Resistor, Kapasitor, dan Induktor

BAB I

Resistor

1.1 Pengertian Resistor

Resistor merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik dan juga digunakan sebagai pembagi tegangan listrik, atau resistor dapat dikatakan juga sebagai penentu besarnya suatu arus dan tegangan listrik pada suatu rangkaian elektronika.

Seperti dijelaskan sebelumnya bahwa resistor berfungsi untuk menahan arus listrik sehingga setiap resistor memiliki nilai tahanan (resistansi) tertentu. Satuan besarnya nilai tahanan suatu resistor adalah Ohm (Ω). Ohm diambil dari seseorang bernama Georg Simon Ohm yang berkebangsaan Jerman, dimana dia adalah fisikawan penemu hubungan antara arus, tegangan dan tahanan pada suatu rangkaian listrik yang kemudian dikenal sebagai hukum Ohm.


1.2 Simbol Resistor

Simbol resistor pada suatu rangkaian elektronika pada umumnya dibagi menjadi dua jenis yaitu simbol Amerika dan simbol Eropa, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut.


Simbol Eropa ditunjukkan oleh R1 sedangkan R2 merupakan simbol Amerika. Kedua simbol tersebut bukan merupakan bentuk asli resistor tetapi simbol tersebut digunakan untuk menggambarkan resistor pada rangkaian elektronika.


1.3 Kode Resistor

Nilai tahanan pada suatu resistor ditampilkan pada badan resistor dan berupa kode, pada umumnya kode tersebut terbagi atas dua macam yaitu kode warna dan kode angka. Kode warna ini berbentuk seperti cincin yang melingkari badan resistor, untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut.



Pada cincin 1 (warna hitam) merupakan digit pertama, cincin 2 (warna coklat) merupakan digit kedua, cincin 3 (warna merah) merupakan faktor pengali, dan cincin 4 (warna emas) merupakan toleransi. Setiap warna pada cincin memiliki nilai yang berbeda, untuk mengetahui nilai-nilai setiap warna tersebut perhatikan tabel berikut ini.


Contoh

Cincin 1 (coklat) = digit pertama / nilai = 1
Cincin 2 (ungu) = digit kedua / nilai = 7
Cincin 3 (merah) = faktor pengali = x 102Ω
Cincin 4 (emas) = toleransi = ± 5%
Jadi nilai resistor tersebut adalah:

= 17 x 100Ω dengan toleransi ± 5%
= 1700Ω dengan toleransi ± 5%
Nilai toleransi pada resistor merupakan kualitas dari resistor itu sendiri, walaupun resistor memiliki nilai tahanan yang tetap, tetapi pada kenyataannya nilai tahanan ini dapat berubah jika terpengaruh oleh faktor eksternal misalnya adalah suhu (temperatur). Besarnya perubahan terhadap suhu tersebut tergantung dari nilai toleransi yang tertera pada cincin ke empat pada badan resistor.

Contoh: dari hasil perhitungan nilai tahanan tersebut diatas diperoleh hasil 1700Ω dengan toleransi ± 5%, maka rentang nilai minimum dan maksimum resistor tersebut adalah:


Rentang nilai minimum dan maksimum resistor

1700Ω x 5% = 85Ω
Nilai minimum = 1700Ω - 85Ω = 1615Ω
Nilai maksimum = 1700Ω + 85Ω = 1785Ω

Jadi rentang nilai tahanan dari resistor tersebut jika terjadi perubahan suhu adalah 1615Ω-1785Ω. Semakin kecil nilai toleransi maka semakin kecil pula rentang-nya perubahan nilai tahanan suatu resistor, atau dengan kata lain semakin kecil nilai toleransi semakin baik pula kualitas resistor tersebut.

Untuk kode angka cara pembacaannya hampir sama sama dengan kode warna hanya tampilannya langsung berupa angka.

Contoh

Suatu resistor di badannya terdapat kode angka 471.
Maka 4 merupakan digit pertama, 7 merupakan digit kedua, dan 1 merupakan faktor pengali.
Sehingga nilai resistor tersebut 47 x 101Ω = 470Ω.
Membaca nilai resistor lima pita
Penandaan nilai resistor dengan menggunakan lima pita digunakan pada resistor presisi tinggi (toleransi 1%, 0.5%, 0.25%, 0.1%). Tiga pita pertama menunjukkan harga resistansi, pita keempat adalah pengali, dan yang kelima adalah toleransi. Dibawah ini adalah tabel warna untuk skema lima warna yang dapat digunakan sebagai acuan.

Warna
 Pita pertama
 Pita kedua
 Pita ketiga
 Pita keempat
(pengali)
 Pita kelima
(toleransi)


Hitam
 0
 0
 0
 ×100
 
Cokelat
 1
 1
 1
 ×101
 ±1% (F)

Merah
 2
 2
 2
 ×102
 ±2% (G)

Oranye
 3
 3
 3
 ×103
 15 ppm

Kuning
 4
 4
 4
 ×104
 25 ppm

Hijau
 5
 5
 5
 ×105
 ±0.5% (D)

Biru
 6
 6
 6
 ×106
 ±0.25% (C)

Ungu
 7
 7
 7
 ×107
 ±0.1% (B)

Abu-abu
 8
 8
 8
 ×108
 ±0.05% (A)

Putih
 9
 9
 9
 ×109
 
Emas
    ×10-1
 ±5% (J)

Perak
    ×10-2
 ±10% (K)

Kosong
     ±20% (M)


1.4 Disipasi Panas Pada resistor

Jika suatu arus listrik yang melewati resistor meningkat, maka akan dihasilkan panas dan jika arus tersebut terus meningkat hingga melewati batas maksimum maka resistor akan rusak. Untuk mencegah hal tersebut, selain memiliki nilai tahanan dan toleransi, resistor juga memiliki nilai disipasi dalam Watt.


Biasanya nilai disipasi pada resistor adalah 1/16W, 1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, 2W, 5W, dan seterusnya. Nilai disipasi pada resistor berguna agar sebuah resistor dapat bertahan dari panas, pada kondisi arus listrik maksimum yang melewatinya. Semakin besar nilai disipasinya semakin besar ukuran resistor-nya. Untuk menentukan daya yang akan mengalir melalui resistor digunakan rumus berikut ini.


Dimana:

P adalah daya dalam Watt (W)
V adalah tegangan dalam Volt (V)
I adalah arus listrik dalam Ampere (A)
R adalah tahanan resistor dalam Ohm (Ω)
Sebagai contoh, pada rangkaian elektronika dibawah ini diketahui bahwa tegangan sebesar 12V melewati resistor 47Ω, berapa Watt-kah disipasi pada resistor?


P = V2 / R = 122 / 47 = 144 / 47 = 3,1 Watt

Resistor akan terdisipasi panas sebesar 3,1 Watt, jadi hendaknya pada rangkaian tersebut digunakan resistor dengan nilai disipasi diatas 3,1 Watt (misal 5W) untuk menghindari kerusakan pada resistor.


1.5 Resistor Nonlinier

Resistor yang sudah dijelaskan sebelumnya merupakan resistor linier atau resistor yang memiliki nilai tahanan yang tetap, walaupun dijelaskan juga sebelumnya bahwa nilai tahanan resistor berubah-ubah terhadap temperatur tetapi perubahan tersebut tidaklah terlalu besar.

Pada resistor nonlinier nilai tahanan-nya dibuat dapat berubah-ubah sesuai kebutuhan, jenis resistor ini antara lain Potensiometer (resistor variabel), Negative Temperature Co-eficient (NTC), Positive Temperature Co-efficient (PTC), dan Light Depending Resistor (LDR).


Potensiometer

Resistor ini memiliki tuas putar atau geser yang berfungsi untuk merubah nilai tahanan-nya. Biasanya potensiomenter digunakan pada tombol pengatur volume, bass, treble, dan equalizer pada perangkat audio seperti amplifier dan mini compo.


Simbol untuk potensiometer ditunjukkan pada gambar sebelah kiri, sedangkan di sebelah kanan merupakan gambar potensiometer sebenarnya.


NTC dan PTC

Kedua jenis resistor ini merupakan jenis resistor nonlinier yang nilai tahanan-nya tergantung dari temperatur atau suhu. Pada NTC (Negative Temperature Co-efficient) nilai tahanan-nya akan berkurang jika temperaturnya naik, sedangkan PTC (Positive Temperature Co-efficient) nilai tahanan-nya akan bertambah seiring dengan naiknya temperatur.


Courtesy : www.mikroe.com

Pada gambar a. paling sebelah kiri merupakan simbol NTC disebelah kanannya merupakan bentuk-bentuk NTC sebenarnya. Pada gambar b. paling sebelah kiri merupakan simbol dari PTC dan disebelah kanannya merupakan bentuk-bentuk nyata dari PTC. Resistor jenis ini biasa digunakan sebagai sensor suhu pada suatu peralatan elektronika





LDR

LDR (Light Dependent Resistor) adalah jenis resistor nonlinier yang nilai tahanan-nya berubah-ubah terhadap


Pada gambar diatas merupakan contoh bentuk LDR yang sering digunakan pada rangkaian elektronika. Pada rangkaian elektronika LDR biasa digunakan sebagai sensor cahaya.




Bab II

Kapasitor


2.1 Pengertian

Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf "C" adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.

Prinsip dasar kapasitor dielektrik elektroda elektroda Kapasitor memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran, tergantung dari kapasitas, tegangan kerja, dan lain sebagainya. Kapasitor terbagi dalam dua kelompok yaitu kapasitor yang memiliki kapasitas yang tetap dan kapasitor yang memiliki kapasitas yang dapat diubah-ubah atau dengan kata lain kapasitor variabel.


2.2 Kapasitor Nonpolar

Kapasitor nonpolar merupakan jenis kapasitor yang memiliki kapasitas yang tetap, kapasitor ini memiliki kapasitas yang tidak terlalu besar. Untuk menggambarkan sebuah kapasitor dalam sebuah gambar rangkaian elektronika, kapasitor nonpolar digambarkan dengan simbol seperti dibawah ini.


Kapasitor jenis ini biasanya terbuat dari bahan kertas, mica, keramik, mylar dan lain sebagainya. Jenis bahan pembuat kapasitor memiliki karakteristik yang berbeda-beda, sehingga memiliki kekurangan dan kelebihan masing-masing.


Pada umumnya nilai kapasitas dari sebuah kapasitor nonpolar digambarkan dengan kode angka. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada contoh berikut.


Courtesy : www.wima.com

Pada kode angka yang ditampilkan pada baris A untuk mengetahui berapa nilai kapasitas-nya adalah dengan melihat pada bagian Capacitance/Voltage yang terletak pada bagian depan, disana tertulis 0.01/100 yang artinya kapasitor ini memiliki kapasitas 0,01nF dan tegangan maksimum-nya adalah 100V. Sedangkan untuk nilai toleransi-nya diperlihatkan pada bagian belakang, disana tertulis angka 10 yang artinya 10%.

Pada kode angka yang ditampilkan pada baris B, kode angka dibubuhkan pada bagian atas kapasitor. Pada bagian tersebut tertulis 1,0J63 yang berarti kapasitor tersebut memiliki kapasitas sebesar 1nF, tegangan maksimum-nya 63V, sedangkan toleransi-nya ditandai oleh huruf "J" yang mana pada keterangan gambar memiliki nilai 5%. Kedua contoh kode diatas nilai kapasitas kapasitor-nya selalu dalam nF (nano Farad). Selain dua contoh diatas ada satu lagi contoh pengkodean pada kapasitor, seperti berikut.



Pada gambar diatas kode yang tertera adalah 101, angka pertama merupakan digit pertama, angka kedua merupakan digit kedua dan angka ketiga merupakan faktor pengali dalam satuan pF (pico Farad). Jadi nilai kapasitor tersebut adalah 10 x 101 = 100pF. Contoh lain; Jika kode yang tertera adalah 223 maka nilai kapasitas-nya adalah 22 x 103 = 22000pF = 22nF



2.3 Kapasitor Polar atau Kapasitor Elektrolit

Sesuai dengan namanya kapasitor ini memiliki polaritas pada kedua kakinya yaitu polaritas positif (+) dan polaritas negatif (-). Kapasitor ini termasuk dalam kelompok kapasitor yang memiliki nilai kapasitas yang tetap dan memiliki nilai kapasitas yang besar. Pada rangkaian elektronika kapasitor elektrolit disimbolkan seperti gambar berikut.


Untuk C1 merupakan simbol gaya Eropa (Europe Syle) dan C2 adalah simbol gaya Amerika (American Style). Untuk pemberian nilai kapasitas, pada kapasitor elektrolit ditulis secara langsung lengkap dengan satuan dan tegangan maksimum, serta simbol polaritas-nya.



Catatan: Ledakan dapat terjadi jika pemasangan polaritas-nya terbalik atau tegangan yang diberikan pada kapasitor ini melebihi tegangan maksimum-nya.


Kaki yang memiliki polaritas negatif berdekatan dengan tanda garis vertikal pada bodi kapasitor, atau kaki yang berpolaritas positif memiliki ukuran yang lebih panjang daripada kaki yang berpolaritas negatif. Seperti terlihat pada gambar diatas.


2.4 Kapasitor Variabel

Kapasitor variabel adalah kapasitor yang nilai kapasitas-nya dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Oleh karena itu kapasitor ini di kelompokan ke dalam kapasitor yang memiliki nilai kapasitas yang tidak tetap.


potensiometer kapasitor memiliki tuas untuk diputar atau biasa disebut rotor, dan bagian yang diam disebut stator. Kapasitor variabel dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran, nilai kapasitas-nya mulai dari beberapa pF hingga ratusan pF keatas. Kapasitor variabel biasa terdapat pada pesawat radio penerima, biasanya kapasitor variabel digunakan sebagai tuning untuk mencari frekuensi radio dari pemancar.



Simbol kapasitor variabel diperlihatkan seperti gambar sebelah kiri diatas. Seperti potensiometer kapasitor memiliki tuas untuk diputar atau biasa disebut rotor, dan bagian yang diam disebut stator. Kapasitor variabel dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran, nilai kapasitas-nya mulai dari beberapa pF hingga ratusan pF keatas. Kapasitor variabel biasa terdapat pada pesawat radio penerima, biasanya kapasitor variabel digunakan sebagai tuning untuk mencari frekuensi radio dari pemancar


2.5 Menghitung Nilai Kapasitor

Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel dibawah.




Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47μF sedangkan toleransinya 5%. Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico Farad).




BAB III

INDUKTOR

3.1 Pengertian

Induktor adalah komponen yang tersusun dari lilitan kawat. Induktor termasuk juga komponen yang dapat menyimpan muatan listrik. Bersama kapasitor induktor dapat berfungsi sebagai rangkaian resonator yang dapat beresonansi pada frekuensi tertentu.

3.2 Fungsi Induktor

Fungsi Induktor:

Penyimpan arus listrik dalam bentuk medan magnet
Menahan arus bolak-balik/ac
Meneruskan/meloloskan arus searah/dc
Sebagai penapis (filter)
Sebagai penalaan (tuning)
Kumparan/coil ada yang memiliki inti udara, inti besi, atau inti ferit.
Nilai/harga dari inductor disebut sebagai induktansi dengan satuan dasar henry.


Simbol Induktor :


Contoh bentuk fisik induktor :



3.3 Jenis induktor :

a) Fixed coil, yaitu inductor yang memiliki harga yang sudah pasti. Biasanya dinyatakan dalam kode warna seperti yang diterapkan pada resistor. Harganya dinyatakan dalam satuan mikrohenry (μH).

b) Variable coil, yaitu inductor yang harganya dapat diubah-ubah atau disetel. Contohnya adalah coil yang digunakan dalam radio.

c) Choke coil (kumparan redam), yaitu coil yang digunakan dalam teknik sinyal frekuensi tinggi.


3.4 Konstruksi induktor

Sebuah induktor biasanya dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari bahan penghantar, biasanya kawat tembaga, digulung pada inti magnet berupa udara atau bahan feromagnetik. Bahan inti yang mempunyai permeabilitas magnet yang lebih tinggi dari udara meningkatkan medan magnet dan menjaganya tetap dekat pada induktor, sehingga meningkatkan induktansi induktor. Induktor frekuensi rendah dibuat dengan menggunakan baja laminasi untuk menekan arus eddy. Ferit lunak biasanya digunakan sebagai inti pada induktor frekuensi tingi, dikarenakan ferit tidak menyebabkan kerugian daya pada frekuensi tinggi seperti pada inti besi. Ini dikarenakan ferit mempunyai lengkung histeresis yang sempit dan resistivitasnya yang tinggi mencegah arus eddy. Induktor dibuat dengan berbagai bentuk. Sebagian besar dikonstruksi dengan menggulung kawat tembaga email disekitar bahan inti dengan kaki-kali kawat terlukts keluar. Beberapa jenis menutup penuh gulungan kawat didalam material inti, dinamakan induktor terselubungi. Beberapa induktor mempunyai inti yang dapat diubah letaknya, yang memungkinkan pengubahan induktansi. Induktor yang digunakan untuk menahan frekuensi sangat tinggi biasanya dibuat dengan melilitkan tabung atau manik-manik ferit pada kabel transmisi.

Induktor kecil dapat dicetak langsung pada papan rangkaian cetak dengan membuat jalur tembaga berbentuk spiral. Beberapa induktor dapat dibentuk pada rangkaian terintegrasi menhan menggunakan inti planar. Tetapi bentuknya yang kecil membatasi induktansi. Dan girator dapat menjadi pilihan alternatif.


3.5 Jenis-jenis lilitan

Lilitan ferit sarang madu
Lilitan sarang madu dililit dengan cara bersilangan untuk mengurangi efek kapasitansi terdistribusi. Ini sering digunakan pada rangkaian tala pada penerima radio dalam jangkah gelombang menengah dan gelombang panjang. Karena konstruksinya, induktansi tinggi dapat dicapai dengan bentuk yang kecil.

Lilitan inti toroid
Sebuah lilitan sederhana yang dililit dengan bentuk silinder menciptakan medan magnet eksternal dengan kutub utara-selatan. Sebuah lilitan toroid dapat dibuat dari lilitan silinder dengan menghubungkannya menjadi berbentuk donat, sehingga menyatukan kutub utara dan selatan. Pada lilitan toroid, medan magnet ditahan pada lilitan. Ini menyebabkan lebih sedikit radiasi magnetik dari lilitan, dan kekebalan dari medan magnet eksternal.


3.6 Rumus induktansi
Konstruksi
 Rumus
 Besaran (SI, kecuali disebutkan khusus)

Lilitan silinder

 L = induktansi
μ0 = permeabilitas vakum
K = koefisien Nagaoka
N = jumlah lilitan
r = jari-jari lilitan
l = panjang lilitan

Kawat lurus

 L = induktansi
l = panjang kawat
d = diameter kawat

Lilitan silinder pendek berinti udara

 L = induktansi (µH)
r = jari-jari lilitan (in)
l = panjang lilitan (in)
N = jumlah lilitan

Lilitan berlapis-lapis berinti udara

 L = induktansi (µH)
r = rerata jari-jari lilitan (in)
l = panjang lilitan (in)
N = jumlah lilitan
d = tebal lilitan (in)

Lilitan spiral datar berinti udara

 L = induktansi
r = rerata jari-jari spiral
N = jumlah lilitan
d = tebal lilitan

Inti toroid

 L = induktansi
μ0 = permeabilitas vakum
μr = permeabilitas relatif bahan inti
N = jumlah lilitan
r = jari-jari gulungan
D = diameter keseluruhan


Sumber :

http://ilmu-elektronika.co.cc/index.php/komponen-elektronika/resistor.html

http://abisabrina.wordpress.com/2010/07/14/komponen-dasar-elektronika-induktor/

http://id.wikipedia.org/wiki/Induktor

http://abisabrina.wordpress.com/2010/07/13/komponen-dasar-elektronika-kapasitor/