan kerangkaian, tetapi termasuk di dalamnya tahanan seri sebagai contoh untuk pengatur kecepatan motor kipas pendingin atau pengatur terang-gelapnya lampu instrumen digunakan rangkaian seri.

Sifat dari rangkaian seri – parallel akan tergantung bagaimana konstruksi masing-masing cabang. Sebuah lampu dalam rangkaian diatas adalah dihubung langsung secara parallel dan menggunakan tegangan baterai secara penuh.

Sebuah motor dengan tahanan seri diberlakukan sifat - sifat rangkaian seri dan mempunyai tegangan kerja rendah, tergantung besar tahanan seri.

ÿ Penggunaan Dalam Rangkaian Otomotif

Tahanan pengatur dihubung seri terhadap lampu instrumen juga dihubung secara parallel dengan rangkaian yang lain.

Tahanan indikator busi pemanas dirangkai seri terhadap rangkaian parallel dari beberapa busi pemanas .

ÿ Perhitungan

Berdasarkan pemikiran dan pengetahuan yang baik pada sifat-sifat rangkaian seri dan parallel akan membantu anda dalam perhitungan – perhitungan.

Rumus hukum Ohm akan memungkinkan anda menghitung suatu besaran listrik selama terdapat dua besaran listrik yang lainnya.

ÿ Perhitungan Rangkaian Seri - Paralel

Rangkaian lengkap dapat dibagi dalam bagian-bagian yang terdiri dari rangkaian sederhana seri dan parallel. Masing-masing bagian dihitung secara terpisah dan kemudian bagian – bagian digabungkan dengan menggunakan rumus yang sama dengan rumus yang digunakan dalam perhitungan seri dan paralel.

Gbr. Diagram Rangkaian Seri - Paralel

1. Hukum Ohm dapat diaplikasikan dalam suatu rangkaian lengkap, atau dalam satu bagian dari rangkaian, asalkan digunakan besaran listrik mengambil dari bagian yang sama pada rangkaian.

2. Besar arus yang mengalir pada tahanan seri sama dengan jumlah arus pada rangkaian paralel.

I_R1 = I_R2 + I_R3

3. Arus mengalir masuk dalam rangkaian dan yang keluar rangkaian paralel adalah sama dengan penjumlahan arus yang mengalir masing-masing cabang

I_T = I_R1= I_R2 + I_R3

4. Besar tegangan pada masing – masing tahanan dari rangkaian parallel adalah sama.

V_R2= V_R3

5. Jumlah tegangan dari keseluruhan rangkaian adalah sesuai dengan besar tegangan yang digunakan.

V_S = V_R1 + V_R2

V_S = V_R1 + V_R3

Dasar Operasi Rangkaian Kelistrikan

Pertanyaan 1

Apakah yang dimaksud dengan Rangkaian / sirkuit ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Pertanyaan 2

Jelaskan fungsi dari sumber listrik ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Pertanyaan 3

Apa yang dimaksud dengan beban (load) dan sebutkan jenis – jenis beban ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Rangkaian Seri

Pertanyaan 1

Jelaskan apa yang dimaksud dengan rangkaian seri ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Pertanyaan 2

Uraikan sifat-sifat rangkaian seri ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Pertanyaan 3

Tuliskan dan jelaskan penerapan rangkaian seri pada otomotif ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Rangkaian Paralel

Pertanyaan 1

Uraikan / jelaskan jalannya aliran arus dalam rangkaian parallel ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Pertanyaan 2

Tuliskan aplikasi rangkaian parallel pada otomotif ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Pertanyaan 3

Jelaskan sifat-sifat rangkaian paralel ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Rangkaian seri – paralel

Rangkaian Seri - Parallel

Pertanyaan 1

Apa yang dimaksud dengan rangkaian seri – paralel ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Pertanyaan 2

Tuliskan aplikasi rangkaian seri – paralel pada otomotif ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

Pertanyaan 3

Dengan menggunakan besaran dalam rangkaian di bawah ini, hitunglah tahanan total rangkaian dari gambar dibawah ini ?

Jawab

----------------------------------------------------------------------------------------

1. Alat

ÿ Tang pemotong kabel

ÿ Pistol solder

ÿ Penyedut timah

ÿ Amperemeter

ÿ Voltmeter

ÿ Ohmmeter

2. Bahan

ÿ Baterai

ÿ Dudukan bola lampu (pitting)

ÿ Kabel

ÿ Bohlamp (bola lampu)

ÿ Switch (kontak)

3. Keselamatan Kerja

ÿ Gunakanlah pakaian praktek pada saat bekerja di bengkel

ÿ Berhati – hati dalam melakukan setiap pekerjaan

ÿ Lakukanlah langkah – langkah kegiatan sesuai petunjuk dan prosedur yang telah ditentukan

A. Langkah kerja :

Siapkan bahan dan alat praktek
Setelah semua persiapan dalam melaksanakan praktek terletak diatas meja praktek, maka mulailah membuat rangkaian dengan menggunakan lampu 12 V 8 W secara seri dengan sumber listrik (baterai) dengan rangkaian tertutup.

Kemudian lakukan pengukuran sumber tegangan (tegangan sumber) dengan menggunakan voltmeter. Baca hasil pengukurannya.

Selanjutnya ukur tegangan yang digunakan/terpakai pada masing-masing beban/bola lampu dengan menggunakan voltmeter. Baca hasil pengukurannya.

Ukur arus sumber dengan amperemeter. Baca hasil pengukuran.

Ukur arus pada masing-masing lampu dengan amperemeter. Baca hasil pengukurannya dan berikan kesimpulan dari hasil rangkaian.

B. Hasil Pengukuran

Rangkaian seri dengan menggunakan 2 bola lampu yang menggunakan daya dan tegangan yang sama. Hasil pengukurannya yaitu :

Tegangan sumber 12 volt
Tegangan pada L1 = 5,9 volt
Tegangan pada L2 = 5,9 volt
Arus sumber = 1,5 ampere
Arus pada masing-masing lampu 1,5 ampere
Rugi tegangan 0,2 volt

C. Kesimpulan Dari Hasil Merangkai Seri

Keadaan dari kedua bola lampu yang dirangkai seri dengan menggunakan 2 bola lampu yang memiliki daya dan tegangan yang sama yaitu masing-masing 12 V 8 W, bola lampu 1 dan 2 hidup (menyala).

Daftar Pekerjaaan

Topik kegiatan : Membuat Rangkaian Seri

Durasi waktu : 3 jam @ 45 menit

No	Jenis pekerjaan	Hasil yang diperoleh dan waktu yang dicapai	Catatan

1. Alat

ÿ Tang pemotong kabel

ÿ Pistol solder

ÿ Penyedut timah

ÿ Multitester

ÿ Amperemeter

ÿ Voltmeter

ÿ Ohmmeter

2. Bahan

ÿ Baterai

ÿ Dudukan bola lampu (pitting)

ÿ Kabel

ÿ Bohlamp (bola lampu)

ÿ Switch (kontak)

ÿ Resistor (Tahanan)

3. Keselamatan Kerja

ÿ Gunakanlah pakaian praktek pada saat bekerja di bengkel

ÿ Berhati – hati dalam melakukan setiap pekerjaan

ÿ Lakukanlah langkah – langkah kegiatan sesuai petunjuk dan prosedur yang telah ditentukan

A. Langkah Kerja

1. Persiapkan alat dan bahan sebelum melaksanakan praktek

2. Setelah alat dan bahan disiapkan buatlah rangkaian lampu 12 V 32 W, 12 V 8W, 12 V 8W secara parallel dengan rangkaian tertutup.

3. Ukur tegangan sumber dengan voltmeter. Kemudian baca hasil pengukurannya.

Ukur tegangan pada masing-masing lampu dengan voltmeter. Baca hasil pengukuran.

5. Ukur arus sumber dengan amperemeter dan kemudian baca hasil pengukurannya

6. Ukur arus pada masing-masing bola lampu dengan amperemeter, kemudian baca hasil pengukurannya.

B. Hasil Pengukuran Pada Rangkaian Parallel

Rangkaian parallel dengan menggunakan 3 bola lampu masing-masing 12 V 32 W, 12 V 8 W, 12 V 8 W. Hasil pengukurannya yaitu :

Tegangan sumber 12 Volt
Tegangan pada lampu L1 = 11,4 V
Tegangan pada lampu L2 = 11,4 V
Tegangan pada lampu L3 = 11,4 V
Arus pada sumber = 2,7 A
Arus yang mengalir pada lampu L1 = 1,5 A
Arus yang mengalir pada lampu L2 = 0,5 A
Arus yang mengalir pada lampu L3 = 0,6 A
Kerugian arus = 0,1 A
Kerugian tegangan = 0,6 A

C. Kesimpulan Dari Hasil Merangkai Parallel

Pada rangkaian parallel dengan mengunakan 3 bola lampu ini, dimana 2 bola lampu menggunakan daya dan tegangan yang sama sedangkan bola lampu yang satunya lagi dengan daya dan tegangan yang berbeda keadaan lampunya hidup (nyala) terang semuannya.

Daftar Pekerjaaan

Topik kegiatan : Membuat Rangkaian Parallel

Durasi waktu : 3 jam @ 45 menit

No	Jenis pekerjaan	Hasil yang diperoleh dan waktu yang dicapai	Catatan

1. Alat

ÿ Tang pemotong kabel

ÿ Pistol solder

ÿ Penyedut timah

ÿ Amperemeter

ÿ Voltmeter

ÿ Ohmmeter

2. Bahan

ÿ Baterai

ÿ Dudukan bola lampu (pitting)

ÿ Kabel

ÿ Bohlamp (bola lampu)

ÿ Switch (kontak)

3. Keselamatan kerja

ÿ Gunakanlah pakaian praktek pada saat bekerja di bengkel

ÿ Berhati – hati dalam melakukan setiap pekerjaan

ÿ Lakukanlah langkah – langkah kegiatan sesuai petunjuk dan prosedur yang telah ditentukan

A. Langkah Kerja :

1. Persiapkan alat dan bahan praktek

2. Setelah bahan dan alat praktek disiapkan, buatlah rangkaian dengan menggunakan 3 bola lampu masing-masing 12 V 8 W, 12 V 8 W, 12 V 8 W secara rangkaian seri-paralel pada rangkaian tertutup.

3. Setelah rangkaiannya dibuat, lakukan pengukuran tegangan sumber dengan voltmeter. Baca hasil pengukurannya.

4. Lakukan pengukuran tegangan pada masing-masing lampu. Baca hasil pengukurannya.

5. Lakukan pengukuran arus pada sumber dengan amperemeter. Baca hasil pengukurannya.

6. Setelah arus pada sumber diukur, lakukan juga pengukuran arus pada masing-masing lampu dengan amperemeter. Baca hasil pengukurannya dan berikan kesimpulan hasil merangkai seri-parallel.

B. Hasil Pengukuran Pada Rangkaian Seri-Parallel

Hasil pengukuran pada rangkaian seri – parallel yang menggunakan 3 bola lampu dengan tegangan dan daya yang sama yaitu :

· Tegangan sumber 11 V

· Tegangan pada bola lampu L1 = 6,5 V

· Tegangan pada bola lampu L2 = 2,2 V

· Tegangan pada bola lampu L3 = 2,2 V

· Aru sumber = 0,7 A

· Arus yang mengalir pada lampu L1 = 0,7 A

· Arus yang mengalir pada lampu L2 = 0,3 A

· Arus yang mengalir pada lampu L3 = 0,4 A

· Kerugian tegangan = 3,4 V

C. Kesimpulan Dari Hasil Merangkai Seri-Parallel

Pada rangkaian seri-parallel dengan menggunakan 3 bola lampu, dimana 2 bola lampu menggunakan daya dan tegangan yang sama sedangkan bola lampu yang satunya lagi dengan daya dan tegangan yang berbeda. Keadaan lampu L1 menyala terang, sedangkan lampu L2 dan L3 menyala tetapi redup sekali.

Daftar Pekerjaaan

Topik kegiatan : Membuat Rangkaian Seri - Parallel

Durasi waktu : 3 jam @ 45 menit

No	Jenis pekerjaan	Hasil yang diperoleh dan waktu yang dicapai	Catatan

Soal

1. Tiga buah tahanan masing-masing 100 Ohm, 80 Ohm dan 40 Ohm dihubungkan berurutan (seri) dan dihubungkan pada tegangan 220 volt. Hitunglah tahanan total, besar arus dan tegangan masing-masing tahanan ?

2. Sebuah lampu diode 2 volt 100 mA dihubungkan dengan tegangan 12 volt, berapa besar tahanan depan yang diperlukan supaya lampu diode tidak putus ?

Soal

1. Diketahui : Tiga buah kumparan masing – masing 75 Ohm dihubungkan
parallel dengan 150 Volt.

Ditanyakan : Arus total, tahanan total dan rangkaiannya.

2. Dua buah tahanan, masing – masing R1 = 10 Ohm, dihubungkan parallel dengan 200 V. Tentukan tahanan total arus yang mengalir pada tahanan masing – masing serta perbandingan I₁ : I₂ ; R : R₂ dan buatkan gambar ?

Dasar Operasi Rangkaian Listrik

Pertanyaan 1

Apakah yang dimaksud dengan Rangkaian / sirkuit ?

Jawab

Rangkaian / sirkuit adalah jaringan listrik yang menyediakan satu atau lebih penghantar / jalan arus listrik yang tak ada putusnya. Atau dapat pula diartikan sebagai sistem penghantar untuk menghantarkan arus listrik

Pertanyaan 2

Jelaskan fungsi dari sumber listrik ?

Jawab

Sumber listrik berfungsi untuk menyediakan tenaga / energi listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan suatu rangkaian kelistrikan

Pertanyaan 3

Apa yang dimaksud dengan beban (load) dan sebutkan jenis – jenis beban ?

Jawab

Beban load ialah elemen yang menerima energi listrik untuk menjalankan atau menggerakkan apa yang telah didesain, misalnya lampu yang akan mengubah energi listrik menjadi cahaya.

Jenis – jenis beban yaitu : lampu – lampu, bel, solenoid, motor, setrika listrik, kompor listrik dan lain sebagainya

Rangkaian Seri

Pertanyaan 1

Jelaskan apa yang dimaksud dengan rangkaian seri ?

Jawab

Rangkaian seri adalah rangkaian dimana arus hanya mengalir pada satu lintasan saja

Pertanyaan 2

Tuliskan sifat-sifat rangkaian seri

Jawab

Resistansi total rangkaian seri adalah sama dengan penjumlahan dari masing – masing resistansi dalam rangkaian

R_t = R₁ + R₂ + ….+ R_n

Besarnya arus total yang mengalir dalam rangkaian seri adalah sama dengan arus yang mengalir ke setiap komponen / resistansi.

I_t = I₁ = I₂ = … = I_n

Besarnya tegangan total rangkaian seri adalah sama dengan penjumlahan dari jatuh tegangan pada masing – masing komponen / resistansi.

V_t = V₁+ V₂ + … + V_n

Tegangan jatuh pada masing – masing komponen / resistansi adalah sebanding dengan besar resistansinya.

V₁ = R₁ . I ; V₂ = R₂ . I ; V_n = R_n . I

Daya total rangkaian adalah sama dengan penjumlahan dari daya hilang pada masing – masing komponen / resistansi.

P_t = P₁ + P₂ + … + P_n

Dimana : P₁ = I² . R₁ ; P₂ = I² . R₂ ; P_n = I² . R_n

Pertanyaan 3

Tuliskan dan jelaskan penerapan rangkaian seri pada otomotif

Jawab

Penerapan rangkaian seri pada komponen otomotif adalah sbb :

· Unit sensor pengukur adalah tahanan variabel biasa yang dirangkai seri pada masing-masing pengukur.

· Tahanan depan koil pengapian diseri dengan koil pengapian untuk menurunkan tegangan ke koil pada saat mesin hidup.

· Tahanan depan kipas pendingin untuk mengatur putaran kipas angin.

Rangkaian Paralel

Pertanyaan 1

Uraikan / jelaskan jalannya aliran arus dalam rangkaian paralel

Jawab

Pada rangkaian paralel arus

Dalam kendaraan bermotor, sebagian besar beban listrik dihubungkan secara parallel. Masing-masing rangkaian dapat dihubung-putuskan tanpa mempengaruhi rangkaian yang lain.

Pertanyaan 2

Tuliskan aplikasi rangkaian paralel pada otomotif

Jawab

Penerapan rangkaian paralel pada otomotif adalah sbb :

· Rangkaian lampu kepala

· Rangkaian lampu parkir dan lampu kota

· Rangkaian lampu indikator

· Rangkaian motor starter

· Rangkaian system pengisian

· Rangkaian pemanas kaca belakang

· Rangkaian lampu mundur

· Rangkaian motor penghapus kaca

Pertanyaan 3

Jelaskan sifat-sifat rangkaian paralel

Jawab

Sifat-sifat/karakteristik dari rangkaian paralel ialah :

Besar Resistansi total rangkaian adalah :

Besarnya arus total yang mengalir dalam rangkaian adalah sama dengan penjumlahan dari masing – masing cabang / lintasan.

I_t= I₁ + I₂ + … + I_n

Besarnya tegangan total adalah sama dengan tegangan dimasing – masing cabang / lintasan

V_t = V₁ = V₂ = …= V_n

Besarnya arus dari masing – masing lintasan adalah :

;

Daya total rangkaian adalah sama dengan penjumlahan dari masing – masing resistor.

P_t = P₁ + P₂ + … + P_n

Rangkaian Seri - Paralel

Pertanyaan 1

Apa yang dimaksud dengan rangkaian seri – paralel

Jawab

Rangkaian seri-paralel adalah kombinasi dari bagian rangkaian seri dan parallel.

Pertanyaan 2

Tuliskan aplikasi rangkaian seri – paralel pada otomotif

Jawab

Tahanan variabel / potensio yang dirangkai seri terhadap lampu panel pda dash board dan dirangkai paralel terhadap yang lain.

2. Tahanan indikator busi pemanas dirangkai seri terhadap rangkaian parallel dari beberapa busi pemanas .

Pertanyaan 3

Dengan menggunakan besaran dalam rangkaian di bawah ini, hitunglah tahanan total rangkaian dari gambar dibawah ini

Jawab

Tahanan total rangkaian

Perhitungan cabang paralel Perhitungan seri

(R_2,R₃) à 1 = 1 + 1 R_T = R₁+ (R₁, R₃)

R_T 10 10

1 = 0.1 + 0.1 = 5 + 5

R_T

1 = 0.2 = 10 Ω

R_T

R_T = 1

0.2

(R_2,R₃) R_T = 5 Ω

1. Tiga buah tahanan masing-masing 100 Ohm, 80 Ohm dan 40 Ohm dihubungkan berurutan ( seri ) dan dihubungkan pada tegangan 220 volt.. Hitunglah tahanan total, besar arus dan tegangan masing-masing tahanan

Jawab

R = R₁ + R₂ + R₃ = 100 + 80 + 40 = 220 W

I =

U₁ = I × R₁ = 1 × 100 = 100 V

U₂ = I × R₂ = 1 × 80 = 80 V

U₃ = I × R₃ = 1 × 40 = 40 V

2. Sebuah lampu diode 2 volt 100 mA dihubungkan dengan tegangan 12 volt, berapa besar tahanan depan yang diperlukan supaya lampu diode tidak putus ?

Jawab

U₁ = U tot - U₂ = 12 - 2 = 10 V

1. Diketahui : Tiga buah kumparan masing – masing 75 Ohm dihubungkan parallel dengan 150 Volt.

Ditanyakan : Arus total, tahanan total dan rangkaiannya ?

Jawab

Rangkaian :

I₁= I₂= I₃ (karena R₁ = R₂ = R₃)

I₁ =

= 2A

I_t = I₁+ I₂ + I₃ = 2 + 2 + 2 = 6 A

R_t =

( R_t = ¹/₃ dari 75 W = ¹/₃ R. Cabang )

Kesimpulan : Apabila setiap tahanan sama besarnya, maka tahanan total dapat
dihitung sbb :

R =

Jawab

Gambar rangkaian

R_t =

= 8 W

I =

= 25 A

I₁ =

= 20 A

I₂ =

= 5 A

Kontrol : I_t = I₁ + I₂ = 20 + 5 = 25 A

= 4

Kesimpulan :

Tahanan total kecil dari tahanan yang terkecil dari tahanan cabang keadaan arus tiap cabang berbanding terbalik dengan tahanan cabang.

Dari keseluruhan kegiatan yang termuat dalam modul ini hendaknya peserta diklat harus dapat menguasai dan mengembangkan kemampuan diri dalam memenuhi kompetensi yang dibutuhkan untuk dapat mengaplikasikan tentang rangkaian kelistrikan pada kenderaan. Kemampuan ini dapat diterapkan dalam setiap lingkup kegiatan yang berhubungan dengan sirkuit kelistrikan yang digunakan pada kenderaan.

Batasan Konteks

Standar kompetensi ini digunakan untuk :

Jasa pelayanan pemeliharaan/servis dan perbaikan bidang perbengkelan

Sumber Informasi/Dokumen Dapat Termasuk :

Lembar data bahan

Buku manual kenderaan

Bahan pelatihan dan praktek sirkuit kelistrikan otomotif

Pelaksanaan K 3 Harus Memenuhi :

Undang – undang tentang K 3 (keselamatan dan kesehatan kerja)

Penghargaan dibidang industri

Sumber – Sumber Dapat Termasuk :

Peralatan tangan, perlengkapan penguji, multitester, amperemeter, voltmeter

Peralatan – peralatan lainnya yang diperlukan

Kegiatan :

Kegiatan yang harus dilakukan :

Membuat rangkaian seri

Menentukan kerugian tegangan

Mengukur besar arus yang mengalir pada masing-masing beban

Mengukur tegangan sumber yan digunakan

Mengukur arus yang mengalir pada sumber

Mengukur tegangan yang mengalir pada masing-masing beban

Membuat rangkaian parallel

Membuat rangkaian kombinasi (seri parallel)

Panduan Penilaian

Konteks :

Pengetahuan dan keterampilan dasar dapat dinilai melalui pekerjaan dan tidak melalui pekerjaan.

Penilaian keterampilan dapat dilakukan setelah periode pelatihan yang diawasi dan pengalaman melakukan sendiri pada tipe yang sama. Jika kondisi kerja tidak memungkinkan, penilaian dapat dilakukan melalui simulasi.

Hasil yang telah ditentukan harus dapat dicapai tanpa pengawasan langsung.

Aspek – Aspek Penting :

Kompetensi penting diamati secara menyeluruh agar mampu menerapkan kompetensi pada keadaan yang berubah – ubah dan merespon situasi yang berbeda pada beberapa aspek yang ditentukan.

Pengetahuan Dasar :

Undang – undang K 3

Pengetahuan dasar kelistrikan otomotif

Prosedur membuat rangkaian

Prosedur pengetesan tegangan, arus dan tahanan pada masing – masing beban

DAFTAR PUSTAKA

PT Toyota. Fundamental Electrik, Step 2 Vol 16.

Pakpahan. L.B. Ir, Msi, Sukir Drs, Anas. M. Drs. Perbaikan Sistem Kelistrikan. Otomotif PPPGT Medan Tahun 2003.

Bahan Pelatihan Otomotif. Perbaikan Kenderaan Ringan, Electrical. Tahun 2002.

D3 GK Otomotif Angkatan I. Laporan Praktek Merangkai Seri Dan Parallel.

AUTOTRONIK

21 May 2012

modul kelistrikan

Dasar Operasi Rangkaian Kelistrikan

Dasar Operasi Rangkaian Listrik

No comments:

Post a Comment

Download RPP SMK TKR otomotif Daring lengkap XII

Pages

Search This Blog