Sistem Elektronika
 |
| Contoh Blok Diagram dan Pictorial Diagram dalam Sistem Pembangkit Sel Surya |
Sistem elektronik biasa diilustrasikan dalam bentuk block diagram dan pictorial diagram. Dengan menggunakan block diagram, sistem elektronik yang rumit akan lebih mudah dipahami karena menyederhanakan komponen-komponen yang digunakan dalam sistem tersebut. Sistem elektronik terdiri dari beberapa bagian yaitu sumber (source), jalur (path), kontrol (control) beban (load), dan indikator (indicator). Konsep tentang sistem elektronik tersebut mampu menyederhanakan pembahasan tentang sistem yang sebenarnya sangat kompleks karena disederhanakan menjadi 5 bagian tersebut. Dengan konsep analisis tersebut, fungsi dan operasional sistem secara keseluruhan akan lebih mudah dipahami.
Setiap blok dalam sistem elektronik memiliki peran penting dalam operasional sistem. Ratusan bahkan sampai ribuan komponen elektronik yang diperlukan untuk membangun sebuah sistem elektronik. Komponen-komponen tersebut tersebar dalam setiap bagian blok elektronik yang masing-masing harus bekerja secara sinkron untuk operasional sistem. Sumber (source) dari suatu sistem elektronik memberikan suplai energi listrik untuk sistem. Jalur (path) dari sistem elektronik menunjukkan alur transfer energi dari sumber ke setiap bagiannya dan sampai pada beban. Pada sistem elektronik, jalur ini berupa kabel penghubung (wire). Bagian kontrol (control) dari sistem elektronik merupakan bagian yang paling kompleks. Kontrol paling sederhana adalah on off system, menyalakan dan mematikan sistem. Beban (load) dari sistem elektronik merupakan bagian yang melakukan kerja. Energi listrik yang dihasilkan oleh sumber dapat dirubah menjadi bentuk energi lain pada beban. Indikator (indicator) dari sistem elektronik merupakan tampilan atau penanda (display) kondisi operasional sistem. Display yang dimaksud bisa berupa layar LCD, lampu LED, atau pilihan yang lainnya.
 |
| Contoh Sistem Elektronik pada Senter |
Contoh sistem elektronika yang sederhana adalah pada senter. Baterai pada senter menjadi sumber (source) memberikan suplai energi listrik. Energi kimia di dalam baterai dikonversi menjadi energi listrik untuk mengoperasikan sistem. Jalur (path) dari senter berupa plat atau pegas logam. Kontrol pada lampu senter berupa saklar geser atau push button sebagai kontrol on off. Beban dari senter berupa bola lampu kecil yang merubah energi listrik dari sumber menjadi energi cahaya. Biasanya dalam sistem lampu senter tidak memiliki indikator, penanda sistem beroperasi adalah jika bola lampu menyala.
Muatan listrik
Seluruh bahasan tentang elektronika pasti berkaitan dengan gejala kelistrikan. Gejala kelistrikan yang paling mendasar dapat dipahami dari muatan listrik. Jenis muatan listrik yang ada dalam atom ada 2 yaitu positif (proton) dan negatif (elektron). Di sekitar muatan listrik terdapat medan listrik dan dapat mempengaruhi muatan lain yang berdekatan. Bentuk pengaruh medan listrik adalah terjadinya gaya elektrostatik. Jika dua muatan yang sejenis saling berdekatan, maka akan terjadi gaya tolak-menolak. Jika muatan yang berbeda jenis saling berdekatan, maka akan terjadi gaya tarik-menarik. Dalam suatu atom, jumlah elektron dapat bertambah atau berkurang yang akan mempengaruhi muatan atom tersebut. Jika atom kehilangan elektron, maka atom akan bermuatan positif, begitu pula sebaliknya jika atom mendapat tambahan elektron, maka atom akan bermuatan negatif. Fenomena ini sangat penting dalam mempelajari elektronika. Muatan listrik akan menghasilkan gejala kelistrikan statis.
 |
| Interaksi Antar Muatan Listrik (a) Dua muatan positif saling tolak menolak, (b) Dua muatan negatif saling tolak-menolak, (c) Muatan positif dan negatif saling tarik-menarik. |
Arus Listrik, Beda Potensial, dan Hambatan
Kelistrikan statis diakibatkan oleh muatan listrik statis. Sedangkan arus listrik merupakan gerak atau aliran muatan listrik dari suatu titik ke titik lain. Arus listrik terjadi ketika elektron terlepas dari atomnya. Beberapa elektro yang berada pada kulit terluar dari aton akan mudah untuk terlepas. Gaya atau tekanan yang diberikan pada suatu material akan menyebabkan elektron terlepas. Perpindahan atau aliran elektron dari satu atom ke atom lainnya disebut aliran arus listrik.
 |
| Aliran Arus Listrik pada Konduktor |
Dalam suatu bahan konduktor, elektron berada dalam level energi konduksi. Hal tersebut membuat elektron yang berada di kulit terluar atom bahan konduktor akan mudah untuk berpindah dari satu atom ke atom lainnya. Elektron yang berada di kulit terluar dari atom bahan konduktor biasa disebut sebagai elektron bebas. Perpindahan elektron tersebut dipicu oleh gaya luar yang diberikan pada bahan konduktor, yaitu berupa tegangan listrik. Pada gambar di atas, sumber tegangan listrik berupa baterai. Baterai memiliki dua kutub muatan listrik yaitu positif dan negatif. Ketika dua kutub baterai dihubungkan dengan bahan konduktor, maka elektron bebas pada konduktor akan mendapat gaya tolak oleh kutub negatif baterai. Sedangkan kutub positif baterai akan menarik elektron bebas. Akibatnya, elektron akan berpindah dari kutub negatif menuju kutub positif baterai sehingga terjadi aliran arus listrik.
Aliran arus listrik dapat dianalogikan seperti aliran air dalam pipa. Pipa menggambarkan hambatan atau resistansi aliran air. Semakin kecil ukuran pipa maka semakin sulit air mengalir melewatinya. Dalam rangkaian elektronik, arus listrik mengalir dalam konduktor. Kabel yang digunakan dalam rangkaian listrik memiliki sifat seperti pipa pada aliran air. Jika bahan kabel memiliki resistansi tinggi, maka akan semakin sulit arus listrik mengalir melewatinya.
 |
| Analogi Aliran Arus Listrik dengan Aliran Air |
Tekanan air dibutuhkan untuk mendorong air melewati pipa. Seperti hal tersebut, tekanan listrik diperlukan untuk mendorong elektron mengalir dalam kabel konduktor. Gaya pendorong muatan listrik inilah yang disebut sebagai beda potensial atau tegangan listrik. Sumber energi listrik seperti baterai atau generator mampu menyebabkan arus listrik mengalir dalam sebuah rangkaian elektronik. Jika besar tegangan dinaikkan, maka semakin besar arus listrik yang dapat mengalir dalam kabel konduktor. Selama mengalir dalam konduktor, arus listrik juga memiliki hambatan. Hambatan terhadap arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika disebut sebagai resistansi. Besarnya resistansi dari setiap material berbeda-beda yang dipengaruhi resistivitas dari material tersebut. Selain dipengaruhi resistivitas, resistansi pada konduktor juga dipengaruhi oleh panjang material, luas penampang, dan temperatur dari material konduktor tersebut.
Rencana Pembelajaran Semester Mata Kuliah Elektronika Dasar I
