Sistem Komputer - Dasar Elektronika (Bab 5)(Kelas X)

BAB 5

Sistem Komputer - Dasar Elektronika

Kompetensi Dasar

3.5 Menerapkan elektronika dasar (kelistrikan, komponen elektronika, dan skema rangkaian elektronika).

4.5 Mempraktikkan fungsi (kelistrikan dan komponen elektronika).

Pendahuluan

Ketika Anda membongkar perangkat komputer, akan terlihat sebuah mainboard besar yang di atasnya terhubung ratusan hingga ribuan komponen elektronika melalui sebuah rangkaian dalam papan PCB (Printed Circuit Board). Komponen tersebut dapat berupa resistor, transistor maupun kapasitor dan IC (Integrated Circuit) yang saling terhubung satu sama lainnya. Pada dasarnya, komputer merupakan sebuah perangkat elektronika yang di dalamnya terdapat proses kelistrikan dan merepresentasikan proses operasi logika ketika melakukan proses aritmetika. Bagaimana cara kerja setiap komponen yang terdapat di dalam rangkaian elektronika? Amati dan pahami materi tentang dasar elektronika pada bab ini.

(A) Energi Listrik

Istilah energi sering Anda dengar dalam kehidupan sehari- hari, seperti energi panas, cahaya, kimia, dan gerak. Sifat energi di antaranya tidak memiliki bentuk, tidak berwujud maupun berwarna, tetapi keberadaannya dapat dirasakan; seperti temperatur tinggi, gerakan, dorongan, dan listrik. Adapun pengertian sumber energi adalah segala sesuatu yang menghasilkan energi seperti matahari, angin, cahaya, listrik, kimia. Dengan demikian, dalam pemberian nama sering dilekatkan pada sumber yang menghasilkan energi, seperti sumber energi matahari, energi angin, energi gerak, dan energi panas.

Gambar 5.2 Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) berfungsi untuk menyalurkan listrik dari pusat pembangkit ke gardu-gardu.

Sumber energi pada dasarnya dapat dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

1. Sumber energi yang dapat diperbarui

Sumber energi ini memiliki jumlah tidak terbatas. Meskipun dipakai berkali-kali tidak akan habis karena selalu meregenerasi dengan sendirinya. Seperti contoh, energi matahari yang digunakan dalam solar cell, energi angin, panas bumi, gas alam, biomassa (pohon, potongan kayu), dan energi air yang digunakan dalam pembangkit listrik.

2. Sumber energi yang tidak dapat diperbarui

Sumber energi ini memiliki jumlah yang terbatas dan sangat sulit untuk diperbarui. Meskipun pada beberapa kasus sumber energi seperti minyak bumi, batu bara dapat diperbarui, tetapi proses pembentukkannya memakan waktu hingga jutaan tahun. Contoh jenis sumber energi yang tidak dapat diperbarui adalah minyak bumi, batu bara, dan mineral alam.

Pada dasarnya, teori energi listrik bermula dari penemuan Thales (Yunani) sekitar abad ke-6 sebelum masehi yang melakukan percobaan terhadap batu ambar yang digosok- gosokkan pada kain wol. Batu tersebut memiliki kemampuan dalam menarik benda-benda kecil yang berada di dekatnya. Penemuan tersebut menjadi titik awal pengetahuan manusia tentang energi listrik.

Sama halnya dengan percobaan menggosok-gosokkan penggaris (mika) ke permukaan rambut manusia. Ketika didekatkan pada serpihan-serpihan kertas dalam potongan kecil, mengakibatkan kertas tertarik ke permukaan penggaris tersebut. Konsep tersebut terjadi karena atom rambut (bermuatan negatif) mengalir ke permukaan penggaris sehingga menjadikan gaya tarik bagi serpihan kertas tersebut.

Berdasarkan percobaan di atas keadaan ini disebut sebagai listrik statis atau listrik yang partikel-partikel positif maupun negatifnya tidak mengalir. Ketika pergerakan antara dua benda yang memiliki muatan listrik secara beraturan, akan menimbulkan arus muatan listrik dapat disebut energi listrik. Energi listrik merupakan energi yang bersumber dari muatan listrik yang membentuk pola medan listrik statis dan mengalirkan elektron-elektron dalam jumlah tertentu melalui konduktor. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam konsep kerja energi listrik, yaitu sebagai berikut.

1. Potensial Listrik

a. Jika sebuah benda mempunyai jumlah elektron yang sama banyaknya dengan jumlah proton, benda tersebut memiliki potensial listrik netral.

b. Namun jika jumlah proton lebih besar dari jumlah elektron, benda tersebut memiliki potensial listrik tinggi.

c. Sebaliknya, jika jumlah elektron lebih besar dibanding proton, dapat dikatakan benda tersebut berpotensial rendah.

Ilustrasi perbedaan potensial listrik dapat dilihat pada Gambar 5.3.

2. Beda Potensial

Ketika dua buah benda dihubungkan satu sama lain, yang salah satunya berpotensial rendah, sedangkan yang lain berpotensial tinggi, akan menimbulkan perbedaan potensial. Satuan untuk mengukur beda potensial adalah volt, 1 volt merupakan besaran energi 1 joule yang diperlukan untuk menghantarkan 1 coulomb muatan listrik dari sebuah benda ke benda lainnya. Istilah beda potensial sering dikenal dengan istilah tegangan.

3. Kuat Arus Listrik

Pada dasarnya elektron akan bergerak menuju benda yang memiliki potensial tinggi. Pergerakan elektron dapat dilihat pada Gambar 5.4.

Proses perpindahan elektron dari titik berpotensial rendah ke titik berpotensial tinggi disebut sebagai arus elektron. Titik potensial rendah selanjutnya disebut sebagai kutub negatif sedangkan titik berpotensial tinggi disebut kutub positif. Adapun muatan positif bergerak dari kutub positif ke kutub negatif dalam satuan coloumb selama waktu tertentu disebut sebagai arus listrik dengan rumus:

Keterangan:

l = kuat arus listrik (A)

q = muatan listrik (C)

t = waktu (s)

Jika dilihat berdasarkan arahnya, arus listrik dibedakan menjadi menjadi dua kategori, yaitu sebagai berikut.

a. Arus listrik searah atau direct current (DC)

Arus listrik searah merupakan tipe arus listrik yang memiliki besaran yang konstan bergerak searah secara tetap, biasanya digunakan untuk peranti listrik berdaya kecil. Sumber tegangan listrik bertipe DC dapat dijumpai dalam peralatan listrik, seperti aki (accumulator), baterai, dan generator.

b. Arus listrik bolak-balik atau alternating current (AC)

Arus listrik bolak-balik merupakan jenis arus listrik memiliki besaran dan arah arus listrik yang berubah-ubah secara bolak-balik dalam satuan waktu. Perubahan arah arus setiap detik disebut sebagai frekuensi AC dalam satuan Hertz (Hz).

4. Daya Listrik

Daya listrik memiliki pengertian jumlah energi listrik yang diperlukan untuk mengoperasikan sebuah peralatan listrik dalam waktu 1 detik.

Berikut adalah rumus perhitungan daya listrik.

dengan:

P = daya listrik (W),

V = tegangan listrik (V), dan

I= kuat arus listrik (A).

Sedangkan besarnya konsumsi energi listrik yang digunakan untuk menyalakan perangkat listrik dalam range waktu

tertentu mempunyai rumus sebagai berikut.

dengan:

W = energi listrik (J),

P = daya listrik (W), dan

t = waktu (s).

Rumus hubungan antara daya listrik dengan energi listrik selanjutnya dapat ditulis sebagai berikut.

Contoh

Sebuah kipas angin merek XXX dibeli Septi dari Toko ABC. Di belakang panel kipas tertera informasi 220V/40W.

a. Berapa besar kuat arus listrik yang diperlukan untuk menyalakan kipas angin tersebut?

b. Berapakah besar energi yang digunakan kipas selama 1 jam?

Penyelesaian:

Jadi, kuat arus listrik yang diperlukan untuk menyalakan kipas angin adalah 0,18 A.

Zona Aktivitas

A. Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan I)

1. Jelaskan pengertian Energi.

2. Tuliskan dan jelaskan jenis-jenis energi yang Anda ketahui.

3. Apa perbedaan potensial listrik dengan beda potensial?

4. Jelaskan perbedaan arus DC dan arus AC.

B. Tugas Praktikum (Nilai Praktik I)

Lakukan analisis besar daya listrik yang diperlukan oleh peranti komputer dengan mengamati informasi box power supply yang tertera pada komputer. Hitung nilai besar arus dan tegangan yang harus disediakan oleh sumber tegangan di laboratorium.

C. Tugas Eksperimen (Nilai Proyek I)

Lakukan perhitungan besar energi listrik yang digunakan oleh sebuah komputer (termasuk konsumsi listrik monitor) selama 8 jam penggunaan.

(B) Resistor

1. Pengertian dan Besaran Resistor

Komponen eletronika pada dasarnya terbagi menjadi dua jenis, yaitu komponen pasif dan komponen aktif. Komponen pasif memiliki pengertian bahwa komponen tersebut tidak memerlukan sumber daya atau arus tersendiri untuk mengoperasikannya seperti resistor, kapasitor, diode, trafo, dan relay. Sementara itu, komponen aktif adalah komponen yang memerlukan tegangan atau arus tersendiri untuk memicu komponen tersebut agar dapat bekerja seperti transistor, thyristor, dan tranducer.

Resistor merupakan salah jenis komponen elektronika yang paling sering ditemukan dalam setiap rangkaian elektronika. Sesuai dengan namanya, resistor mengandung arti hambatan. Jika diterjemahkan secara luas memiliki pengertian komponen elektronika yang berfungsi sebagai pembatas jumlah arus dalam rangkaian elektronika. Besaran hambatan (resistensi) sebuah resistor diukur dalam satuan ohm dengan simbol 2 (omega). Teori dasar Hukum Ohm menyatakan bahwa "Besar arus listrik yang mengalir melalui konduktor selalu berbanding lurus dengan tegangan yang dibebankan pada resistor tersebut". Dengan demikian, berdasarkan pernyataan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.

dengan:

V = tegangan (V),

I = kuat arus listrik (A), dan

R = hambatan (Ω).

Selain memperhatikan nilai resistensi sebuah resistor, Anda juga perlu memperhatikan nilai disipasi daya yang mampu didukung oleh resistor ketika mengalirkan arus listrik dengan rumus sebagai berikut.

dengan:

P = daya listrik yang didukung resistor (W),

I = kuat arus listrik (A), dan

R = besar hambatan ().

Biasanya semakin besar wujud fisik resistor, semakin besar pula nilai daya yang mampu dibebankan padanya. Di pasaran beredar ukuran ¼ , ⅛ , 1, 2, 5 hingga 20 W

Contoh

Diketahui sebuah resistor berukuran 5 kQ dialiri tegangan DC sebesar 4 V.

a. Berapakah nilai maksimal kuat arus listrik yang dapat melewati resistor tersebut?

b. Berapakah nilai daya listrik yang mampu dibebankan pada resistor?

Penyelesaian:

Jadi, kuat arus listrik yang mengalir sebesar 0,0008 A atau 0,8 mA.

Jadi, daya listrik yang diperlukan untuk mampu dibebankan pada resistor adalah 3,2 mW.

2. Jenis Resistor

Jika dilihat dari jenis bahan pembuatnya, resistor dapat diklasifikasikan menjadi sebagai berikut.

a. Resistor kawat.

b. Resistor oksida logam atau resistor film (jika dilihat dari susunan bahannya).

c. Resistor arang atau resistor komposisi.

Jika dilihat dari jenis penggunaannya, resistor dibagi menjadi dua macam, yaitu sebagai berikut.

a. Resistor tetap

Resistor tetap merupakan jenis resistor yang memiliki besar hambatan yang bersifat tetap (tidak berubah-ubah). Sebagai contoh, metal film resistor, carbon film resistor, metal oxide resistor, ceramic encased wirewound, zero ohm jumper wire, SIP Resistor Network, dan Economy Wirewound.

Karakteristik utama jenis resistor ini, yaitu sebagai berikut.

Semakin kecil nilai hambatan, arus listrik yang melewatinya semakin besar.

Semakin besar nilai hambatan arus listrik yang melewatinya semakin kecil.

Penulisan nilai resistensi dan daya dispasi resistor biasanya ditulis langsung pada badan komponen (resistor ukuran besar). Adapun pada ukuran kecil biasanya menggunakan kode pola warna.

Contoh simbol komponen resistor tetap dalam rangkaian elektronika.

Untuk mengetahui nilai resistensi sebuah komponen resistor dapat dihitung berdasarkan kode warna setiap cincin yang melingkar pada badan komponen berdasarkan tabel berikut.

Keterangan:

● Gelang pertama dan kedua menunjukkan nilai hambatan berupa angka.

● Gelang ketiga merupakan nilai pengali dari gelang pertama dan kedua.

● Gelang keempat menunjukkan besar toleransi hambatan yang diijinkan oleh resistor ketika diproduksi oleh vendor.

Contoh

Diketahui sebuah resistor memiliki empat warna cincin yang melingkar pada badan komponennya. Cincin pertama berwarna cokelat, cincin kedua berwarna hitam, cincin ketiga berwarna cokelat sedang yang keempat berwarna emas.

Berapakah nilai hambatan resistor tersebut?

Penyelesaian:

● Gelang ke-1 bernilai: 1

● Gelang ke-2 bernilai: 0

● Gelang ke-3 bernilai: 10¹

● Gelang ke-4 memiliki nilai toleransi: 5%

Jadi, nilai hambatan resistor tersebut adalah 100 Ω dengan nilai toleransi sebesar 5%.

Nilai toleransi merupakan nilai minimum dan maksimum yang mungkin terjadi pada nilai resistensi ketika diproduksi oleh vendor. Pada kasus tersebut, nilai hambatan standar resistor adalah 100 Q. Sementara itu, nilai minimum penyimpangan resistensi adalah 100 - (100 x 5%) = 95 Ω. Dengan demikian nilai maksimum penyimpangan resistensi adalah 100 + (100 × 5%) = 105Ω .

Karakteristik penggunaan gelang warna pada resistor, yaitu sebagai berikut.

1) Jika terdiri atas 4 gelang warna, gelang ke-1 dan 2 merupakan digit angka nilai resistensi dikalikan dengan nilai pengali kode warna yang terdapat pada gelang ke-3. Adapun, toleransi dilambangkan pada gelang keempat.

2) Jika terdiri atas 5 gelang warna, gelang ke-1, 2, dan 3 merupakan digit angka nilai resistensi dikalikan dengan nilai pengali kode warna yang terdapat pada gelang ke-4. Adapun, toleransi dilambangkan pada gelang ke-5.

3) Jika terdiri atas 6 gelang warna, gelang ke-1, 2, dan 3 merupakan digit angka nilai resistensi dikalikan dengan nilai pengali kode warna yang terdapat pada gelang ke-4. Adapun toleransi dilambangkan pada gelang ke-5. Gelang warna ke-6 menunjukkan nilai maksimum temperatur yang dapat bekerja pada resistor ketika dialiri beban arus listrik.

Selain menggunakan warna dalam memberikan informasi tentang besaran resistensi, terkadang ditemukan kode angka pada badan resistor seperti gambar berikut.

Keterangan:

• 5W adalah kapasitas daya yang dapat dibebankan pada resistor,

• 100 adalah besar hambatan, dan

• J adalah kode toleransi sebesar 5%.

Berikut adalah kode warna toleransi pada resistor.

• F = 1%

• G = 2%

• J = 5%

• K = 10%

• M = 20%

b. Resistor variabel

Resistor tipe ini memungkinkan pengguna dapat mengubah nilai hambatannya sesuai keperluan. Ada tiga jenis resistor variabel, yaitu sebagai berikut.

1) Potensio geser

Pengaturan besar hambatan dengan cara menggeser tuas tombol ke kanan atau ke kiri.

Gambar 5.7 Simbol (kiri) dan potensio geser (kanan).

2) Potensio putar

Besar hambatan dapat diatur dengan memutar tombol melalui tuas poros yang tersedia.

Gambar 5.8 Simbol (kiri) dan potensio putar (kanan).

3) Trimpot

Perbedaan trimpot dengan potensio putar adalah pada cara pemutaran porosnya. Jika pada potensio putar, poros menggunakan tuas tombol yang terhubung dengan poros, sedangkan trimpot memerlukan obeng minus untuk memutar poros ketika mengatur nilai hambatan resistor.

Gambar 5.9 Simbol (kiri) dan trimpot (kanan).

3. Jenis Rangkaian Resistor

Jenis rangkaian resistor dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu sebagai berikut.

a. Rangkaian seri

Rangkaian seri merupakan rangkaian tertutup yang terdiri atas dua atau lebih komponen resistor yang dihubungkan secara sejajar atau seri. Rumus untuk menghitung besar total hambatan dari rangkaian seri resistor, yaitu:

Adapun nilai arus listrik yang mengalir di setiap resistor memiliki nilai yang sama sehingga diperoleh rumus sebagai berikut.

Untuk mengetahui nilai besar tegangan total yang mengalir pada rangkaian seri resistor menggunakan rumus:

Contoh

Terdapat sebuah rangkaian seri resistor dengan spesifikasi R, = 1 kQ, R, = 1 kQ, dan R, = 1 kQ. Tegangannya di setiap hambatan, yaitu 4 V.

a. Berapakah nilai hambatan total rangkaian tersebut?

b. Berapakah besar tegangan total yang berada di rangkaian tersebut?

c. Berapakah nilai kuat arus listrik yang mengalir di setiap resistor tersebut?

Penyelesaian:

b. Rangkaian paralel

Rangkaian paralel merupakan jenis rangkaian resistor yang terhubung secara paralel antara kaki resistor yang satu dengan yang lainnya. Oleh karena itu, jika salah satu resistor rusak atau mati, arus listrik tetap dapat mengalir ke resistor yang lainnya. Hal tersebut menyebabkan nilai tegangan di setiap titik resistor memiliki besaran yang sama dan dapat dirumuskan sebagai berikut.

Karena nilai tegangan bersifat sama, maka total kuat arus litrik keseluruhan merupakan penjumlahan setiap besar arus listrik yang mengalir pada masing-masing resistor. Dengan demikian dapat dirumuskan sebagai berikut.

Adapun untuk mendapatkan nilai hambatan secara keseluruhan dari rangkaian paralel resistor memiliki rumus sebagai berikut.

Contoh

Terdapat sebuah rangkaian paralel resistor dengan spesifikasi R, = 100 Q, R, = 100 Q, dan R1 = 50 dengan tegangan 12 V.

a. Berapakah nilai hambatan total rangkaian tersebut?

b. Berapakah nilai arus listrik yang mengalir disetiap resistor tersebut?

Penyelesaian:

Zona Aktivitas

A. Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan II)

1. Jelaskan perbedaan komponen aktif dan komponen pasif dalam elektronika.

2. Jelaskan hubungan besar resistensi terhadap besar arus jika tegangan memiliki besar yang tetap.

3. Apakah besar konsumsi daya listrik yang diperlukan sebuah perangkat listrik semakin besar sebanding dengan resistensinya?

4. Jelaskan prinsip kerja resistor tetap dan resistor tidak tetap (variabel).

B. Tugas Praktikum (Nilai Praktik II)

Buatlah kelompok dengan anggota maksimal empat siswa. Lakukan analisis rangkaian. elektronika radio (tugas rumah). Foto gambar rangkaian tersebut dan cari komponen resistornya. Hitung nilai resistensi komponen resistor tersebut berdasarkan kode warna atau kode angka yang terletak pada badan komponen. Setelah itu, presentasikan di depan kelas.

C. Tugas Eksperimen (Nilai Proyek II)

Desainlah rangkaian resistor (seperti gambar berikut) menggunakan aplikasi EWB (Electronic Workbench), kemudian hitunglah.

1. Berapakah nilai hambatan total pada rangkaian tersebut?

2. Berapakah besar tegangan total yang berada pada rangkaian tersebut?

3. Berapakah nilai arus listrik yang mengalir di setiap resistor tersebut?

(C) Kapasitor

1. Pengertian dan Besaran Kapasitor

Kapasitor merupakan salah satu jenis komponen elektronika yang memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan listrik selama waktu tertentu. Meski mempunyai kesamaan dapat menyimpan listrik, kapasitor berbeda dengan accumulator (aki). Ketika menyimpan listrik tidak terjadi proses perubahan secara kimiawi. Pada dasarnya, kapasitor mempunyai dua buah lempengan pelat metal (masing-masing memiliki muatan positif dan negatif) yang dipisahkan oleh bahan dielektrik seperti hampa udara, bahan gelas, dan keramik. Pada saat kedua kaki kapasitor dialiri arus listrik, muatan positif akan mengalir ke salah satu lempengan, sedangkan muatan negatif akan menuju ke lempengan kaki lainnya. Namun, kedua muatan tersebut tidak saling terhubung karena terpisah oleh bahan dielektrik tersebut.

Besaran kapasitas sebuah komponen kapasitor untuk menampung muatan elektron disebut dengan kapasitansi yang diukur dalam satuan farad (F). Teori Faraday menjelaskan bahwa sebuah kapasitor memiliki kemampuan menampung muatan listrik sebesar 1 F jika diberikan tegangan sebesar 1 V atau dapat menampung elektron sebesar 1 C. 1 C = 6,25 x 1018 elektron. Dengan demikian, dapat dirumuskan sebagai berikut.

dengan:

Q = banyaknya muatan elektron (C),

C = besar kapasitansi (F), dan

V = besar tegangan (V).

Berikut konversi beberapa jenis satuan kapasitansi:

• 1 F = 10⁶ µF

• 1 F = 10⁹ ηF

• 1 F = 10¹² ρF

Pada saat membuat kapasitor, perlu diperhatikan besar kapasitansi yang akan dihasilkan berdasarkan rumus berikut.

dengan:

C = nilai kapasitansi (F),

K = nilai konstanta setiap bahan dielektrik (lihat tabel 5.2),

A = luas pelat, dan

t = jarak antara pelat kapasitor.

Tabel 5.2 Nilai konstanta bahan dielektrik.

2. Jenis Kapasitor

Seperti halnya resistor, komponen elektronika berupa kapasitor juga dibedakan menjadi dua jenis yaitu sebagai berikut.

a. Kapasitor tetap

Kapasitor tetap merupakan jenis kapasitor yang memiliki besaran kapasitansi secara tetap dan tidak berubah-ubah. Berdasarkan sifat-sifat elektroda kaki-kaki pada kapasitor dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis antara lain sebagai berikut.

1) Kapasitor nonpolar

Pada kedua kaki elektroda kapasitor, tidak memiliki perbedaan jenis muatan yang bersifat positif atau negatif sehingga dalam pemasangannya dapat dibalik. Besar kapasitansi jenis ini relatif kecil, yaitu kurang dari 1 μF, dengan satuan nF sampai pF.

Gambar 5.10 Simbol (kiri) dan kapasitor tetap nonpolar (kanan).

Contoh

Berapakah nilai kapasitansi dari kapasitor berikut.

Penyelesaian:

Nilai digit yang tertera pada badan kapasitor adalah 521 dengan pengertian sebagai berikut.

a. Angka 5 merupakan digit pertama nilai kapasitas.

b. Angka 2 merupakan digit kedua nilai kapasitas.

c. Angka 1 merupakan nilai pengali sebesar 10.

d. Satuan yang digunakan adalah pF.

e. Dengan demikian, nilai kapasitasnya adalah 52 x 10 = 520 pF.

Jenis kapasitor nonpolar memiliki beberapa jenis bahan dasar pembuat, yaitu sebagai berikut.

a. Kapasitor keramik.

b. Kapasitor kertas.

c. Kapasitor poliester.

d. Kapasitor mika.

2) Kapasitor polar

Berbeda dengan jenis kapasitor nonpolar. Tipe kapasitor polar memiliki elektrode positif dan negatif sehingga dalam pemasangannya tidak boleh terbalik.

Gambar 5.11 Simbol (kiri) dan kapasitor polar (kanan).

Untuk membedakan kaki elektrode negatif dapat dilihat dari strip yang warna berbeda dengan badannya atau terdapat tanda minus (-) pada salah satu bagian badannya.

Biasanya pada badan kapasitor terdapat informasi angka seperti 20 μF 22 V. Angka tersebut memiliki pengertian bahwa kapasitor tersebut memiliki daya simpan sebesar 20 μF yang bekerja pada tegangan berukuran 22 V. Contoh jenis kapasitor polar antara lain kapasitor elektrolit dan tantalum.

b) Kapasitor tidak tetap (variabel)

Kapasitor tidak tetap merupakan jenis kapasitor yang dapat diatur dan diubah-ubah nilai besaran kapasitansinya.

Gambar 5.12 Simbol (kiri) dan kapasitor variabel.

Kapasitor jenis ini sering digunakan dalam hal pencarian gelombang frekuensi radio. Selain itu, juga sering digunakan dalam membangkitkan frekuensi osilator LC, seperti tuning radio penerima, pemancar gelombang radio, rangkaian.

blitz, adaptor, penghambat aliran arus listrik DC, kopling sinyal, dan sebagai komponen penguat frekuensi tingkat menengah.

3. Rangkaian Kapasitor

a. Rangkaian seri

Pada jenis rangkaian ini, kapasitor dihubungkan secara seri, saling terhubung satu sama lainnya. Kondisi ini mengakibatkan daya hambatan listrik menjadi besar dengan total kapasitansinya menjadi lebih rendah karena hitungan dielektrikanya menjadi lebih tebal.

Gambar 5.13 Rangkaian Seri Kapasitor

Dari gambar rangkaian seri kapasitor tersebut diperoleh rumus sebagai berikut.

dengan V adalah besar tegangan total yang dialirkan ke rangkaian seri tersebut. Sementara itu, untuk mencari nilai tegangan di setiap titik kapasitor memiliki rumus sebagai berikut.

dengan:

V = besar tegangan di tiap titik (V),

Q = banyaknya muatan elektron (C), dan

C = besar kapasitansi dalam F (F).

Gabungan rumus (12) dan (13) diringkas sebagai berikut.

Rumus tersebut dapat disederhanakan untuk mencari besar total kapasitansi dari rangkaian seri kapasitor yaitu sebagai berikut.

b. Rangkaian paralel

Rangkaian paralel merupakan rangkaian kapasitor yang dihubungkan secara berjajar. Setiap kaki kapasitor langsung terhubung dengan sumber tegangan sehingga jika salah satu kapasitor mati, rangkaian elektronika masih tetap hidup.

Gambar 5.14 Rangkaian Paralel

Dari rangkaian paralel tersebut, dapat disimpulkan bahwa setiap tegangan yang mengalir, memiliki besaran yang sama dengan sumber tegangan. Dengan demikian, diperoleh rumus berikut.

Besar muatan elektron (Q) total dalam rangkaian merupakan penjumlahan setiap Q pada masing-masing titik sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut.

Jika setiap titik kapasitor memiliki tegangan yang sama, maka besar kapasitansi memiliki perhitungan rumus sebagai berikut.

(D) Diode

1. Pengertian dan Cara Kerja Diode

Diode merupakan salah satu jenis komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Diode hanya dapat menghantarkan arus listrik dalam satu arah saja.

Gambar 5.15 Simbol (kiri) dan diode (kanan).

Arus listrik mengalir dari terminal anode menuju katode. Oleh karena itu, dalam pemasangannya harus memperhatikan posisi dan letak kaki-kakinya. Perhatikan jangan sampai terbalik karena tidak akan berfungsi.

Contoh

Membuat rangkaian diode dan lampu dengan aplikasi simulator Electronic Work Bench untuk menguji nyala lampu berdasarkan pemasangan kaki-kaki diode. Ikuti langkah-langkah berikut.

1. Buka dan jalankan aplikasi EWB yang telah dipasang.

2. Buat rangkaian diode (A) dengan kaki anode terhubung dengan kutub positif tegangan dan kaki katode terhubung dengan lampu dan massa.

3. Buat rangkaian diode (B) dengan kaki katode terhubung dengan kutub positif tegangan dan kaki anode terhubung dengan lampu dan massa.

Gambar 5.16 (a) Rangkaian diode A dan (b) rangkaian diode B.

4. Jalankan simulasi aplikasi EWB dan lakukan pengujian terhadap kedua rangkaian tersebut. 5. Jika benar, lampu akan menyala hanya pada rangkaian diode (A) sedangkan rangkaian diode (B) tidak menyala.

2. Bahan Dasar Diode

Secara umum, diode dapat dibedakan menjadi dua kategori berdasarkan jenis bahan pembuatnya.

a. Diode germanium

Karakteristik diode germanium, yaitu mampu meneruskan tegangan maju sebesar 0,2 V dengan nilai kuat arus listrik yang lebih besar dibandingkan tipe silikon. Akan tetapi, terdapat kelemahan, yaitu besar kuat arus listrik maksimal yang dapat dilewatkan pada jenis germanium ini lebih kecil dibanding tipe silikon. Dengan demikian, tegangan balik yang mampu ditahan juga lebih rendah (sekitar 500 V). Diode germanium juga sering digunakan dalam rangkaian yang menghasilkan output power yang besar.

b. Diode silikon

Pada diode silikon, besar tegangan lebih tinggi dibanding diode germanium, yaitu 0,6 V dengan kuat arus listrik maksimum 100 A. Kelebihan lainnya adalah hambatan arus antara terminal anode ke katode lebih rendah dan mampu menahan tegangan balik sebesar 1.000 V. Diode jenis ini sering digunakan sebagai perata arus atau sakelar elektronika.

3. Jenis Diode

Jenis-jenis diode berdasarkan fungsinya dapat dibedakan menjadi tujuh antara lain sebagai berikut.

a. Diode rectifier

Fungsi diode ini adalah menyearahkan arus listrik dengan meneruskan kuat arus listrik secara maju dan menahan arus balik. Ada dua jenis diode rectifier, yaitu penyearah gelombang atau half wave rectifier dan penyearah gelombang penuh atau full wave rectifier.

Gambar 5.17 Simbol diode rectifier.

b. Diode zener

Tipe diode mampu bekerja pada area reverse bias sehingga sering digunakan untuk membatasi tegangan, seperti pada rangkaian stabilizer. Sebagai contoh, diode zener 15 V, memiliki arti bahwa pada diode tersebut mampu melimit besar tegangan yang mengalir pada ukuran 15 V. Adapun pengertian lainnya bahwa diode tersebut mampu mengubah tegangan yang kurang menjadi tegangan sebesar 15 V.

Gambar 5.18 Simbol diode zener.

c. Diode LED

LED adalah kependekan dari light emitting diode atau dalam terjemahannya adalah diode yang dapat memancarkan cahaya. Biasanya LED bekerja pada tegangan 1,8 V dengan kuat arus listrik 1,5 mA sehingga cukup ringan jika dipakai sebagai susunan rangkaian lampu peraga.

Gambar 5.19 Simbol diode LED

d. Diode fotodiode

Diode ini merupakan salah satu jenis diode yang mampu mengubah cahaya menjadi arus listrik. Perbedaan utama dengan diode lainnya adalah terdapatnya lensa dan filter optik yang terpasang pada permukaan sebagai sensor cahaya. Jenis diode ini sering dipakai pada peralatan medis, sensor penghitung jumlah kendaraan, scanner barcode, dan peralatan keamanan.

Gambar 5.20 Simbol diode fotodiode.

e. Diode schottky

Selain sebagai penyearah arus listrik, diode schottky juga berfungsi sebagai sakelar berkecepatan tinggi. Teknik yang digunakan adalah mengatur besar tegangan luar melalui kaki-kaki diode sebesar 0,15 0,45 V. Ketika terjadi proses forward bias, diode akan melewatkan arus listrik dari anode ke katode. Namun, pada saat terjadi reverse bias, diode akan memutus aliran arus listrik.

Gambar 5.21 Simbol diode schottky.

f. Diode tunnel

Diode tunnel memiliki fungsi yang hampir sama dengan diode schottky, tetapi tunnel mempunyai kelebihan dalam hal kecepatan switching yang cepat. Oleh karena itu, diode ini sering dimanfaatkan dalam rangkaian oscillator berfrekuensi tinggi.

Gambar 5.22 Simbol diode tunnel.

g. Diode varaktor

Diode varaktor merupakan jenis diode berbahan semikonduktor yang memiliki kemampuan khusus terhadap tegangan reverse bias. Besar kapasitansi pada diode akan berubah-ubah sesuai dengan perubahan tegangan yang dibebankan padanya. Pada saat tegangan bias diperbesar, daya tampung atau kapasitansinya menjadi kecil atau sebaliknya. Oleh karena itu, diode ini sering disebut sebagai variable capacintance diode atau lebih dikenal dengan diode variabel yang sering dipergunakan sebagai komponen utama rangkaian ponsel, radio, dan televisi.

Gambar 5.23 Simbol diode varaktor.

(E) Transistor

1. Pengertian dan Fungsi Transistor

Jika dipahami secara etimologi bahasa, transistor merupakan perpaduan kata transfer resistor. Artinya bahwa nilai resistensi atau hambatan terhadap arus listrik dapat diatur atau diubah layaknya sebuah sakelar variabel. Ciri khas utama sebuah transistor, yaitu terdapatnya tiga kaki atau terminal yang memiliki tanda khusus dalam pemasangannya. Karena termasuk bahan semikonduktor, menyebabkan transistor dapat bekerja secara otomatis ketika terjadi perubahan tegangan yang memicu kuat arus listrik yang besar dari terminal satu ke terminal yang lainnya.

Transistor banyak dimanfaatkan dalam rangkaian elektronika sebagai penguat amplifier, pengatur stabilitas tegangan, sakelar otomatis, penguat arus dalam beban rangkaian, penahan arus yang mengalir, perata arus, serta pembangkit gelombang frekuensi rendah maupun tinggi.

Pada dasarnya transistor terbagi menjadi dua macam, yaitu sebagai berikut.

2. Jenis Transistor

a. Transistor bipolar

Transistor bipolar atau bipolar junction transistor memiliki tiga terminal yang terdiri atas terminal E (Emitor), B (Base), dan C (Collector). Perubahan nilai kuat arus listrik yang mengalir dari terminal satu ke terminal lainnya memicu terjadinya hubungan dua terminal lainnya dengan nilai arus yang lebih besar. Dalam hal ini, prinsip kerja transistor bipolar lebih mirip dengan sebuah switch. Transistor bipolar dibedakan menjadi dua macam, antara lain sebagai berikut.

1) Transistor NPN

Simbol transistor NPN adalah anak panah yang menuju ke terminal E. Cara kerjanya adalah ketika terminal B diberikan tegangan bias yang relatif kecil, arus besar dari terminal C akan mengalir menuju terminal E. Semakin kuat arus dari B ke E, semakin kuat pula arus dari terminal C ke E.

Gambar 5.24 Transistor NPN.

Contoh

Buatlah rangkaian lampu LED dengan transistor NPN kemudian lakukan pengujian sesuai langkah-langkah berikut.

1. Buka dan jalankan aplikasi Electronic Workbench (EWB).

2. Buat rangkaian elektronika seperti berikut.

Gambar 5.25 Rangkaian lampu dengan transistor NPN.

3. Selanjutnya, lakukan pengujian dengan memutus dan menyambungkan sakelar. Jika sakelar tertutup (ON), arus positif mengalir dari kutub positif baterai (1 V) menuju terminal B ke terminal E. Hal tersebut memicu hubungan dari terminal C ke E yang menyebabkan lampu LED menyala.

4. Jika sakelar posisi terbuka (OFF), tidak ada kuat arus listrik yang mengalir menuju terminal B ke E sehingga lampu LED tidak terkoneksi dengan jalur terminal E.

2) Transistor PNP

Transistor PNP memiliki ciri yang sama dengan Transistor NPN, yaitu terdapat tiga kaki di antaranya E, B, dan C collector dan base. Jika terminal B mendapat tegangan bias yang dilewatkan ke terminal C, arus besar akan melewati terminal E menuju terminal C. Untuk melakukan percobaan tersebut, perhatikan contoh berikut.

1) Transistor NPN

Simbol transistor NPN adalah anak panah yang menuju ke terminal E. Cara kerjanya adalah ketika terminal B diberikan tegangan bias yang relatif kecil, arus besar dari terminal C akan mengalir menuju terminal E. Semakin kuat arus dari B ke E, semakin kuat pula arus dari terminal C ke E.

Gambar 5.24 Transistor NPN.

Contoh

Buatlah rangkaian lampu LED dengan transistor NPN kemudian lakukan pengujian sesuai langkah-langkah berikut.

1. Buka dan jalankan aplikasi Electronic Workbench (EWB).

2. Buat rangkaian elektronika seperti berikut.

Gambar 5.25 Rangkaian lampu dengan transistor NPN.

3. Selanjutnya, lakukan pengujian dengan memutus dan menyambungkan sakelar. Jika sakelar tertutup (ON), arus positif mengalir dari kutub positif baterai (1 V) menuju terminal B ke terminal E. Hal tersebut memicu hubungan dari terminal C ke E yang menyebabkan lampu LED menyala.

4. Jika sakelar posisi terbuka (OFF), tidak ada kuat arus listrik yang mengalir menuju terminal B ke E sehingga lampu LED tidak terkoneksi dengan jalur terminal E.

2) Transistor PNP

Transistor PNP memiliki ciri yang sama dengan Transistor NPN, yaitu terdapat tiga kaki di antaranya E, B,

dan C collector dan base. Jika terminal B mendapat tegangan bias yang dilewatkan ke terminal C, arus besar akan melewati terminal E menuju terminal C. Untuk melakukan percobaan tersebut, perhatikan contoh berikut.

Gambar 5.26 Transistor PNP.

Contoh

Buat rangkaian lampu LED dengan transistor PNP kemudian lakukan pengujian berikut.

1. Buka dan jalankan aplikasi Electronic Workbench (EWB).

2. Buat rangkaian elektronika seperti berikut.

Gambar 5.27 Rangkaian lampu dengan transistor PNP.

Selain itu, lakukan pengujian dengan memutus dan menyambungkan sakelar. Jika sakelar tertutup (ON), arus positif mengalir dari kutub postif baterai (1 V) menuju terminal B ke terminal c. Hal tersebut memicu hubungan dari terminal E ke C yang menyebabkan lampu LED menyala. Jika sakelar posisi terbuka (OFF), tidak ada arus listrik yang mengalir menuju terminal B ke E sehingga lampu LED tidak terkoneksi dengan jalur terminal C.

b. Transistor unipolar

Transistor unipolar atau FET (Field Effect Transistor) memiliki perbedaan mendasar dengan bipolar. Transistor bipolar menerapkan dua tipe pola muatan (electron and hole), yakni pola tegangan bias yang memicu mengalirnya arus utama yang lebih besar dalam sebuah kanal. Adapun transistor unipolar hanya menggunakan metode satu pembawa muatan (electron and hole). Transistor unipolar secara prinsip terbagi menjadi dua tipe, yaitu sebagai berikut.

1) JFET (Junction FET)

JFET mempunyai pengertian bahwa komponen transistor ini bekerja karena aadanya efek medan listrik yang ditimbulkan. Karena aktif tidaknya transistor, jenis ini berlaku ketika ada konduktivitas medan listrik yang bekerja padanya. JFET mempunyai karakteristik khusus dengan tiga terminal, yaitu terminal G (Gate), D (Drain), dan S (Source). Transistor JFET dibagi menjadi dua macam berdasarkan cara kerjanya, yaitu transistor tipe N-Channel JFET dan P-Channel JFET.

Gambar 5.28 N-Channel JFET (kiri) dan P-Channel JFET (kanan)

2) IGFET (Insulated Gate FET)

Tipe IGFET juga dikenal dengan sebutan Metal Oxide Silicon FET (MOSFET) yang merupakan transistor berbahan semikonduktor. Pada terminal G, terbuat dari potongan logam yang telah dioksidasi pada permukaannya. Tujuannya untuk meningkatkan resistensi hubungan kuat arus listrik antara terminal G dengan terminal S. Oleh karena itu, impendansi nilai resistensi input melalui terminal G dapat mencapai 1012 Q. Kelemahan lain dari IGFET adalah kemungkinan cepat rusak menjadi lebih besar dibandingkan dengan tipe JFET, karena lapisan oksidasi pada permukaan Gate lebih tipis. IGFET atau MOSFET juga terbagi menjadi dua tipe, yaitu N-MOSFET dan P-MOSFET.

Gambar 5.29 N-MOSFET (kiri) dan P-MOSFET (kanan).

(F) IC (Integrated Circuit)

Evolusi bentuk dan keragaman komponen elektronika menggunakan media yang cukup besar memang sering memakan tempat. Seiring dengan perkembangan teknologi, kini bergeser lebih praktis dengan bentuk yang lebih kecil. Sebagai contoh, rangkaian pesawat radio kini lebih kecil dibanding versi terdahulu. Bahkan perangkat elektronika, seperti handphone atau perangkat lainnya seperti USB MP3 Player, dan bluetooth dual USB car kit MP3. Kompleksitas fitur yang ditawarkan sebuah perangkat elektronika dengan bentuk mini berangkat dari teknologi rangkaian terpadu dari beberapa jenis komponen di atas permukaan semikonduktor (continnue) seperti komponen resistor, kapasitor, dan transistor. Rangkaian terintegrasi tersebut sering dikenal dengan nama IC (Integrated Circuit) atau chip. Kelebihan dari IC adalah sebagai berikut.

•Ukuran IC lebih kecil dan tidak memakan tempat. Karena merupakan perpaduan beberapa komponen dalam bentuk media yang relatif kecil.

•Dengan bentuk yang minim, harga IC di pasaran juga relatif murah daripada membeli per komponen.

•Memiliki ketahanan yang lebih baik.

•Memiliki kinerja yang lebih baik.

Gambar 5.30 IC 7445 (BCD-to-Decimal Dec).

Jenis IC jika dilihat dari strukturnya dapat dibedakan. menjadi dua tipe, yaitu sebagai berikut.

1. IC Monolitik

Dalam proses pembuatannya, IC monolitik dikerjakan dalam waktu yang sama bahkan teknik aliran data dalam interkoneksi antarkomponen yang di-pack.

2. IC Hybrid

IC hybrid merupakan integrasi beberapa komponen yang dibuat di atas permukaan substrat keramik. Selanjutnya, hubungan interkoneksi antarkomponen menggunakan kawat halus membentuk pola rangkaian.

Menurut fungsinya, IC dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori, yaitu sebagai berikut.

1. IC Analog

IC analog jenis IC yang terbuat dari beberapa jenis rangkaian secara linier menggunakan gelombang sinusoida. Jenis IC analog ada beberapa macam antara lain sebagai berikut.

a. IC timer 555

IC timer 555 merupakan jenis IC linier yang sering dimanfaatkan dalam rangkaian penghitung waktu, baik dalam rangkaian monostable maupun astable oscillator. Pada rangkaian monostable, IC timer 555 berfungsi untuk memproduksi sinyal pulsa diskrit ketika menerima sinyal pemicu. Adapun dalam rangkaian. astable oscillator, IC timer 555 akan dimanfaatkan sebagai penghasil pulsa dalam jangka waktu tertentu secara kontinyu dengan besar frekuensi tertentu.

b. IC power

IC power sering digunakan dalam rangkaian sumber daya listrik, seperti adaptor, power supply komputer, dan regulator listrik.

c. IC op-Amp

IC op-Amp Banyak digunakan sebagai komponen utama dalam rangkaian penguat. IC ini dibedakan menjadi dua jenis, yaitu IC Op-Amp inverting dan IC Op- Amp noninverting.

2. IC Digital

IC digital mengandung fungsi beberapa rangkaian gerbang logika, seperti AND, OR, NOT, NOR, XOR, maupun NAND. IC ini bekerja pada tegangan 0 hingga 5 V sehingga sering dimanfaatkan sebagai aplikasi fast switch.

Zona Aktivitas

A. Uji Pengetahuan (Nilai Pengetahuan III)

1. Apa yang Anda ketahui tentang komponen kapasitor?

2. Berapakah besar muatan elektron yang dapat dialirkan kapasitor jika memiliki besar kapasitansi 2 F pada tegangan 1 V?

3. Apa yang Anda ketahui tentang kapasitor nonpolar?

4. Jelaskan perbedaan diode dengan transistor.

5. Jelaskan fungsi diode schottky dalam sebuah rangkaian elektronika.

6. Bagaimana cara kerja transistor bipolar NPN?(penjelasan dilengkapi dengan gambar).

7. Jelaskan karakteristik transistor JFET dan MOSFET.

8. Jelaskan pengertian IC monolitik.

9. Tuliskan dan jelaskan jenis-jenis IC Analog yang Anda ketahui?

10. Apa perbedaan antara IC Analog dengan IC digital?

B. Tugas Praktikum (Nilai Praktik III)

Gambarkan rangkaian lampu kerlip menggunakan simulator aplikasi EWB seperti berikut

Tugas Eksperimen (Nilai Project III)

Lakukan uji coba terhadap rangkaian tersebut, apakah lampu LED dapat menyala secara bergantian. Jika rangkaian Anda benar, lampu dapat menyala secara bergantian (kerlip flip-flop).

Rangkuman

1. Energi tidak memiliki bentuk, tidak berwujud maupun berwarna, tetapi keberadaannya dapat dirasakan, seperti temperatur tinggi, gerakan, dorongan, dan listrik.

2. Rumus daya listrik adalah P = VI.

3. Komponen eletronika pada dasarnya terbagi menjadi dua jenis, yaitu komponen pasif dan komponen aktif.

4. Resistor merupakan salah jenis komponen elektronika yang paling sering ditemukan dalam setiap rangkaian elektronika.

5. Kapasitor merupakan salah satu jenis komponen elektronika yang memiliki kemampuan untuk menyimpan muatan listrik selama waktu tertentu.

6. Diode adalah salah satu jenis komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya dapat menghantarkan arus listrik dalam satu arah saja.

7. Transistor memiliki ciri bahwa nilai resistensi atau hambatan terhadap arus listrik dapat diatur atau diubah layaknya sebuah sakelar variabel.

8. Rangkaian terintegrasi dari beberapa jenis komponen dalam sebuah permukaan semikonduktor sering dikenal dengan nama IC (Integrated Circuit) atau chip.

Ulangan Akhir Bab 5

A. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat.

1. Berikut sumber energi yang dapat diperbarui adalah ....

a. cahaya matahari

b. minyak bumi

c. panas bumi

d. angin

e. air

2. Besar daya listrik pesawat radio dengan tegangan 9 V dan kuat arus listrik sebesar 2 A adalah....

a. 0,2 kW

b. 4,5 kW

c. 4,5 W

d. 18 W

e. 45 W

3. Jika setrika memerlukan tegangan sebesar 12 V untuk memanaskan elemen- elemennya dalam waktu 5 detik, besar energi listrik yang diperlukan sebanyak.

a. 2,4 J

b. 4,8 J

c. 30 J

d. 60 J

e. 90 J

4. Terdapat sebuah resistor dengan urutan warna gelang, yaitu cokelat-merah-cokelat- emas. Maksimal nilai resistensinya adalah....

a. 126 Ω

b. 120 Ω

c. 115 Ω

d. 114 Ω

e. 110 Ω

5. Nilai daya listrik yang dapat dibebankan pada resistor berikut adalah ....

a. J = 5% dari 10 Q

b. 20 W

c. 5% dari 10 Q

d. 10 Ω

e. 2 W

6. Kapasitansi sebuah kapasitor jika mampu melewatkan elektron sebanyak 100 C dalam satu waktu, jika dialirkan tegangan sebesar 5 V adalah...

a. 5 μF

b. 500 μF

c. 20 F

d. 100 F

e. 20 nF

7. Terdapat tiga buah kapasitor dalam sebuah rangkaian yang disusun secara seri, dengan setiap titik kapasitor mengalir tegangan listrik secara berurutan 2 V; 3 V; dan 2 V. Besar total tegangan yang menyuplai rangkaian adalah ..

a. 0,6 V

b. 3 V

c. 4,5 V

d. 5 V

e. 7 V

8. Komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik dari sumber tegangan ke komponen lainnya dalam sebuah rangkaian disebut....

a. IC

b. resistor

c. kapasitor

d. diode

e. transistor

9. Jenis diode yang berfungsi sebagai penyearah arus listrik adalah diode ....

a. LED

b. zener

c. rectifier

d. schottky

e. fotodiode

10. Jenis diode yang berfungsi sebagai sakelar berkecepatan tinggi yang bekerja pada besar tegangan 0,15 sampai 0,45 V adalah diode ....

a. zener

b. LED

c. rectifier

d. fotodiode

e. schottky

B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar.

1. Jelaskan perbedaan komponen aktif dan komponen pasif dalam elektronika? Tuliskan contohnya.

2. Jelaskan proses aliran arus listrik dari rangkaian berikut.

3. Perhatikan gambar berikut.

Berapakah nilai kapasitansi dari kapasitor tersebut.

4. Perhatikan gambar berikut.

Berapakah nilai masing-masing tegangan yang diperlukan setiap kapasitor dalam rangkaian paralel kapasitor seperti gambar tersebut jika dihubungkan baterai sebesar 4 V?

5.Perhatikan gambar berikut.

Terdapat sebuah rangkaian paralel resistor dengan spesifikasi R1 = 100Ω R2 = 100Ωdan R3 = 50Ω dengan tegangan 6V. Berapakah arus listrik yang mengalir di setiap resistor tersebut?

C. Praktik

Rancang dan gambarlah rangkaian lampu kerlip menggunakan LED sebanyak tiga buah menggunakan aplikasi simulator EWB.

D. Laporan

Buatlah laporan dalam bentuk print out tentang analisis dari pengujian lampu kerlip menggunakan LED sebanyak tiga buah menggunakan aplikasi EWB.

Ulangan Akhir Semester 1

A. Pilihlah salah satu jawaban yang tepat.

1. Nilai dari adalah...

a. 00000001

b. 11011111

c. 01010000

d. 11000000

e. 00000000

2. X = A AND B. Berdasarkan persamaan logika tersebut, simbol gerbang logika yang sesuai untuk menggambarkannya adalah....

3. Diberikan persamaan X=A+B. Simbol gerbang logika yang sesuai untuk menggambarkannya adalah....

4. Jika terdapat persamaan Z = NOT X menghasilkan output Z= 1, persamaan berikut yang sesuai jika A = 1 dan B = 0 adalah…

5.

Berdasarkan gambar gerbang logika berikut, nilai input pada terminal A, B, C, dan D yang tidak menghasilkan output X = 1 adalah ....

a. 0000

b. 0010

c. 0011

d. 1010

e. 1100

6. Nilai desimal dari bilangan adalah

a. 255

b. 224

c. 192

d. 128

e. 32

7. Nilai oktal dari bilangan adalah....

a. 1988

d. 15274

c. 7118

b. 3411

e. 15716

8. Nilai heksadesimal dari bilangan adalah ....

a. 3C69

b. 2BC2

c. 18C

d. E231

e. D189

9. Karakter yang akan dihasilkan dari kode ASCII adalah....

a. A

b. B

c. #

d. 1

e. 2

10. Jika dikonversi ke dalam bentuk Binary Code Decimal atau bilangan akan menghasilkan....

a. 1100 0001 0001

b. 0111 0000 0000

c. 1000 0001 0010

d. 1001 0000 0000

e. 1000 0000 0000

11. Bilangan yang memiliki simbol 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, dan 9 adalah ....

a. duodenary

b. tredenary

c. denary

d. quidenary

e. tredenary

12. Berikut mesin yang tidak mengimplementasikan sistem operasi biner dan desimal adalah....

a. radio

b. kalkulator

c. mesin PLC

d. komputer

e. faksimile

13. Jika dikonversikan ke dalam bentuk biner, nilai dari adalah....

a. 1100,1

b. 001001,1

c. 11000000,01

d. 10000000,1

e. 01010000,1

14. Perhatikan gambar IC berikut.

Sumber tegangan IC ditunjukkan oleh terminal nomor ....

a. 1

b. 3

c. 4

d. 7

e. 14

15. Berikut merupakan komponen yang berfungsi menyimpan sementara hasil proses aritmatika adalah....

a. ALU

b. CPU

c. memory

d. B-Register

e. accumulator

16. Perhatikan gambar berikut.

Gerbang logika tersebut digunakan dalam rangkaian ....

a. Full Adder

b. Half Adder

c. Paralel Adder

d. Full substractor

e. Middle Substractor

17. Perhatikan rangkaian gerbang logika berikut.

Untuk menghasilkan keluaran (output) bernilai 1, nilai masukan (input) yang harus diberikan pada terminal A, B, dan C, secara berurutan adalah ....

a. 1, 1, 1

b. 1, 1, 0

c. 1, 0, 1

d. 0, 1, 1

e. 0, 0, 0

18. Perhatikan rangkaian logika berikut.

Apabila terminal A memperoleh input sebesar 1 dan B = 0, nilai keluaran (output) terminal difference dan borrow pada rangkaian logika terebut adalah ....

a. 1 dan 1

b. 1 dan 0

c. 0 dan 1

d. 0 dan 0

e. null

19. Nilai BCD dari bilangan 9 adalah....

a. 1001

b. 0001

c. 0101

d. 1010

e. 0000

20. Jika nilai output Bo= 1, nilai input terminal Bi, A, dan B pada rangkaian berikut secara berurutan adalah ....

a. 0, 0, 1

b. 0, 0, 0

c. 1, 0, 0

d. 1, 0, 1

e. 1, 0, 1

21. Rangkaian kombinasi 2 IC berikut dapat difungsikan sebagai rangkaian ....

a. Full Adder

b. Paralel Adder

c. Full substractor

d. Half substractor

e. Half Adder

22. Dalam dunia nyata, IC 7404 sering digunakan sebagai gerbang logika ....

a. NOT

b. XOR

c. NAND

d. AND

e. OR

23. Hasil pengurangan bilangan biner 11000000 10000000 adalah....

a. 0100 0000

b. 1110 0000

c. 0101 0000

d. 1100 0000

e. 0001 0010

24. Jika A = 0110 dan B = 010, output yang dihasilkan dari A x B adalah....

a. 0110

b. 1110

c. 0101

d. 1100

e. 0001

25. Jika A: 1001 1000 dan B = -0110 1000, hasil penjumlahan A dan B akan menghasilkan output (dalam standar BCD), yaitu ....

a. 1 0011 0000

b. 1 0000 0110

c. 1 0101 1100

d. 1 1100 0000

e. 1 1101 0010

26. Output yang dihasilkan dari proses penjumlahan 0101 + 0010 dalam format bilangan BCD adalah....

a. 0111

b. 1 0110

c. 01 0101

d. 1 1100

e. 1 1101

27. Persamaan logika yang sesuai dengan skemal rangkaian logika berikut adalah...

a. X = AC + BC

b. X A+B B+C

c. X = AB + BC

d. X = ABC

e. X=A⊕B⊕B+C

28. Sebuah pesawat televisi memerlukan daya listrik sebesar 40 W dengan kuat arus listrik sebesar 2 A. Besar tegangan DC yang diperlukan untuk mengoperasikannya, yaitu

a. 9 V

b. 12 V

c. 20 V

d. 18 kV

e. 4,5 W

29. Sebuah power supply komputer tertera informasi 220V/40W, maka energi listrik yang dikonsumsi selama 5 menit sebesar ....

a. 1,2 kJ

b. 18 kJ

c. 22 J

d. 23 J

e. 12.000 J

30. Besar nilai kapasitansi yang dimiliki sebuah kapasitor jika mampu melewatkan elektron sebanyak 200 C dalam satu waktu dengan besar tegangan 5 V adalah....

a. 40 F

b. 100 F

c. 40 nF

d. 50 μF

e. 5 μF

B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan benar.

1. Jelaskan karakteristik sistem bilangan berbasis:

a. biner,

b. oktal,

c. desimal, dan

d. heksadesimal.

2. Jelaskan perbedaan standar bilangan BCD dengan standar bilangan BCH.

3. Tentukan nilai desimal dan heksadesimal menurut kode ASCII dari rangkaian karakter berikut.

a. Solomall2014@yahoo.com

b. mapel SMk&A

c. 200.100.100.20/25

4. Jelaskan karakteristik dari gerbang logika NAND. Buatlah tabel kebenaran dengan tiga. nilai input terhadap gerbang tersebut.

5. Gambarkan gerbang logika AND menggunakan rangkaian kombinasi logika NAND.

6. Tentukan output yang dihasilkan dari proses decrement dari bilangan-bilangan biner berikut.

a. 01101

b. 10111

c. 10010

7. Tentukan output yang dihasilkan dari operasi penjumlahan bilangan BCD berikut.

a. 0011 0001 + 0011 0010

b. 0101 0110 + 1100 1000

8. Tentukan nilai komplemen 1 dari bilangan biner berikut.

a. 01001

b. 1100

9. Gambarkan dan jelaskan rangkaian logika persamaan S = AB+ AB

10. Perhatikan gambar berikut.

Berapakah nilai tegangan yang mengalir di V₁, V₂ dan V₃ pada rangkaian tersebut jika dihubungkan baterai sebesar 12 V?!