Struktur Dan Pengertian Thyristor

Ada beberapa komponen yang termasuk thyristor antara lain 

• PUT (Programmable Uni-junction Transistor), 
• UJT (Uni-Junction Transistor), 
• GTO (Gate Turn Off switch), 
• SCR (Silicon Controlled Rectifier), 
• photo SCR dan sebagainya. 

Struktur Thyristor Ciri-ciri thyristor adalah komponen yang terbuat dari bahan semiconductor silicon. Walaupun bahannya sama, tetapi struktur P-N junction yang dimilikinya lebih kompleks dibanding transistor bipolar atau MOS. Komponen thyristor lebih digunakan sebagai saklar (switch) ketimbang sebagai penguat arus atau tegangan seperti halnya transistor.

Gambar Struktur Thyristor

Struktur dasar thyristor adalah struktur 4 layer PNPN seperti yang ditunjukkan pada gambar a diatas. Jika dipilah, struktur ini dapat dilihat sebagai dua buah struktur junction PNP dan NPN yang tersambung di tengah seperti pada gambar b diatas. Ini adalah dua buah transistor PNP dan NPN yang tersambung pada masing-masing kolektor dan base. Jika divisualisasikan sebagai transistor Q1 dan Q2, maka struktur thyristor ini dapat diperlihatkan seperti pada gambar yang berikut ini.

Gambar Visualisasi Dengan Transistor

Terlihat di sini kolektor transistor Q1 tersambung pada base transistor Q2 dan sebaliknya kolektor transistor Q2 tersambung pada base transistor Q1. Rangkaian transistor yang demikian menunjukkan adanya loop penguatan arus di bagian tengah. Dimana diketahui bahwa Ic = β Ib, yaitu arus kolektor adalah penguatan dari arus base. Jika misalnya ada arus sebesar Ib yang mengalir pada base transistor Q2, maka akan ada arus Ic yang mengalir pada kolektor Q2. Arus kolektor ini merupakan arus base Ib pada transistor Q1, sehingga akan muncul penguatan pada pada arus kolektor transistor Q1. Arus kolektor transistor Q1 adalah arus base bagi transistor Q2. Demikian seterusnya sehingga makin lama sambungan PN dari thyristor ini di bagian tengah akan mengecil dan hilang. Tertinggal hanyalah lapisan P dan N dibagian luar. Jika keadaan ini tercapai, maka struktur yang demikian adalah struktur dioda PN (anoda-katoda) yang sudah dikenal. Pada kondisi yang demikian, disebut bahwa thyristor dalam keadaan ON dan dapat mengalirkan arus dari anoda menuju katoda seperti sebuah dioda.

Gambar Thyristor Dengan Beban Dan Sumber Tegangan

Bagaimana kalau pada thyristor ini kita beri beban lampu dc dan diberi suplai tegangan dari nol sampai tegangan tertentu seperti pada gambar diatas. Lampu padam ketika tegangan dinaikkan dari nol. Lampu akan tetap padam karena lapisan N-P yang ada ditengah akan mendapatkan reversebias (teori dioda). Pada saat ini disebut thyristor dalam keadaan OFF karena tidak ada arus yang bisa mengalir. Arus tidak dapat mengalir sampai pada suatu tegangan reverse-bias tertentu yang menyebabkan sambungan NP ini jenuh. Tegangan ini disebut tegangan breakdown dan pada saat itu arus mulai dapat mengalir melewati thyristor sebagaimana dioda umumnya. Pada thyristor tegangan ini disebut tegangan breakover Vbo.

Sumber : elektronika-dasar.web.id

Read More

Menghitung Daya Transformator - Efesiensi Transformator

Efisiensi transformator didefinisikan sebagai perbandingan antara daya listrik keluaran dengan daya listrik yang masuk pada transformator. Pada transformator ideal efisiensinya 100 %, tetapi pada kenyataannya efisiensi tranformator selalu kurang dari 100 %.hal ini karena sebagian energi terbuang menjadi panas atau energi bunyi.

Rumus efesiensi trafo

Read More

Peranan Kapasitor Dalam Penggunaan Energi Listrik

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.

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. 

Dalam menggunakan energi listrik, 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.

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................(2) 

Seperti kita ketahui bahwa harga cos r adalah mulai dari 0 s/d 1. 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: 

• Membesarnya penggunaan daya listrik kWH karena rugi-rugi. 
• Membesarnya penggunaan daya listrik kVAR. 
• Mutu listrik menjadi rendah karena jatuh tegangan. 

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. 

sumber: http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/09/peranan-kapasitor-dalam-penggunaan.html
ditulis oleh: Ir. Deni Almanda, dosen Teknik Elektro & Kepala Perpustakaan FT UMJ, alumni FT UGM dan aktif menulis masalah kelistrikan di berbagai media.

Read More

Komponen Elektronika : Resistor

Resistor dalam elektronika dapat dibedakan menjadi 2 yakni resistor linier dan resistor non linier, atau dalam pengertian lain adalah resistor tetap ( fixed resistor ) dan resistor tidak tetap (variable resistor ).

Resistor linier adalah resistor yang bekerja sesuai Hukum Ohm. Jika nila tahanan nya semkain besar maka arus nya semakin kecil dan sebaliknya. Sedangkan resistor nonlinier adalah resistor yang nilainya dapat berubah-ubah akibat faktor pengaruh luar, seperti thermistor, fotoresistor.

Fotoresistor adalah resistor yang nilainya dipengaruhi oleh cahaya dan sangat peka terhadap sinar. Thermistor adalah resistor yang nilai nya dapat berubah karena pengaruh panas dan sangat peka terhadap panas.

Umum nya resistor digunakan untuk menghambat arus listrik. Besar tahanan dari resistor ditentukan dari warna yang tertera pada bahannya. Perhatikan tabel dibawah:

• Warna kuning pada gelang I bernilai 4
• Warna ungu pada gelang II bernilai 7
• Warna merah pada gelang III bernilai 100
• Warna emas pada IV bernilai 5 %
• Nilai resistor adalah (47 x 100)ohm +/- 5%
• Artinya nilai resistor adalah 4.700 dengan toleransi antara +/- 5%
• Nilai toleransi nya adalah 4.700 x 5% yaitu 235 ohm.
• Harga resistor adalah (4.700 – 235) ohm sampai dengan (4.700 + 235) ohm, atau sebesar 4,46 K.ohm sampai 4,93 K.ohm

Selain itu, sistem huruf  juga sering digunakan untuk menunjukkan nilai dari resistor tersebut. Ini adalah nilai resistor yang nilai tehanannya tertulis langusung pada badannya. Sebagai contoh: F , G ,  J ,  K  dan  M   yang nilainya sebesar 1%, 2%, 5%, 10%  dan 20%. Jika pada resistor berlabel 1K7J  maka nilai tahanan resistor tersebut adalah 1,7 K.ohm dengan toleransi +/- 5%.

Resistor dibuat dari berbagai macam bahan, seperti arang nikelin, lilitan kawat, pita, film metal, film oksida metal, cermen,unsur carbon, dan lain-lainnya. Dan bahan carbon adalah jenis yang banyak dipakai dan beredar di pasaran.

Untuk penggunaan transistor pada tegangan tinggi yang mencapai 1.000.000 Mega Ohm digunakan bahan yang terbuat dari bahan gelas semikonduktor dan sering dipakai pada detektor radiasi dan elektrometer.

Resistor yang nilai tahanannya dapat berubah

1.   LDR (Light Dependent Resistor)

           

• Berfungsi sebagai sensor cahaya.
• Bila terkena cahaya, maka nilai resistansinya akan mengecil.
• Umum nya digunakan pada rangkaian seperti pada saklar, kamera, dan lainnya
  
  

    2.    VDR (Voltage Dependent Resistor)

• Semakin besar tegangan pada rangkaian, maka semakin mengecil nilai resistensinya
• Digunakan pada rangkaian penstabil tegangan baik pada tegangan rendah maupun tegangan tingg

   3. PTC ( Positive Temperature Coefficient) Thermistor

• Pada suhu dingin, nilai resistansi nya mengecil dan membesar pada suhu panas
• Berfugsi sebagai pengaman relay  dan pelindung pada tegangan masukan terhadap beban yang arus nya besar
• Umum nya digunakan pada pesawat televisi bewarna

    4.    NTC (Negative  Temperature Coefficient ) Thermistor

• Pada suhu dingin nilai resistansinya akan membesar dan pada suhu panas nilai nya akan mengecil
• Berfungsi untuk mengkompensasikan  tempratur panas
• Digunakan pada rangkaian penguat akhir pada rangkaina audio power amplifier

        5. Trimer Potensio

•       Nilai resistansinya dapat diatur denga menggunakan obeng dengan cara memutarnya
•       Dipakai pada penstabilisasi arus dan tegangan
•       Umum nya menggunakan sistem hitungan atau faktor perkalain yang tertera pada badan nya
•       Nilai yang tersedia hingga 5MegaOhm dan daya 1 watt

Read More

Pengujian Resistor

Pengujian resistor meliputi dua hal yakni pengecekan kondisi resitor tentang baik tidak nya komponen tersebut, dan pengukuran nilau tahanan. Pengukuran nya pun dapat dilakukan dengan melihat dan menghitung kode warna dan label nya, dan juga dengan cara menggunakan multitester.

Segala komponen yang diukur nilai nya tidaklah dialirin arus listrik, karena itu, pada saat pengukuran atau pengecekan nya, harus dikeluarkan dari sumber tegangan.

Jika pada saat pengukuran, jarum penunjuk berada pada angkat 0, maka nilai tahanan itu terlalu kecil, maka perlu diperhatikan saklar jangka harus pada posisi yang lebih kecil dari nilai tahanan yang akan diukur.

Langakah-langkah pengukuran resistor antara lain:

1.      Saklar harus berada pada posisi Ohm.

·                    Posisi x1 untuk mengukur nilai 1 ohm sampai 1000 ohm.

·                    Posisi  x10 untuk mengukur nilai 100 ohm sampai 10.000 ohm

·                    Posisi x k untuk mengukur nilai 1000 ohm sampai 1.000.000 ohm.

2.     Melakukan kalibrasi dengan menghubungkan masing-masing ujung kabel, dan kemudian menunjuk tepat pada angka 0 ohm, maka mengatur 0 ohm atau knop adjust diatur dengan memutarnya sampai jarum menunjuk angka 0

3.      Menempelkan masing-masing ujung colokan pada kaki-kaki resistor

Jika jarum nya menunjukkan nilai tertentu, makan resistor nya dalam keadaan baik, dan juga sebaliknya, jika tidak menunjuk suatu angka tertentu ataupun tidak mampu membaca nilainya. Nilai yang ditunjuk oleh jarum adalah besar dari nilai tahanan dari resistor tersebut.

Read More

PENGENALAN ARUS SEARAH

1 Generator Arus Searah.

Adalah mesin pengubah energi mekanik menjadi energi listrik, sedangkan penggerak dari generator disebut prime mover yang dapat berbentuk turbin air, uap, mesin diesel dll. Prinsip kerjanya adalah berdasarkan hukum Faraday dimana konduktor memotong medan magnit dan emf atau induksi akan timbul beda tegangan dan adanya komutator yang dipasang pada sumbu generator maka pada terminal generator akan terjadi tegangan searah.

2 Batere atau Accumulator.

Batere atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversibel ( dapat berbalikan ) dengan efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel, adalah didalam batere dapat berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik ( proses pengosongan ), dan sebaliknya dari tenaga listrik menjadi tenaga kimia ( pengisian kembali dengan cara regenerasi dari elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam arah ( polaritas ) yang berlawanan didalam sel. Tiap sel batere ini terdiri dari dua macam elektroda yang berlainan, yaitu elektroda positif dan elektroda negatif yang dicelupkan dalam suatu larutan kimia.

3 Arus Listrik

Arus listrik adalah alirnya electron secara kontinyu pada konduktor akibat perbedaan jumlah electron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. satuan arus listrik adalah Ampere. 1 ampere arus adalah mengalirnya electron sebanyak 628x1016 atau sama dengan 1 Coulumb per detik meliwati suatu penampang konduktor.

                                                                I = Q/t [Ampere]

4 Kuat Arus Listrik.
 

Adalah arus yang tergantung pada banyak sedikitnya elektron bebas yang pindah melewati suatu penampang kawat dalam satuan waktu.

Difinisi : 

"amper adalah satuan kuat arus listrik yang dapat memisahkan 1,118 milligram perak dari nitrat perak murni dalam satu detik".

Rumus – rumus untuk menghitung banyaknya muatan listrik, kuat arus dan waktu.

                                                               Q = I x t
                                                                I = Q / t
                                                                t = Q / I

1 (satu) Coulomb = 6,28 x 1018 electron
Dimana :
                   Q = Banyaknya muatan listrik dalam satuan coulomb
                    I = Kuat Arus dalam satuan Amper.
                    t = waktu dalam satuan detik.

5 Rapat Arus.

Difinisi : 

"rapat arus ialah besarnya arus listrik tiap-tiap mm2 luas penampang kawat".

Rumus-rumus dibawah ini untuk menghitung besarnya rapat arus, kuat arus dan penampang kawat.

                                                              S = I / q
                                                              I = S x q
                                                              q = I / S
Dimana :
                    S = Rapat arus [ A/mm²]
                    I = Kuat arus[ Amp]
                    q = luas penampang kawat [ mm²]

6 Tahanan dan Daya Hantar.

Tahanan difinisikan sbb :

"1 (satu Ohm /Ω) adalah tahanan satu kolom air raksa yang panjangnya 1063 mm dengan penampang 1 mm² pada temperatur 0º C".

Daya hantar didifinisikan sbb:

"kemampuan penghantar arus atau daya hantar arus sedangkan penyekat atau isolasi adalah suatu bahan yang mempunyai tahanan yang besar sekali sehingga tidak mempunyai daya hantar atau daya hantarnya kecil yang berarti sangat sulit dialiri arus listrik".

Rumus untuk menghitung besarnya tahanan listrik terhadap daya hantar arus :

                                                               R = 1 / G
                                                               G = 1 / R
Dimana :
                   R = Tahanan kawat listrik [Ω/ohm]
                   G = Daya hantar arus [Y/mho]

Tahanan pengahantar besarnya berbanding terbalik terhadap luas penampangnya. Bila suatu penghantar dengan panjangl , dan penampang q serta tahanan jenis ρ (rho), maka tahanan penghantar tersebut adalah:

                                                              R = (ρ x l)/q
Dimana :
                  R = tahanan kawat [Ω/ohm]
                    l = panjang kawat [meter/m]
                   ρ = tahanan jenis kawat [Ωmm²/meter]
                   q = penampang kawat [mm²]
faktot-faktor yang mempengaruhi nilai resistance, karena tahanan suatu jenis material sangat tergantung pada :
                                 • panjang tahanan
                                 • luas penampang konduktor.
                                 • jenis konduktor
                                 • temperatur.

7 Potensial.
 

Potensial listrik adalah fenomena berpindahnya arus listrik akibat lokasi yang berbeda potensialnya. dari haltsb diatas kita mengetahui adanya perbedaan potensial listrik yang sering disebutpotential difference. satuan dari potential difference adalah Volt. 

“Satu Volt adalah beda potensial antara dua titik saat melakukan usaha satu joule untuk memindahkan muatan listrik satu coulomb”

Formulasi beda potensial atau tegangan adalah:

V = W/Q [volt]

Dimana:

V = beda potensial atau tegangan, dalam volt
W = usaha, dalam newton-meter atau Nm atau joule
Q = muatan listrik, dalam coulomb

 

Read More