Sistem Kelistrikan dan Instalasi Listrik Prakarya Kelas 9

Rangkuman Materi Kelistrikan dan Instalasi Listrik Prakarya Kelas 9 - Memahami wawasan tentang pengertian, jenis dan manfaat kelistrikan, sistem, komponen, pembuatan produk instalasi listrik rumah tangga.

Manfaat listrik untuk penerangan dan sumber energi. Kelistrikan adalah sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik.

Jenis listrik terdiri dari arus searah DC dan bolak-balik AC. Instalasi listrik merupakan suatu rangkaian yang menghasilkan sebuah aliran listrik.

Cari di sini :
Materi Pelajaran SMP/MTs dan SMA/SMK Buka
Buku Pelajara SD, SMP/MTs, dan SMA/SMK Buka
Kumpulan Soal SMP dan SMA Buka

A. Wawasan Kelistrikan

1. Pengertian Listrik

Kelistrikan adalah sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik.

Listrik terbagi menjadi 2 muatan listrik, yaitu muatan listrik negatif dan positif.

Suatu benda bermuatan listrik negatif jika kelebihan elektron, dan bermuatan listrik positif jika kekurangan elektron.

Secara alami, muatan listrik positif selalu mengalir dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial rendah.

Aliran ini disebut sebagai arah arus listrik konvensional. Akan tetapi sebenarnya muatan listrik yang bergerak di dalam konduktor bukanlah muatan listrik positif, tetapi muatan listrik negatif (elektron) dan arah aliran elektron berlawanan dengan arah aliran muatan positif.

Satuan SI untuk arus listrik adalah Ampere (A). Secara formal satuan Ampere didefinisikan sebagai arus konstan yang bila dipertahankan akan menghasilkan gaya sebesar 2 x 10-7 newton/meter di antara dua penghantar lurus sejajar, dengan luas penampang yang dapat diabaikan, berjarak 1 meter satu sama lain dalam ruang hampa udara.

Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara kontinyu pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama.

2. Jenis dan Manfaat Kelistrikan

Arus listrik dibagi menjadi 2 jenis

Listrik Arus Searah atau DC (Direct Current) adalah arus listrik yang arahnya tetap.
Listrik Arus Bolak-balik atau AC (Alternating Current) adalah arus yang besar dan arahnya selalu berubah-ubah.

Dalam listrik, muatan menghasilkan medan elektromagnetik yang dilakukan ke muatan lainnya. Listrik muncul akibat adanya beberapa tipe fisika:

Muatan listrik: sifat beberapa partikel subatomik yang menentukan interaksi elektromagnetik. Substansi yang bermuatan listrik menghasilkan dan dipengaruhi oleh medan elektromagnetik.
Medan listrik (lihat elektrostatis): tipe medan elektromagnetik sederhana yang dihasilkan oleh muatan listrik ketika diam (maka tidak ada arus listrik). Medan listrik menghasilkan gaya ke muatan lainnya.
Potensial listrik: kapasitas medan listrik untuk melakukan kerja pada sebuah muatan listrik, biasanya diukur dalam volt.
Arus listrik: perpindahan atau aliran partikel bermuatan listrik, biasanya diukur dalam ampere.
Elektromagnet: Muatan berpindah menghasilkan medan magnet. Arus listrik menghasilkan medan magnet dan perubahan medan magnet menghasilkan arus listrik.

Selain berfungsi sebagai penerangan, fungsi lain dari arus listrik adalah sumber energi.

Pembangkit listrik adalah suatu alat yang dapat membangkitkan dan memproduksi tegangan listrik dengan cara mengubah suatu energi tertentu menjadi energi listrik.

Beberapa contoh jenis pembangkit tenaga listrik yaitu PLTA, PLTU, PLTG, PLTN, PLTS, dan lainnya.

Pembangkit listrik tenaga air (PLTA) adalah pembangkit yang mengandalkan energi potensial dan kinetik dari air untuk menghasilkan energi listrik. Energi listrik yang dibangkitkan ini biasa disebut sebagai hidroelektrik.
PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap): Pada PLTU, uap ditampung dan disalurkan untuk memutarkan turbin uap. Energi mekanis dari putaran turbin diubah menjadi energi listrik oleh generator.
PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir): Pembangkit listrik ini menggunakan energi uap yang dihasilkan oleh reaktor nuklir untuk memutarkan turbin uap.
PLTB (Pembangkit Listrik Tenaga Batubara): Pembangkit listrik yang menggunakan bahan bakar fosil berupa batubara yang dibakar untuk mendidikan air agar menghasilkan uap.
Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS): Pembangkit listrik yang menggunakan cahaya matahari sebagai energi utama. Energi dari cahaya matahari dapat langsung diubah menjadi energi listrik.
Pembangkit Listrik Tenaga Angin: Hembusan angin digunakan untuk memutarkan baling-baling kemudian putaran tersebut digunakan untuk memutarkan generator.

B. Instalasi Listrik Rumah Tangga

Instalasi listrik adalah suatu rangkaian yang menghasilkan sebuah aliran listrik, bisa berupa sebuah lampu ataupun sebuah sumber listrik.

Instalasi listrik terdiri dari sebuah sakelar, stopkontak, dan lampu secara sederhana, input sakelar dapat sumber fasa kemudian outputnya menuju ke beban di mana beban itu adalah lampu, dan harus ada kabel netral dilampu.

Sehingga lampu tersebut akan menyala apabila sakelar di “ON” kan.

1. Komponen Instalasi Listrik

Fungsi dan jenis peralatan listrik secara umum:

a. Bargainser

Bargainser merupakan alat yang berfungsi sebagai pembatas daya listrik yang masuk ke rumah tinggal dan juga berfungsi sebagai pengukur jumlah daya listrik yang digunakan di rumah tinggal tersebut.

Ada beberapa batasan daya yang dikeluarkan oleh PLN untuk dikonsumsi yaitu 220 VA, 450 VA, 900 VA, 1.300 VA dan 2.200 VA.

Pada kanal output bargainser biasanya terdapat 3 kabel yaitu kable fasa, kabel netral, dan kabel ground yang dihubungkan ke tanah.

Bargainser memiliki 3 bagian utama:

MCB (Miniatur Circuit Breaker), berfungsi untuk memutuskan aliran daya listrik secara otomatis jika daya yang dihantarkan melebihi nilai batasannya.
Meter listrik atau kwh meter, alat ini berfungsi untuk mengukur besaran daya yang digunakan oleh rumah tinggal tersebut dalam satuan kWh (kilowatthour).
Spin Control, merupakan alat control penggunaan daya dalam rumah tinggal dan akan selalu berputar selama ada daya listrik yang digunakan.

b. Pengaman listrik

Pengaman listrik berfungsi untuk memutuskan rangkaian listrik apabila terjadi gangguan pada instalasi listrik rumah tinggal , seperti gangguan hubungan arus pendek atau short sirkuit atau korsleting.

Terdapat 2 jenis pengaman listrik pada instalasi listrik rumah tinggal:

Pengaman lebur biasa atau biasa disebut sekering: alat pengaman ini bekerja memutuskan rangkaian listrik dengan cara meleburkan kawat yang ditempatkan pada suatu tabung apabila kawat tersebut dialiri arus listrik dengan ukuran tertentu.
Pengaman listrik thermos: biasa disebut MCB, merupakan alat pengaman yang akan memutuskan rangkaian listrik berdasarkan panas.

c. Sakelar

Sakelar atau switch merupakan komponen instalasi listrik yang berfungsi untuk menyambung atau memutuskan aliran listrik pada suatu penghantar.

Berdasarkan besarnya tegangan, sakelar dapat dibedakan menjadi 3:

Sakelar tegangan rendah.
Sakelar tegangan menengah.
Sakelar tegangan tinggi atau sangat tinggi.

Berdasarkan tempat dan pemasangannya, sakelar dapat dibedakan menjadi 2:

Sakelar in-bow, sakelar yang ditanam di dalam tembok
Sakelar out-bow, sakelar yang dipasang pada permukaan tembok.

Berdasarkan fungsinya, sakelar dibagi menjadi 2 jenis:

Sakelar on-off, merupakan sakelar yang bekerja menghubungkan arus listrik jika tombolnya ditekan pada posisi on, sedangkan untuk memutuskan arus listrik tombolnya ditekan pada posisi off. Sakelar jenis ini biasanya digunakan untuk sakelar lampu.
Sakelar push-on, merupakan sakelar yang menghubungkan arus listrik jika tombolnya ditekan pada posisi on akan secara otomatis memutuskan arus listrik. Ketika tombolnya dilepas dan kembali ke posisi off dengan sendirinya. Biasanya sakelar ini digunakan untuk sakelar bel rumah.

Berdasarkan jenis perunitnya, sakelar dapat dibedakan menjadi 2 jenis:

Sakelar tunggal, merupakan sakelar yang hanya mempunyai satu buah kanal input yang terhubung dengan sumber listrik, serta kanal output yang terhubung dengan beban listrik/alat listrik yang digunakan.
Sakelar majemuk, merupakan sakelar yang memiliki satu buah kanal input yang terhubung dengan sumber arus listrik, namun memiliki banyak kanal output yang terhubung dengan beberapa beban/alat listrik yang digunakan.

d. Stop kontak

Stop kontak atau biasa disebut outlet, merupakan komponen listrik yang berfungsi sebagai muara hubungan antara alat listrik dengan aliran listrik.

Agar alat listrik terhubung dengan stop kontak, maka diperlukan kabel dan steker atau colokan yang akan ditancapkan pada stop kontak.

Berdasarkan bentuk serta fungsinya, stop kontak dapat dibedakan menjadi 2 macam:

Stop kontak kecil, merupakan stop kontak dengan 2 lubang (kanal) yang berfungsi untuk menyalurkan listrik pada daya rendah ke alat-alat listrik melalui steker yang juga berjenis kecil.
Stop kontak besar, merupakan stop kontak dengan 2 kanal AC yang dilengkapi dengan lempeng logam pada sisi atas dan bawah kanal AC yang berfungsi sebagai ground.

Sedangkan berdasarkan tempat pemasangannya dikenal 2 jenis stop kontak:

Stop kontak in bow, merupakan stop kontak yang dipasang di dalam tembok.
Stop kontak out bow, merupakan stop kontak yang dipasang di luar tembok atau hanya diletakkan di permukaan tembok pada saat berfungsi sebagai stop kontak portable.

e. Steker

Steker atau staker atau yang sering disebut colokan listrik, karena memang berupa 2 buah colokan berbahan logam dan merupakan alat listrik yang berfungsi untuk menghubungkan alat listrik dengan aliran listrik, ditancapkan pada kanal stop kontak sehingga alat listrik tersebut dapat digunakan.

Berdasarkan fungsi dan bentuknya, steker memiliki 2 jenis:

Steker kecil, merupakan steker yang digunakan untuk menyambung alat-alat listrik berdaya rendah, misalnya lampu atau radio kecil dengan sumber listrik atau stop kontak.
Steker besar, merupakan steker yang digunakan untuk alat-alat listrik yang berdaya besar, misalnya lemari es, microwave, mesin cuci, dan lain-lain dengan sumber listrik atau stop kontak.

f. Kabel

Kabel listrik merupakan komponen listrik yang berfungsi untuk menghantarkan energi listrik ke sumber-sumber beban listrik atau alat-alat listrik.

Jenis-jenis kabel:

NYA, kabel jenis ini merupakan kabel listrik yang berisolasi PVC dan berintikan/berisi 1 kawat. Jenisnya adalah kabel udara atau tidak ditanam dalam tanah. Kabel listrik ini biasanya berwarna merah, hitam, kuning, atau biru.
NYM, merupakan kabel listrik yang berisolasi PVC dan berintikan kawat lebih dari 1, ada yang 2,3 atau 4. Jenis kabel udara dengan warna isolasi luar biasanya putih dan warna isolasi bagian dalam beragam.
NYY, kabel listrik jenis ini merupakan kabel berisolasi PVC, berintikan 2,3 atau 4 dengan warna isolasi luarnya hitam. Jenis kabel tanah, sehingga tahan terhadap air dan gencetan atau tekanan.
NYMHYO, kabel jenis ini merupakan kabel serabut dengan dua buah inti yang teridir dari 2 warna. Kabel jenis ini biasa digunakan pada loudspeaker sound sistem, lampu-lampu berdaya kecil sampai sedang.

Peralatan yang Digunakan untuk Intsalasi Listrik

Test pen: merupakan alat bantu pengukuran yang digunakan untuk mengetahui apakah suatu penghantar listrik (kabel atau kawat) memiliki tegangan listrik.
Solder: merupakan alat elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi panas yang menjadi alat bantu dalam merakit atau membongkar rangkaian elektronika pada rangkaian yang terdapat pada papan PCB.
Penggaris siku: adalah alat yang digunakan untuk mengukur siku dari suatu sambungan, baik siku bagian dalam maupun siku bagian luar.
Pahat adalah alat yang digunakan untuk membuat lubang pada kayu.
Gunting seng adalah alat yang digunakan untuk memotong seng atau sejenisnya.
Ketam berfungsi untuk memperhalus permukaan kayu.

2. Pembuatan Produk Instalasi Listrik

Tahapan Pembuatan Papan Instalasi Listrik Menggunakan Sakelar

Pembuatan papan instalasi listrik menggunakan sakelar menggunakan kardus sebagai rangka bangunan. Peralatan listrik untuk rangkaiannya. Kabel sebagai penyambung arus listrik.

a. Bahan Papan Instalasi Listrik

b. Alat Papan Instalasi Listrik

c. Proses Pembuatan Papan Instalasi Listrik

Buat sketsa rumah pada sebuah kardus mengguanakan isolasi dengan ukuran persegi 30cm x 35cm (sesuaikan selera).
Potong kabel sepanjang 15 cm sebagai kebel pusat arus listrik (gunakan kabel serabut warna merah putih)
Pasang salah satu ujung kabel pada colokan jantan
Siapkan kabel serabut warna merah putih dengan panjang 4 cm sebanyak 3 potong dan dipisahkan antara kabel merah dan putih.

Siapkan terminal kabel untuk membagi arus listrik yang dipotong hingga tersisa 8 lubang.

Ambil salah satu potongan kabel merah dan gabung dengan kabel merah pusat arus listrik, kemudian masukkan ke dalam lubang no.1 pada terminal pembagi dan kencangkan bautnya.
Ambil salah satu potongan kabel putih dan gabung dengan kabel putih pusat arus listrik, kemudian masukkan kedalam lubang no.2 pada terminal pembagi dan kencangkan bautnya.
Ambil kembali satu kabel merah 4 cm dan gabung dengan ujung kabel merah yang pertama kemudian masukkan ke lubang no.3 pada terminal pembagi dan kencangkan bautnya.
Ambil kembali satu kabel putih 4 cm dan gabung dengan ujung kabel putih yang pertama kemudian masukkan ke lubang no.4 pada terminal pembagi dan kencangkan bautnya.
Gabung lagi kabel merah 4 cm yang terakhir dan gabung dengan ujung kabel merah yang kedua kemudian masukkan ke lubang no.5 dan kencangkan bautnya.
Gabung lagi kabel putih 4 cm yang terakhir dan gabung dengan ujung kabel putih yang kedua kemudian masukkan ke lubang no.6 dan kencangkan bautnya.
Pasang ujung kabel merah di terminal pembagi pada lubang no.7 dan kencangkan bautnya.
Pasang ujung kabel putih di terminal pembagi pada lubang no.8.

Untuk membuat stand sakelar on/off, siapkan kardus/dos bekas kemudian potong dengan ukuran 2 cm × 3 cm dan 3 cm × 4 cm masing-masing sebanyak 2 buah dan lubangi sesuai ukuran sakelar on/off.
Oleskan lem pada kedua potongan kardus/dos ukuran 2 cm × 3 cm dan tempel hingga menjadi satu.
Pasang sakelar pada lubang potongan kardus/dos ukuran 2 cm × 3 cm yang sudah disatukan kemudian oleskan lem pada bagian bawah kemudian pasang potongan kardus/dos 3 cm × 4 cm.
Untuk potongan kardus/dos ukuran 3 cm x 4 cm yang kedua, buat ruang untuk kabel.
Oleskan lem pada potongan kardus tersebut, tempelkan pada potongan kardus yang di sakelar.
Untuk sakelar ke-2, ke-3 dan ke-4, ulangi langkah 14 sampai 19.

Siapkan sakelar, atur posisi sakelar dengan terminal dan posisi sakelar dengan stand lampu, kemudian potong kabel sesuai jarak antara terminal pembagi arus dengan posisi lampu (sakelar pertama untuk ruang dapur).
Potong kabel biru sesuai jarak sakelar dengan terminal pembagi arus dan pisah dari kabel putih kemudian pasang kabel biru pada sakelar. (lihat gambar dibawah).
Pasang ujung kabel biru yang terpisah ke sakelar dan ujung yang lainnya ke terminal pembagi arus kencangkan bautnya (lubang no.1).
Pasang ujung kabel putih ke terminal pembagi arus dan kencangkan bautnya (lubang no.2).
Masukkan ujung kabel yang dari terminal dan sakelar ke lubang kardus/dos yang sudah disiapkan (lubang di bawah sakelar), kemudian munculkan kembali kepermukaan kardus/ dos di lubang posisi stand lampu.
Siapkan stand lampu lombok dan terminal sambungan kabel, kemudian pasang kabel stand lampu pada terminal sambungan kabel dan kencangkan bautnya.
Pasang ujung kabel yang dari sakelar ke terminal sambungan kabel.
Untuk sakelar ke-2, ke-3 dan ke-4, ulangi langkah di atas.
Pasang lampu lombok untuk masing-masing stand lampu.