5.1 Pengertian listrik

Bila kita akan memulai membahas yang berkaitan dengan bidang elektronika, maka hal ini tidak lepas kaitannya dengan bidang pengetahuan listrik dengan segala permasalahan, baik yang menyangkut komponen-komponen listrik, parameter listrik, istilah-istilah listrik dan symbol listrik.

Listrik sendiri sebenarnya tidak dapat kita lihat dengan mata kepala, tetapi gejala listrik dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari. Kita dapat mengetahui adanya listrik itu misalnya: adanya penerangan listrik dirumah-rumah, yang listriknya berasal dari sumber listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik yang dikelola oleh Perusahaan Listrik Negara (PLN). Gejala adanya listrik juga dapat kita lihat pada lampu penerangan yang dipasang pada kendaraan bermotor dimana sumber listriknya berasal dari battery atau accu (acumulator), selain dari pada itu gejala listrik dapat pula kita lihat dari peralatan yang menggunakan listrik misalnya: radio, kipas angin, setrika dan yang lainnya. Dengan demikian sebenarnya gejala listrik itu dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari dan bukan merupakan hal yang aneh.

5.1.1 Macam-macam arus listrik

Pada dasarnya kita mengenal dua macam arus listrik yang dihasilkan oleh sumber listrik, yaitu:

5.1.1.1 Listrik arus bolak-balik (AC).

arus bolak-balik atau dalam bahasa bakunya disebut Arus AC atau Alternating Current. Pada umumnya listrik arus bolak-balik ini banyak dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari misalnya sebagai penerangan rumah dan keperluan rumah tangga lainnya seperti menjalankan kipas angin, setrika, dan lain-lain.

Listrik arus bolak-balik ini dihasilkan oleh sumber pembangkit tegangan listrik yang dinamakan Generator Arus Bolak-balik yang terdapat pada pusat-pusat pembangkit tenaga listrik.

Pada umumnya tegangan listrik yang dipergunakan untuk keperluan umum sudah distandarisasi secara nasional yaitu 110V dan 220V/AC dengan frekuensi sebesar 50Hz.

Perlu diperhatikan bahwa tegangan listrik baik yang 110V maupun 220V/AC selain berguna bagi manusia, juga sangat berbahaya apabila memperlakukannya kurang hati-hati, hindari jangan sampai aliran listrik tersebut tersentuh oleh tangan apalagi oleh anak-anak.

Dengan perkembangan teknologi elektronika saat ini, listrik arus searah dapat dihasilkan dengan cara merubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) dengan menggunakan suatu alat yang disebut power supply atau adaptor, pada perangkat accesoris handphone akan dapat di temui alat traffo charger, yang digunakan untuk mengisi battery handphone.

5.1.1.1 Listrik arus searah (DC).

Arus searah atau dalam bahasa bakunya disebut Direct Current atau Arus AC. Kalau kita perhatikan lampu penerangan yang terdapat pada kendaraan bermotor, sumber listriknya tidak lain berasal dari battery atau akumulator (accu).

Battery adalah termasuk sumber listrik yang dapat menghasilkan tegangan listrik arus searah (DC).

Dengan perkembangan tekologi elektronika saat ini, listrik arus searah (DC) dapat dihasilkan dengan cara merubah arus bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC) dengan menggunakan suatu alat yang disebut dengan power supply atau adaptor, alat ini fungsinya sama denga trafo charger yang terdapat pada handphone.

Salah satu dari rangkaian power supply ini adalah seperti pada gambar berikut ini:

5.1.1 Arus dalam rangkaian

Arus listrik adalah muatan listrik yang bergerak di dalam sambungan atau dalam komponen. Seandainya arus yang keluar dari suatu tempat lebih kecil dari pada arus yang masuk ke tempat itu, maka muatan ditempat itu akan terus bertambah banyak. Tetapi hal ini tidak mungkin terjadi karena arus listrik yang masuk ke satu tempat selalu akan keluar dari situ juga. Arti dari hukum fisika ini untuk suatu rangkaian bisa di uraikan sebagai berikut: kalau ada rangkaian seri, berarti tidak ada percabangan dalam aliran listrik maka arus selalu sama pada setiap bagian dari rangkaian seri itu. Kalau ada titik percabangan yang mana aliran arus bercabang dalam suatu rangkaian, maka jumlah arus yang masuk kedalam titik percabangan itu selalu sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik dari percabangan itu. Misalnya terdapat rangkaian seperti dalam gambar dibawah ini.

Arus I 1 masukl ke dalam P1 dan arus I 2 dan I 3 keluar dari poin P1, maka I 1 = I 2 + I 3. kalu arus yang masuk kedalam suatu titik di hitung positif dan yang keluar di hitung negatif, maka jumlah arus pada setiap titik dalam rangkaian selalu nol. Dengan difinisi ini contoh titik P1 dihitung: I 1 + I 2 + I 3 = 0.

Hal ini disebut sebagai hukum kirchoff.

Dengan memahami kedua hukum kirchoff di atas dan mengerti sifat dari komponen yang ada dalam suatu rangkaian komponen maka semua rangkaian elektronik bisa di selidiki. Dalam pasal 3 beberapa contoh rangkaian akan di bahas dengan memakai kedua hukum kirchoff.

Hukum OHM

Berdasarkan percobaan, bila antara 2 buah titik yang di hubungkan dengan sebuah kawat penghantar terdapat beda tegangan (E), maka akan mengalir arus listrik (I) yang mengalir melalui kawat penghantar tersebut.

Banyaknya arus yang mengalir pada kawat penghantar tersebut tergantung dari beda tegangan antara ke 2 titik tersebut. Makin besar beda tegangan antara titik A dengan titik B, maka makin besar pula arus yang akan mengalir pada kawat penghantar tersebut.

Besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar, selain tergantung dari besarnya beda tegangan juga dipengaruhi oleh:

ü Besar kecilnya diameter atau garis tengah dari kawat penghantar.

ü Jenis dari kawat penghantar.

Besar kecilnya arus listrik di ukur dengan satuan ampere atau disingkat A dan notasinya dituliskan dengan huruf I.

Nama Ampere diambil sebagai tanda penghormatan terhadap seorang sarjana Perancis yang bernama Andre Marie Ampere (1755-1836).

Pada percobaan rangkaian elektronika pada umumnya kita akan menghubungkan dengan penggunaan arus listrik yang ukurannya relative kecil, sehingga untuk menuliskan nilai arus yang kecil tersebut diperlukan satuan yang lebih kecil dari ampere (A)

Satuan yang lebih kecil dari ampere adalah

2 mili Ampere =1ma = 0,001A =10-3A

1 micro Ampere = 1 uA =0,000.001 = 10-6 A

Dari hasil percobaan di atas ternyata kuat arus (I) berbanding langsung dengan beda tegangan (E), sehingga hasil bagi dari beda tegangan (E) dan arus (I) merupakan suatu bilangan tetap. Bilangan ini merupakan suatu tahanan dari kawat penghantar yang dilalui arus tadi.

Besar kecilnya tahanan dapat di ukur dengan satuan Ohm dan tahanan sendiri di tuliskan dengan notasi R.

Berdasarkan hukum Ohm, hubungan antara tegangan listrik, arus listrik dan tahanan listrik dapat dibuat persamaan sebagai berikut:

Timbulnya perbedaan antara tegangan yang terjadi pada percobaan di atas di sebabkan karena adanya tekanan dan perlawanan dari adanya perpindahan electron-elektron yang berpindah dari kutub negative ke kutub positif yang mengalir pada kawat penghantar tersebut.

Besar kecilnya tegangan listrik dapat diukur dengtan satuan Volt atau disingkat V dan notasinya dituliskan dengan huruf E.

Nama satuan Volt diambil sebagai tanda penghormatan yang diberikan terhadap seorang sarjana Italia yang bernama Alesandro Guiseppe Antomio Volta (1766-1857) yaitu sebagai penemu elemen Volta.

Perlu diketahui bahwa pada umumnya pembangkit tegangan listrik masa kini dapat menghasilkan tegangan listrik dalam jumlah yang sangat besar, yang ukurannya kadang-kadang sampai mencapai berjuta-juta Volt dan ini tentunya untuk menuliskan angka sebesar itu harus dituliskan dengan satuan listrik yang lebih besar dari Volt.

Satuan yang lebih besar dari Volt adalah:

1 kila Volt = 1 KV = 1.000 V = 103 V

1 mega Volt = 1MV = 1.000.000 V = 106 V

Dan sebaliknya pada percoban-percobaan elektronika kadang kala kita akan berhubungan dengan tegangan listrik yang nilainya lebih kecil dari satuan Volt.

Satuan yang lebih kecil dari Volt adalah:

1 mili Volt = 1 mV = 0,001V

1 micro Volt = 1 uV = 0,000,001 V

1 micro-micro Volt = 1 uuV = 0,000.000.000.001 V

Untuk mengukur ketiga besaran arus listrik di atas yaitu tegangan listrik, arus listrik dan tahanan listrik dapat dipergunakan sebuah alat ukur listrik yang dinamakan Avometer/multi meter.

5.1.1 Pengenalan Signal

5.1.1.1 Signal Analog.

Energi elektrik (arus atau gelombang ) dapat menyimpan informasi jika dibuat dalam variasi tertentu dan satuan waktu tertentu pula (disebut intensitas). Variasi energi elektris tersubut diberi istilah dengan sinyal (signal). Sinyal tersebut dibagi menjadi dua jenis, yaitu analog dan digital. Gelombang sinus adalah contoh sebuah sinyal analog. Gelombang ini dapat mengalir melalui kabel ataupun udara, variasi gelombang sinyal sinus (intensitas) dapat anda lihat pada gambar dibawah ini:

Di dunia radio Frekuensi (RF) intensitas dari signal dapat diukur kekuatannya. Waktu yang dibutuhkan sinyal hingga menyelesaikan sebuah gelombang (dari A hingga E), dalam satu detik disebut frekuensi (diukur dalam Hertz disingkat Hz).

5.1.1.1 Frekuensi

Konsep frekuensi ini adalah kunci dalam memahami radio frekuensi (RF), sebab RF

Adalah frekuensi-indefenden. Hal ini dapat digunakan untuk membedakan antara dua signal yang berbeda frekuensinya sehingga frekuensi dapat digunakan untuk memagi satu sinyal dengan sinyal yang lain sesuai dengan kegunaannya. Anda dapat membandingkan beberapa tingkatran frekuensi dalam Hertz dan terapan praktisnya dalam kehidupan manusia pada table dibawah ini:

Frekuensi dalam Hertz	terapan
60 2,000 530,000 54,000,000 88,000,000 746,000,000 826,000,000 1,850,000,000 2,400,000,000 2,500,000,000 4,200,000,000 9,000,000,000 11,700,000,000 28,000,000,000 500,000,000,000,000 1,000,000,000,000,000,000	Outlet elektrik Suara manusia AM radio TV channel 2 (VHF) FM radio TV channel 60 (UHF) Ponsel Telepon pcs Wireless LAN MMDS Parabola satelit ukuran besar Radar Parabola satelit kecil LMDS Cahaya terlihat X-files

Tabel frekuensi

Dalam menggambarkan frekuensi dengan angka ternyata begitu menguntungkan, karena sangat sulit diingat dibentuklah range-range frekuensi untuk mempermudah mengingatnya. Range frekuensi inilah yang disebut dengan Band. Beberapa definisi dan range band ini dapat anda lihat pada tabel dibawah ini:

Band	Frequency Range
L-BAND S-BAND C-BAND X-BAND Ku-band	1.0-2.0 GHz 2.0-4.0 GHz 4.0-8.0 GHz 8.0-12.0 GHz 12.0-18.0 GHz

5.1.1.2 Signal Digital

Type lain dari sinyal elektrik adalah sinyal digital, yang mempunyai tipe yang sama seperti di lingkungan computer. Tidak seperti pada sinyal gelombang sinus yang mempunyai perbedaan yang gradual antara titik tertinggi dengan titik rendah, pada sinyal digital variasi terjadi antara nilai sinyal satu dengan yang lain sehingga hanya ada dua nilai dalam sinyal digital, yaitu tinggi dan rendah. Sinyal digital akan mempresentasikan informasi pada pola tinggi dan rendah. Pola tinggi dan rendah ini digunakan untuk merepresentasikan suara pada teknologi telepon selular.

3.4 Mengubah sinyal suara menjadi sinyal digital

Saat manusia mengeluarkan suara akan menghasilkan tekanan akustik yang dapat merambat di ke kabel telepon. Sebagai contoh, dengan membuat vibrasi, akan menyebabkan gelombang suara akan merambat dari ujung satu ke ujung ahir dari satu tempat ke tempat lain. Telepon, akan mereproduksi suara dengan menggunakan listrik atau benda elektrik pada jarak tertentu yang terdiri dari peralatan pemancar dan penerima gelombang yang saling terkoneksi dengan kawat atau kabel yang akan menyampaikan arus listrik.

Diagram di atas memperlihatkan system transmitter telepon analog yang menyebabkan diagfragma (lembaran metal yang tipis) akan bergetar atau bervibrasi bervariasi sesuai dengan arus elektrik yang mengenainya. Arus naik dan turun yang berulang menyebabkan diagframa penerimaan bervibrasi dan mereproduksi suara aslinya.

Pada teknologi wireless, kode0-kode di dalam telepon mobile ini akan melakukan konversi dari suara ke denyutan digital pada sisi pemancaran. Pada sisi penerima akan melakukan konversi dari denyutan digital kembali menjadi analog. Coder atau Vocoder adalah penganalisa suara dengan sebuah sintetizer. Vocoder dalam setiap telepon digital wireless adalah berupa chip set yang disebut dengan prosesor sinyal digital (DSP). Sura akan dimodelkan dan ditransmisikan oleh analyzer sebagai dari Vocoder. Pada saat diterima, synthesizer akan menginterpresentasikan sinyal dan mereproduksi pendekatan yang sesuai dengan suara aslinya.

Suara normal musik, nada, dan semua sinyal analog akan dsikonversikan oleh telepon menjadi gelombang elektris. Gelombang elektris ini di analogikan pada suara. Suara akan mempengaruhi sirkuit telepon, secara elektronis akan merepresentasikan suara menjadi gelombang elektromagnetik yang terus menerus. Transmisi dari sinyal analog terkadang terkena distorsi. Akan tetapi, didalam system digital permasalahan tersebut telah diatasi.

Sinyal digital adalah representasi secara sistematis dan numeric dari suara, pada setiap suara akan ditangkap sebagai angka biner.

Reproduksi suara akan sangat mudah dilakukan dengan memberikan kode-kode dalam bentuk penomoran digit. Terdapat skema yang berisi error atau kesalahan unatuk dapat diteliti dan diperbaiki sehingga link digital di system wireless tersebut akan selalu utuh. Untuk mengurangi bandwith, data signal dapat dilakukan pemampatan data atau kompresi