Materi Mapel Dasar Elektronika Otomotif ke-2

 

BESARAN-BESARAN LISTRIK

Tujuan Pembelajaran

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta didik diharapkan mampu:

  1. Menjelaskan pengertian dari besaran-besaran listrik seperti tegangan, arus, hambatan, daya, dan energi listrik dengan benar.
  2. Mengidentifikasi satuan, simbol, dan alat ukur dari masing-masing besaran kelistrikan secara tepat.
  3. Menghitung besar arus, tegangan, hambatan, daya, atau energi listrik menggunakan rumus dasar dan hukum Ohm.
  4. Menganalisis hubungan antarbesaran listrik dalam suatu rangkaian sederhana, baik secara teoritis maupun praktis.
  5. Menerapkan konsep besaran listrik untuk memahami fungsi komponen kelistrikan pada sistem kendaraan atau perangkat elektronik.

A. Pengantar

Dalam dunia kelistrikan, terdapat beberapa besaran fisika yang sangat penting untuk dipahami karena menjadi dasar dalam menganalisis dan merancang rangkaian listrik. Besaran-besaran ini digunakan untuk mengukur arus, tegangan, hambatan, daya, dan energi listrik.

B. Jenis-Jenis Besaran Kelistrikan

1. Tegangan Listrik (Voltage)

  • Simbol: V
  • Satuan: Volt (V)
  • Alat Ukur: Voltmeter
  • Pengertian: Tegangan adalah beda potensial listrik antara dua titik dalam suatu rangkaian listrik. Tegangan mendorong aliran arus listrik.
  • Contoh: Baterai 12V pada sepeda motor menunjukkan tegangan 12 volt antara kutub positif dan negatif.

2. Arus Listrik (Current)

  • Simbol: I
  • Satuan: Ampere (A)
  • Alat Ukur: Ampermeter
  • Pengertian: Arus adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam suatu penghantar tiap satuan waktu.
  • Jenis: Arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC).
  • Contoh: Saat kunci kontak dinyalakan, arus mengalir dari aki ke sistem starter.

3. Hambatan Listrik (Resistance)

  • Simbol: R
  • Satuan: Ohm (Ω)
  • Alat Ukur: Ohmmeter
  • Pengertian: Hambatan adalah besarnya penolakan suatu bahan terhadap aliran arus listrik.
  • Faktor yang mempengaruhi: Panjang kawat, luas penampang, jenis bahan, dan suhu.
  • Contoh: Lampu memiliki hambatan tertentu yang menentukan seberapa terang nyalanya.

4. Daya Listrik (Power)

  • Simbol: P
  • Satuan: Watt (W)
  • Rumus:
    • P=V×I
    • P=I2×R
    • P=V2xR
  • Pengertian: Daya listrik adalah jumlah energi yang digunakan per satuan waktu.
  • Contoh: Lampu 18W menyatakan daya listrik yang dikonsumsi per detik.

5. Energi Listrik (Electrical Energy)

  • Simbol: W atau E
  • Satuan: Joule (J) atau Watt-jam (Wh)
  • Rumus:
    • W=P×t
  • Pengertian: Energi listrik adalah total energi yang digunakan selama waktu tertentu.
  • Contoh: Starter motor menggunakan energi listrik beberapa joule selama proses menyalakan mesin.

C. Hubungan antara Besaran Listrik (Hukum Ohm)

Hukum Ohm menyatakan bahwa:

"Besar arus yang mengalir dalam suatu penghantar sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatan."

Rumus Hukum Ohm:

I = V/ R, V = I x R

Dengan:

  • V = Tegangan (Volt)
  • I = Arus (Ampere)
  • R = Hambatan (Ohm)

Contoh Perhitungan Besaran-Besaran Kelistrikan

1. Menghitung Tegangan (V)

Rumus:

V=I×R

Soal:
Sebuah rangkaian memiliki arus sebesar 2 Ampere dan hambatan 6 Ohm. Hitunglah tegangan pada rangkaian tersebut!

Penyelesaian:

V=2×6=12 Volt

2. Menghitung Arus (I)

Rumus:

I=V/R

Soal:
Jika tegangan yang diberikan ke sebuah resistor adalah 24 Volt dan nilai hambatannya 8 Ohm, berapakah arus yang mengalir?

Penyelesaian:

I=V/R=24/8=3 Ampere

3. Menghitung Hambatan (R)

Rumus:

R=V/I​

Soal:
Sebuah lampu dialiri arus sebesar 0,5 A dan terhubung ke sumber tegangan 6 Volt. Hitunglah hambatan lampu tersebut!

Penyelesaian:

R=V/I = 6/0,5=12 Ω

4. Menghitung Daya (P)

Rumus:

  • P=V×I
  • atau P=I2×R
  • atau P=V2R​

Soal:
Sebuah motor listrik diberi tegangan 12 Volt dan arus 4 Ampere. Hitung daya listrik yang digunakan motor tersebut!

Penyelesaian:

P=12×4=48 Watt

5. Menghitung Energi Listrik (W)

Rumus:

W=P×t

(Dengan t dalam detik jika ingin hasil dalam Joule)

Soal:
Sebuah alat listrik menggunakan daya 60 Watt dan dinyalakan selama 10 menit. Hitung energi listrik yang digunakan!

Langkah-langkah:

  • Konversi waktu ke detik: 10 menit=10x60 detik = 600 detik
  • Hitung energi:

W=60×600=36.000 Joule

D. Alat Ukur Listrik

Besaran

Alat Ukur

Cara Penggunaan

Tegangan

Voltmeter

Dipasang paralel dengan komponen

Arus

Ampermeter

Dipasang seri dalam rangkaian

Hambatan

Ohmmeter

Digunakan saat rangkaian tidak dialiri arus

Daya

Multimeter (kombinasi)

Dihitung dari hasil pengukuran V dan I

E. Contoh Aplikasi di Kendaraan

Komponen Kendaraan

Besaran Terkait

Aki (baterai)

Tegangan dan energi listrik

Lampu

Daya dan hambatan

Motor starter

Arus dan daya listrik tinggi

Sistem injeksi

Arus kecil, kendali elektronik

F. Kesimpulan

Besaran listrik seperti tegangan, arus, hambatan, daya, dan energi adalah fondasi penting dalam memahami dan bekerja dengan sistem kelistrikan, terutama pada kendaraan bermotor dan sistem otomasi. Pemahaman yang baik terhadap besaran-besaran ini sangat membantu dalam perbaikan dan perawatan sistem elektronik dan listrik.

Soal Evaluasi: Besaran-Besaran dalam Kelistrikan

Soal 1 – Pengetahuan Dasar (TP 1 & TP 2)

Jelaskan lima besaran pokok dalam kelistrikan yang telah kamu pelajari! Sebutkan:
a) nama besaran
b) simbolnya
c) satuannya
d) alat ukurnya

Soal 2 – Pemahaman Konsep (TP 3 & TP 4)

Jelaskan dengan singkat bagaimana hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan dalam suatu rangkaian listrik. Sertakan rumus yang digunakan dan satu contoh penerapannya dalam sistem kelistrikan kendaraan!

Soal 3 – Aplikasi Perhitungan (TP 3 & TP 4)

Sebuah lampu sepeda motor memiliki hambatan sebesar 6 Ohm dan terhubung dengan aki 12 Volt.
Hitunglah:
a) Arus yang mengalir pada lampu
b) Daya yang dikonsumsi lampu tersebut

Soal 4 – Aplikasi Energi (TP 3 & TP 5)

Sebuah klakson kendaraan menggunakan daya sebesar 24 Watt. Jika klakson dibunyikan selama 2 menit,
berapakah energi listrik yang digunakan oleh klakson tersebut dalam satuan Joule?

Soal 5 – Analisis dan Penerapan (TP 4 & TP 5)

Amati sistem kelistrikan pada sepeda motor, misalnya: aki, lampu utama, starter, atau sistem injeksi.
Pilih salah satu komponen, dan jelaskan besaran-besaran listrik apa saja yang terlibat serta bagaimana peran besaran tersebut dalam kerja komponen tersebut.

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Materi IPAS ke-1

  Energi dan Jenis-jenisnya Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti pembelajaran, peserta didik diharapkan dapat: Menjelaskan pengertian dan sifat energi serta satuan-satuannya dengan memberikan contoh dalam kehidupan sehari-hari. Mengidentifikasi dan mengelompokkan jenis-jenis energi berdasarkan bentuknya serta memberikan contoh pemanfaatannya. Menjelaskan proses konversi energi dan menunjukkan bentuk perubahan energi yang terjadi dalam berbagai aktivitas. Membedakan sumber energi terbarukan dan tidak terbarukan serta menganalisis dampaknya terhadap lingkungan. Menunjukkan sikap hemat energi dan menyusun langkah-langkah pemanfaatan energi secara bijak dan berkelanjutan. Bahan Ajar : 1. Pengertian Energi Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Dalam kehidupan sehari-hari, energi dibutuhkan untuk berbagai aktivitas, seperti menyalakan lampu, mengoperasikan kendaraan, menggerakkan mesin, hingga melakukan proses...
Baca selengkapnya

Materi Mapel IPAS ke-2

  Studi Kasus: Dampak Penggunaan Energi Fosil terhadap Lingkungan dan Kesehatan Tujuan Pembelajaran: Studi Kasus Dampak Energi Fosil Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta didik diharapkan mampu: Menjelaskan pengertian energi fosil dan perannya dalam kehidupan modern , termasuk contoh penggunaannya di berbagai sektor. Menganalisis dampak negatif penggunaan energi fosil terhadap lingkungan, seperti pencemaran udara, pemanasan global, dan hujan asam. Menjelaskan hubungan antara pembakaran energi fosil dengan gangguan kesehatan masyarakat , seperti gangguan pernapasan akibat paparan PM2.5. Menginterpretasikan data polusi udara (seperti grafik PM2.5) untuk menilai tingkat pencemaran dan potensi risikonya bagi manusia dan alam. Merumuskan solusi atau tindakan mitigasi yang dapat dilakukan untuk mengurangi dampak energi fosil, baik secara individu maupun kolektif. Latar Belakang Energi fosil seperti minyak bumi , batu b...
Baca selengkapnya

Materi mapel mikrokontroller ke-1

  Pengenalan Mikrokontroler Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta didik diharapkan mampu: Menjelaskan pengertian mikrokontroler dan menyebutkan komponennya secara tepat. Mengidentifikasi manfaat mikrokontroler dalam kehidupan sehari-hari dan bidang otomotif. Menganalisis perbedaan antara mikrokontroler dan mikroprosesor berdasarkan karakteristiknya. Memberikan contoh penggunaan mikrokontroler pada sistem otomotif maupun perangkat elektronik lainnya. Mengkomunikasikan hasil analisis dalam bentuk uraian tertulis atau lisan secara logis dan sistematis. A. Pengertian Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer mini yang dikemas dalam satu chip (IC/Integrated Circuit) yang berfungsi sebagai pengendali perangkat elektronik. Mikrokontroler terdiri dari CPU (Central Processing Unit) , memori (RAM dan ROM/Flash) , serta I/O (Input/Output) dalam satu paket. Contoh mikrokontroler yang sering digunakan adalah...
Baca selengkapnya