ELEKTRO EDU

Resistor merupakan komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Prinsip kerja resistor didasarkan pada hukum Ohm yang menyatakan bahwa besar arus yang mengalir dalam suatu rangkaian berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatan. Dengan adanya resistor, arus listrik dapat dikendalikan agar sesuai dengan kebutuhan komponen lain yang lebih sensitif. Selain sebagai pembatas arus, resistor juga digunakan sebagai pembagi tegangan dalam rangkaian pembagi tegangan.

Dalam aplikasi tertentu, resistor berfungsi sebagai pull-up dan pull-down pada rangkaian digital, serta sebagai pengatur bias pada transistor dan IC. Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Nilai hambatan resistor dinyatakan dalam satuan Ohm (Ω), dan biasanya ditunjukkan melalui kode warna yang terdapat pada badan resistor. Dilihat dari fungsinya resistor dapat dibagi menjadi beberapa jenis seperti di bawah ini.

Penentuan nilai resistor dapat dilakukan dengan membaca kode warna yang tertera pada badan resistor. Kode warna tersebut menunjukkan besar hambatan dalam satuan Ohm (Ω) berdasarkan standar internasional. Pada umumnya, resistor memiliki empat atau lima gelang warna. Pada resistor dengan empat gelang: dua gelang pertama menunjukkan angka signifikan, gelang ketiga berfungsi sebagai faktor pengali, dan gelang keempat menunjukkan nilai toleransi. Pembacaan kode warna dilakukan dari sisi gelang yang posisinya lebih dekat ke ujung resistor atau dari sisi yang memiliki jarak gelang lebih rapat.

Setiap warna memiliki representasi angka tertentu, yaitu hitam bernilai 0, cokelat 1, merah 2, oranye 3, kuning 4, hijau 5, biru 6, ungu 7, abu-abu 8, dan putih 9. Gelang pengali menunjukkan faktor kelipatan dalam bentuk pangkat sepuluh sesuai dengan nilai warna yang tertera. Adapun gelang toleransi umumnya ditunjukkan oleh warna emas dengan toleransi ±5%, perak ±10%, dan tanpa gelang toleransi sebesar ±20%.

Kondensator atau sering disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad dari nama Michael Faraday. Kondensator juga dikenal sebagai "kapasitor", namun kata "kondensator" masih dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari Bahasa Italia condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya.

Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dalam waktu tertentu. Kapasitor bekerja dengan menyimpan energi dalam bentuk medan listrik di antara dua pelat konduktor yang dipisahkan oleh bahan dielektrik. Dalam rangkaian elektronika, kapasitor digunakan untuk menyaring tegangan, menstabilkan arus, dan mengatur waktu kerja suatu sistem. Berikut macam kondensator berdasarkan kegunaannya:

Kondensator variable (Varco) terbuat dari logam, mempunyai kapasitas maksimum sekitar 100 pF (pikoFarad) sampai 500 pF (100pF = 0,0001µF). Kondensator variable dengan spul antena dan spul osilator berfungsi sebagai pemilih gelombang frekuensi tertentu yang akan ditangkap.

Induktor merupakan komponen pasif yang berfungsi untuk menyimpan energi dalam bentuk medan magnet. Induktor bekerja dengan cara menahan perubahan arus yang mengalir di dalam rangkaian. Sifat ini membuat induktor sering digunakan sebagai filter dan penstabil arus, terutama pada rangkaian elektronika daya dan sistem switching.

Induktor adalah sebuah kawat penghantar yang dibentuk menjadi kumparan. Lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat di dalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah-ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk memproses arus bolak-balik.

Dioda merupakan komponen elektronika aktif yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik hanya dalam satu arah. Prinsip kerja dioda ini menjadikannya sangat penting dalam proses penyearahan arus, yaitu mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya: penyearah setengah gelombang (Half-Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian penjepit (Clamper), rangkaian pemotong (Clipper), maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier).

Transistor merupakan komponen aktif dalam rangkaian elektronika yang berfungsi sebagai penguat sinyal (amplifier) dan saklar elektronik (switch). Komponen ini memiliki kemampuan mengendalikan arus besar menggunakan arus atau tegangan yang relatif kecil, sehingga berperan penting dalam sistem penguatan, pengendalian, dan pemrosesan sinyal. Dalam aplikasi penguat, transistor meningkatkan amplitudo sinyal tanpa mengubah bentuk dasarnya secara signifikan. Sementara itu, dalam fungsi saklar, transistor bekerja pada dua kondisi utama: cut-off (tidak menghantar arus) dan saturasi (menghantar arus secara penuh).

Secara umum, transistor terbagi menjadi dua jenis utama, yaitu Bipolar Junction Transistor (BJT) dan Field Effect Transistor (FET). BJT disebut sebagai transistor bipolar karena menggunakan dua jenis pembawa muatan, yaitu elektron dan hole. BJT memiliki tiga terminal, yaitu Basis (B), Kolektor (C), dan Emitor (E). Arus kecil yang masuk ke terminal basis akan mengendalikan arus yang lebih besar antara kolektor dan emitor. Berdasarkan susunan lapisan semikonduktornya, BJT dibedakan menjadi dua tipe, yaitu NPN dan PNP.

Contoh transistor BJT tipe NPN yang banyak digunakan dalam rangkaian sinyal kecil adalah BC547. Transistor ini umum diaplikasikan pada rangkaian penguat audio, driver relay, serta saklar elektronik berarus kecil. BC547 memiliki tiga kaki dengan urutan Kolektor, Basis, dan Emitor (dilihat dari sisi datar kemasan).

Pasangan tipe PNP yang setara dengan BC547 adalah BC557. Secara karakteristik listrik, BC557 memiliki spesifikasi yang hampir sama, namun arah arus dan polaritas tegangannya berlawanan. Pada transistor NPN seperti BC547, transistor akan aktif apabila tegangan basis lebih positif sekitar 0,7 V terhadap emitor. Sebaliknya, pada transistor PNP seperti BC557, transistor akan aktif apabila tegangan basis lebih rendah sekitar 0,7 V dibandingkan emitor. Dengan demikian, pada rangkaian, NPN umumnya digunakan sebagai saklar sisi negatif (low side switching), sedangkan PNP sering digunakan sebagai saklar sisi positif (high side switching).

Selain BJT, terdapat pula transistor jenis FET (Field Effect Transistor) yang bersifat unipolar karena hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan. FET memiliki terminal Gate (G), Drain (D), dan Source (S), serta dikendalikan oleh tegangan pada gate sehingga memiliki impedansi input yang lebih tinggi dibandingkan BJT.

Integrated Circuit (IC) adalah komponen elektronika aktif yang terdiri atas gabungan berbagai komponen seperti transistor, resistor, kapasitor, dan dioda yang dirangkai serta dipadatkan dalam satu chip semikonduktor berukuran kecil. Seluruh komponen tersebut diintegrasikan ke dalam sebuah keping silikon sehingga mampu menjalankan fungsi rangkaian yang kompleks dalam bentuk yang ringkas dan efisien.

Berdasarkan fungsinya, IC dapat dibedakan menjadi IC analog, IC digital, dan IC campuran (mixed signal). IC analog digunakan untuk pengolahan sinyal kontinu seperti penguat operasional, contohnya LM741, sedangkan IC digital digunakan dalam sistem logika dan pemrosesan data biner seperti gerbang logika dan mikrokontroler, misalnya ATmega328 yang banyak digunakan pada papan Arduino.

Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus listrik yang mengalir dalam suatu penghantar sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatan. Hukum ini menjadi dasar utama dalam perhitungan elektronika karena menghubungkan tiga besaran penting, yaitu tegangan, arus, dan hambatan. Dalam penerapannya, Hukum Ohm digunakan untuk menentukan nilai arus atau hambatan yang aman agar rangkaian dapat bekerja dengan baik tanpa merusak komponen.

Hukum Ohm menjadi dasar utama dalam perhitungan elektronika karena menghubungkan tiga besaran pokok listrik. Dalam praktiknya, hukum ini digunakan untuk menentukan arus yang aman bagi suatu komponen, memilih nilai resistor yang sesuai, serta menghitung kebutuhan tegangan pada rangkaian.

Hukum Kirchhoff terdiri dari dua hukum yang digunakan untuk menganalisis rangkaian listrik yang lebih kompleks. Hukum Kirchhoff I atau Kirchhoff's Current Law (KCL) menyatakan bahwa jumlah arus listrik yang masuk ke suatu titik percabangan atau simpul sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut. Prinsip ini didasarkan pada hukum kekekalan muatan, yang berarti bahwa muatan listrik tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, melainkan hanya dapat berpindah tempat.

Hukum Kirchhoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan dalam suatu lintasan tertutup atau loop rangkaian sama dengan nol. Hukum ini didasarkan pada prinsip kekekalan energi, di mana energi listrik yang diberikan oleh sumber tegangan akan habis digunakan oleh komponen-komponen dalam rangkaian.