Rangkaian Listrik Pasif dan Aktif

1. Definisi Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan tertutup. Elemen atau komponen yang akan dibahas pada elemen atau komponen yang memiliki dua buah terminal atau kutub pada kedua ujungnya.Elemen atau komponen pada rangkaian listrik dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu komponen pasif dan aktif. Komponen pasif dan komponen aktif adalah dua jenis komponen elektronika yang selalu ada dalam setiap rangkaian elektronika.

 

a. Komponen Pasif

Komponen pasif adalah jenis komponen elektronika yang bekerja tanpa memerlukan arus listrik sehingga tidak bisa menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik serta tidak dapat mengubah suatu energi ke bentuk lainnya.contoh komponen pasif adalah resistor, kapasitor , dan induktor.

- Kapasitor (condensator)

kondensator atau disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Berfungsi menyimpan energi dalam medan listrik. Fungsi pada suatu rangkaian adalah memisahkan arus bolak-balik dari arus searah, sebagai filter yang dipakai pada rangkaian catu daya, sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian pemancar dan untuk menghemat daya listrik dalam rangkaian lampu TL.Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad dari nama Michael Faraday. Kondensator juga dikenal sebagai “kapasitor”, namun kata “kondensator” masih dipakai hingga saat ini.

• Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.
  

Lambang kondensator (mempunyai kutub) pada skema elektronika.

• Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju.

  • Contoh alat penerapan kapasitor : charger Handphone, Lampu flash pada kamera,TV, Komputer,Laptop,dll

   - Jenis-jenis kapasitor :

  • Kondensator Tetap

  Kondensator tetap ialah suatu kondensator yang nilainya konstan dan tidak berubah-ubah.(nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah). Kondensator tetap ada tiga macam bentuk :

• Kondensator Keramik (Ceramic Capacitor)

  
  
   

Bentuknya ada yang bulat tipis, ada yang persegi empat berwarna merah, hijau, coklat dan lain-lain.Dalam pemasangan di papan rangkaian (PCB), boleh dibolak-balik karena tidak mempunyai kaki positif dan negatif. Mempunyai kapasitas mulai dari beberapa piko Farad sampai dengan ratusan Kilopiko Farad (KpF). Dengan tegangan kerja maksimal 25 volt sampai 100 volt, tetapi ada juga yang sampai ribuan volt.

Cara membaca nilai kapasitor Keramik :

Jika pada badannya tertulis = 502, nilai kapasitasnya = 5.000 pF = 5 KpF

= 0,005 μF

• 1. Kondensator Polyester
     

  Pada dasarnya sama saja dengan kondensator keramik begitu juga cara menghitung nilainya. Bentuknya persegi empat seperti permen. Biasanya mempunyai warna merah, hijau, coklat dan sebagainya.

  
  2. Kondensator Kertas
  
   Kondensator kertas ini sering disebut juga kondensator padder. Misal pada radio dipasang seri dari spul osilator ke variabel condensator. Nilai kapasitas yang dipakai pada sirkuit oscilator antara lain:

• Kapasitas 200 pF – 500 pF untuk daerah gelombang menengah (Medium Wave / MW) = 190 meter – 500 meter.

• Kapasitas 1.000 pF – 2.200 pF untuk daerah gelombang pendek (Short Wave / SW) SW 1 = 40 meter – 130 meter.

• Kapasitas 2.700 pF – 6.800 pF untuk daerah gelombang SW 1, 2, 3 dan 4, = 13 meter – 49 me
  

 3. Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco) 

 Kondensator elektrolit atau Electrolytic Condenser (Elco) adalah kondensator yang biasanya berbentuk tabung, mempunyai dua kutub kaki berpolaritas positif dan negatif, ditandai oleh kaki yang panjang positif sedangkan yang pendek negatif atau yang dekat tanda minus ( – ) adalah kaki negatif. Nilai kapasitasnya dari 0,47 μF (mikroFarad) sampai ribuan mikroFarad dengan voltase kerja dari beberapa volt hingga ribuan volt.

 

4.  Kondensator Tidak Tetap (Variabel dan Trimmer) 

 Kondensator variabel dan trimmer adalah jenis kondensator yang kapasitasnya bisa diubah-ubah. Kondensator ini dapat berubah kapasitasnya karena secara fisik mempunyai poros yang dapat diputar dengan menggunakan obeng. 

 - Resistor 

 Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi membatasi atau menghambat arus listrik. Karena tidak dapat menguatkan sinyal maka resistor termasuk komponen pasif.Resistor memiliki kemampuan untuk mengkonversikan energi listrik menjadi panas.

Satuan nilai dari resistor adalah ohm, biasa disimbolkan Ω. , berdasarkan hukum Ohm :

V: Tegangan listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar (Volt)

i : arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar (Ampere)

R : nilai hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar (ohm)

Macam-macam Resistor :

1.Resistor tetap (Fixed resistor)

Resistor tetap adalah resistor yang nilai hambatanya tidak dapat dirubah-rubah dan besarnya sudah ditentukan oleh pabrik yang membuatnya. Ciri fisik untuk mengenali resistor jenis ini adalah bahan pembuat resistor berada di tengah, dan pada kedua ujungnya terdapat conducting metal, kemasan seperti inilah yang dinamakan dengan axial. Ukuran fisik resistor tetap bermacam-macam yaitu tergantung besarnya daya yang dimilikinya. Misalnya resistor tetap dengan daya 2 watt akan mempunyai bentuk fisik yang jauh lebih besar dari pada resistor yang mempunyai daya 1/4 watt.

 

gambar diatas ditunjukan beberapa contok bentuk fisik dari resistor tetap, dari yang paling kecil sampai yang paling besar sesuai dengan daya yang di milikinya. Dengan perkembangan teknologi yang semakin maju, maka diciptakan sebuah teknologi baru yang disebut dengan SMD (Surface Mounted Device) yang membuat bentuk resistor tetap menjadi lebih kecil sehingga dalam prakteknya kita dapat membangun sebuah sistem yang mempunya ukuran sekecil mungkin. 

-  Induktor (kumparan)

 Induktor adalah termasuk komponen pasif karena tidak dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal maupun mengubah suatu energi ke bentuk lainnya. Sebuah induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Bagi arus DC induktor bersifat mengalirkannya tetapi bagi arus AC induktor bersifat menghambat.Kedua jenis komponen ini hampir selalu digunakan bersama - sama, kecuali dalam rangkaian - rangkaian pasif yang hanya memakai komponen - komponen pasif saja misalnya: rangkaian baxandall pasif, rangkaian tapis pasif dan sebagainya.

- Skalar 

Saklar terdiri dari dua bilah logam yang menempel pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian itu.

Macam-Macam Saklar :

Saklar Push Button
Saklar push button adalah tipe saklar yang menghubungkan aliran listrik sesaat saja saat ditekan dan setelah dilepas maka kembali lagi pada posisi off. Saklar tipe ini banyak digunakan pada rangkaian elektronika yang di kombinasikan dengan rangkaian pengunci.

Saklar Toggle
Saklar Toggle ini menghubungkan atau memutuskan arus dengan cara menggerakkan toggle/tuas yang ada secara mekanis. Ukurannya relatif kecil, pada umumnya digunakan pada rangkaian elektronika

Selector Switch, disingkat (SS) 

 Saklar pemilih biasanya dipasang pada panel kontrol untuk memilih jenis operasi yang berbeda, dengan rangkaian yang berbeda pula. Saklar pemilih memiliki beberapa kontak dan setiap kontak dihubungkan oleh kabel menuju rangkaian yang berbeda, misal untuk rangkaian putaran motor cepat dan untuk rangkaian putaran motor lambat.

Saklar Mekanik
Saklar mekanik umumnya digunakan untuk automatisasi dan juga proteksi rangkaian. Saklar mekanik akan on atau off secara otomatis oleh sebuah proses perubahan parameter, misalnya posisi, tekanan, atau temperatur. Saklar akan On atau Off jika set titik proses yang ditentukan telah tercapai. Terdapat beberapa tipe saklar mekanik, antara lain: Limit Switch, Flow Switch, Level Switch, Pressure Switch dan Temperature Switch. Contoh pengunaannya seperti pada magic com adalah saklar Temperature Switch

- Transformator

Pada dasarnya transformator merupakan suatu komponen pasif denhan empat ujung. Sepasang ujung disebut primer dan pasangan ujung yang lain disebut sekunder. Transformator digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik pada sekunder, dengan menggunakan fluks magnetic. Ttansformator juga dugunakan unutuk transformasi atau pengubahan impedansi.
      Transformator digunakan dalam elektronika untuk menurunkan tegangan  bolak-balik atu menaikan tegangan bolak-balik pada  listril PLN . Transformator seperti ini disebut transformator daya.
      Di dalam elektronika , transformator ada yang digunakan untuk menyampaikan isyarat dari penguat daya kepada beban, misalnya suatu pengeras suara.transformator seperti ini disebut transformator keluaran. di dalam radio dan televise digunakan transformator untuk menggandeng masukan kepada penguat atau dari suatu penguat ke penguat lain.

B. Komponen Aktif

Komponen aktif ialah jenis komponen elektronika yang memerlukan arus listrik agar dapat bekerja dalam rangkaian elektronika yang dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik, serta dapat mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya.Disebut komponen aktif karena jika tidak dialiri arus listrik maka rangkaian elektronika yang menggunakan komponen aktif tidak akan bekerja. Berikut ini adalah jenis komponen aktif yang dipakai pada rangkaian elektronika.

Contoh komponen aktif adalah:

a. Transistor

 Transistor merupakan komponen elektronika dengan 3 elektrode yang berfungsi sebagai penguat atau saklar. Jika sebagai penguat maka transistor dapat menguatkan sinyal listrik.

Transistor adalah salah satu komponen aktif yang paling banyak digunakan pada rangkaian elektronika. Fungsi dan ragam dari transistor membuat komponen elektronika ini hampir ada di semua rangkaian elektronika. Diantaranya pada rangkaian amplifier, rangkaian power supply, rangkaian radio dan lain sebagainya.Transistor disebut sebagai komponen aktif karena transistor harus dialiri tegangan dan arus tertentu pada ketiga elektrodanya, sehingga transistor dapat aktif.

 b. Dioda 

 Dioda merupakan salah satu komponen aktif yang banyak digunakan sebagai penyearah arus AC menjadi DC. Ketika sebuah dioda difungsikan menjadi penyerarah tegangan AC menjadi DC, maka fungsi dioda akan aktif ketika dialiri sinyal AC. Maka dari itulah dioda disebut sebagai komponen aktif.

Selain digunakan sebagai penyearah tegangan AC menjadi DC, dioda juga memiliki banyak fungsi tergantung dari jenis dan tipe dioda tersebut. Penjelasan mengenai fungsi dioda secara detail ada dalam postingan tersendiri.

Berdasarkan Fungsi Dioda terdiri dari :

• Dioda Biasa atau Dioda Penyearah yang umumnya terbuat dari Silikon dan berfungsi sebagai penyearah arus bolak balik (AC) ke arus searah (DC).
• Dioda Zener (Zener Diode) yang berfungsi sebagai pengamanan rangkaian setelah tegangan yang ditentukan oleh Dioda Zener yang bersangkutan. Tegangan tersebut sering disebut dengan Tegangan Zener.
• LED (Light Emitting Diode) atau Diode Emisi Cahaya yaitu Dioda yang dapat memancarkan cahaya monokromatik.
• Dioda Foto (Photo Diode) yaitu Dioda yang peka dengan cahaya sehingga sering digunakan sebagai Sensor.
• Dioda Schottky (SCR atau Silicon Control Rectifier) adalah Dioda yang berfungsi sebagai pengendali .
• Dioda Laser (Laser Diode) yaitu Dioda yang dapat memancar cahaya Laser. Dioda Laser sering disingkat dengan LD.

 c. Integrated Circuit (IC)

  Integrated Circuit atau IC juga termasuk kedalam komponen aktif, karena komponen IC memerlukan arus listrik untuk dapat bekerja. IC merupakan komponen elektronika yang dibuat dari bahan semikonduktor. Didalam IC sudah terintegrasi dari puluhan bahkan ratusan transistor yang telah menjadi satu kesatuan. Sebuah IC akan menghasilkan karekteristik tertentu yang unik tergantung dari tipe dan jenis IC tersebut. 

d. Tabung Elektron (Tabung Hampa)

Sebelum ditemukan transistor, komponen aktif yang populer pada zamannya adalah tabung elektron, atau disebut juda tabung hampa atau tabung listrik. Tabung elektron disebut sebagai komponen aktif karena tabung elektron memerlukan tegangan untuk dapat bekerja. Salah satu perbedaan yang mencolok antara tabung dengan transistor adalah, tabung elektron memerlukan tegangan tinggi sebagai catuannya.

Catuan tegangan pada tabung elektron ada dua, yaitu sebuah filamen atau pemanas yang berfungsi membangkitkan emisi elektron. Filamen ini diberikan tegangan rendah. Sedangkan elektroda dari tabung elektron sendiri dialiri tegangan tinggi.