PKWU IX BAB 2 prinsip kelistrikan dan sistem instalasi listrik

WAWASAN KELISTRIKAN

Kelistrikan adalah sifat benda yang muncul dari adanya muatan listrik. Ada dua jenis 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.

Arus listrik adalah mengalirnya elektron secara kontinyu pada konduktor akibat perbedaan jumlah elektron pada beberapa lokasi yang jumlah elektronnya tidak sama. Arus listrik dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:

1. Listrik Arus Searah atau DC (Direct Current) adalah arus listrik yang arahnya tetap.

2. Listrik Arus Bolak-balik atau AC (Alternating Current) adalah arus yang besar dan arahnya selalu berubah-ubah.

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.

FUNGSI DAN JENIS PERALATAN LISTRIK

1. Steker atau colokan listrik.

Dua buah colokan berbahan logam dan merupakan alat listrik ini berfungsi untuk menghubungkan alat listrik dengan aliran listrik dengan cara ditancapkan pada kanal stop kontak sehingga alat listrik tersebut dapat digunakan.

Steker terbagi menjadi dua jenis yaitu steker kecil dan besar. Steker kecil digunakan untuk alat-alat listrik berdaya rendah seperti lampu, radio dan sebagainya. Sedangkan steker besar   dipergunakan untuk alat-alat listrik yang membutuhkan daya besar seperti lemari es, mesin cuci dan sebagainya. Steker besar biasanya  sudah dilengkapi dengan lempeng logam yang berfungsi sebagai ground atau pengaman.

Steker besar (kanan-kiri) dan steker kecil (tengah)

2. Bargainser.

Merupakan alat yang berfungsi sebagai pembatas daya listrik yang masuk ke rumah tinggal, sekaligus juga berfungsi sebagai pengukur jumlah daya listrik yang digunakan rumah tinggal tersebut (dalam satuan kWh). Ada berbagai batasan daya yang dikeluarkan oleh PLN untuk konsumsi rumah tinggal, yaitu 220 VA, 450 VA, 900 VA, 1.300 VA, dan 2.200 VA.

3. MCB (Miniature Circuit Breaker)

Berfungsi untuk memutuskan aliran daya listrik secara otomatis jika daya yang dihantarkan melebihi nilai batasannya. MCB ini bersifat on/off dan dapat juga berfungsi sebagai sakelar utama dalam rumah. Jika MCB bargainser ini dalam kondisi off, maka seluruh aliran listrik dalam rumah pun terhenti. Sakelar ini biasanya dimatikan pada saat akan dilakukan perbaikan instalasi listrik dirumah.

4. Meter listrik atau kWh meter.

Alat ini berfungsi untuk mengukur besaran daya yang digunakan oleh rumah tinggal tersebut dalam satuan kWh (kilowatt hour). Pada bargainser, meter listrik berwujud deretan angka secara analog ataupun digital yang akan berubah sesuai penggunaan daya listrik.

      meteran digital (prabayar)

meteran analog (pascabayar)

Ada 2 macam bargainser yang lazim kita temui yaitu analog dan digital. Model analog sering kita temui di rumah-rumah, sedangkan model digital merupakan model baru yang diperuntukan  bagi pelanggan PLN pra-bayar atau pengguna voucher.

5. Spin Control

Merupakan alat kontrol penggunaan daya dalam rumah tinggal dan akan selalu berputar selama ada daya listrik yang digunakan. Perputaran spin control ini akan semakain cepat jika daya listrik yang digunakan semakin besar, dan akan melambat jika daya listrik yang digunakan berkurang/sedikit.

6. Sekering

Alat pengaman ini bekerja memutuskan rangkaian listrik dengan cara meleburkan kawat yang ditempatkan pada suatu tabung apabila kawat tersebut dialairi arus listrik dengan ukuran tertentu.

7. Sakelar atau switch.

Merupakan komponen instalasi listrik yang berfungsi untuk menyambung atau memutus aliran listrik pada suatu penghantar.

Berdasarkan tempat dan pemasangannya, sakelar dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

• Sakelar in-bow (sakelar yang ditanam dalam tembok)

Saklar in-bow

• Sakelar out-bow (sakelar yang dipasang pada permukaan tembok).

Jika ditinjau dari fungsinya, sakelar terbagi menjadi dua jenis yaitu :

• Sakelar on-off (seperti sakelar pada lampu), merupakan sakelar yang bekerja menghubungkan arus listrik jika tombolnya ditekan pada posisi on. Untuk memutuskan hubungan arus listrik, tombol sakelar harus ditekan pada posisi off
• Sakelar push-on, merupakan sakelar yang menghubungkan arus listrik jika tombolnya ditekan pada posisi on dan akan secara otomatis memutus arus listrik, ketika tombolnya dilepas dan kembali ke posisi off dengan sendirinya. Biasanya dipergunakan pada bel rumah.  

Saklar on-off (kiri) dan saklar push on (kanan)

Berdasarkan jenis per unitnya, sakelar dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu :

• 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 listrik, namun memiliki banyak kanal output yang terhubung dengan beberapa beban/alat listrik yang digunakan. Jumlah kanal output tergantung dari jumlah tombol pada sakelar tersebut.

Berdasarkan besarnya tegangan, sakelar dapat dibedakan menjadi:

• Sakelar bertegangan rendah.

• Sakelar tegangan menengah.

• Sakelar tegangan tinggi serta sangat tinggi.

8. Stop kontak (outlet)

Merupakan komponen listrik yang berfungsi sebagi muara hubungan antara alat listrik dengan aliran listrik. Agar alat listrik terhubung dengan stop kontak, maka diperlukan kabel dan steker atau colokan yang nantinya akan ditancapkan pada stop kontak.

Ada dua bentuk stop kontak yaitu stop kontak kecil, biasanya dimanfaatkan untuk menyalurkan listrik daya rendah ke alat-alat listrik serta stop kontak besar yang digunakan untuk peralatan yang membutuhkan daya listrik besar. Stop kontak besar telah dilengkapi dengan lempeng logam pada sisi atas dan bawah yang berfungsi sebagai ground.

Berdasarkan tempat pemasangannya, stop kontak dibedakan menjadi dua jenis, yaitu stop kontak yang dipasang pada tembok disebut stop kontak in bow serta stop kontak yang dipasang di luar tembok atau sekedar ditempelkan pada permukaan tembok dan lazim disebut stop kontak out bow.

Stop kontak in-bow (kiri) dan stop kontak out-bow (kanan)

9. Kabel listrik. 

Merupakan komponen listrik yang berfungsi untuk menghantarkan energi listrik ke sumber-sumber beban listrik atau alat-alat listrik. Beberapa jenis kabel yang lazim dipakai pada rumah tinggal diantaranya:

a.      Kabel NYA

Kabel NYA merupakan kabel berisolasi yang memiliki inti kawat tunggal. Ciri yang bisa dikenali adalah isolasinya yang berwarna merah, kuning, biru dan hitam.  Kabel jenis ini tidak cocok bila ditanam. Mengingat isolasinya hanya  terdiri dari 1 lapisan maka untuk menghindari terjadinya  pengelupasan, maupun gangguan dari luar seperti  gigitan tikus, gencetan dan sejenisnya, biasanya pada saat pemasangan dimasukan ke dalam pipa PVC tipis yang berfungsi sebagai conduit (selubung pelindung).

Kabel NYA

b.      Kabel NYM

Ciri yang mudah dikenali dari jenis kabel ini adalah isolasi luarnya yang berwarna putih serta adanya selubung karet yang menyelubungi inti kawat tunggal (jumlahnya antara 2 sampai 4 inti). Kabel ini relatif lebih kuat dibandingkan jenis NYA karena memiliki dua pelindung yaitu isolasi di bagian luar serta selubung karet di dalamnya. Pemasangan kabel jenis ini bisa dilakukan tanpa conduit kecuali jika ditanam dalam tembok. Seperti juga kabel NYA, kabel NYM bukanlah kabel yang cocok untuk ruang luar (outdoor).

Kabel NYM

c.       Kabel NYY

Penanda kabel NYY yang mudah dikenali adalah bagian luarnya berwarna hitam serta memiliki isolasi ganda sehingga lebih kuat, tahan terhadap tekanan dan air. Kabel jenis ini cocok dipakai untuk ruang luar (outdoor) maupun ditanam  dalam tanah sehingga sesuai jika dipakai untuk lampu taman.

Kabel NYY

ahapan Pembuatan Papan Instalasi Listrik menggunakan sakelar
1. Perencanaan

• Identifikasi Kebutuhan

Papan instalasi listrik menggunakan sakelar bisa dibuat dengan mengubah sebagian model papan instalasinya dan juga penempatan dan jumlah lampu yang digunakan bisa diubah sesuai selera masing-masing.

• Perencanaan Fisik

Pembuatan berdasarkan bahan dan alat yang tersedia di lingkungan kalian, dan dibuat dengan penuh tanggung jawab dengan memperhatikan prinsip kerja.

2. Persiapan

• Ide/gagasan

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

• Keselamatan kerja

Perhatikanlah:

1. Hati-hati menggunakan peralatan
2. Perhatikan bagian-bagian instalasi listrik yang akan dirangkai dengan baik karena kesalahan akan mempengaruhi hasil rangkaian

3. Bahan dan peralatan
Bahan:

• Lampu lombok
• Stand lampu lombok 
• Sakelar on/off
• Isolasi 
• Lem
• Terminal sambungan kabel
• Kabel
• Colokan jantan
• Dos / kardus bekas

Alat:

• Obeng 
• Pisau / cutter 
• Gunting

Proses pembuatan:
1. Siapkan dos/kardus bekas, potong hingga membentuk persegi panjang 35 cm X 50 cm (sesuai ukuran dos yang dipakai) kemudian buat sketsa rumah menggunakan isolasi untuk membagi ruangan seperti gambar berikut. (bisa dibuat sesuai keinginan masing-masing).

2. Potong kabel sepanjang 15 cm yang akan digunakan sebagai kabel penghubung arus listrik (gunakan kabel serabut warna merah putih).

4. Siapkan lagi kabel serabut (warna merah putih), kemudian potong dengan panjang 4 cm sebanyak 3 potong dan pisah kabel merah dengan kabel putih menggunakan pisau atau cutter.

5. Siapkan terminal sambungan kabel yang akan digunakan untuk membagi arus listrik, kemudian potong hingga yang tersisa hanya 8 lubang.

6. Ambil salah satu potongan kabel merah dan gabung dengan kabel merah pusat arus listrik, kemudian masukkan ke dalam lubang nomor 1 pada terminal pembagi dan kencangkan bautnya.

7. Ambil salah satu potongan kabel putih dan gabung dengan kabel putih pusat arus listrik, kemudian masukkan ke dalam lubang nomor 2 pada terminal pembagi dan kencangkan bautnya.

8. Ambil kembali satu kabel merah 4 cm dan gabung dengan ujung kabel merah yang pertama, kemudian masukkan ke lubang nomor 3 pada terminal pembagi dan kencangkan bautnya.

9. Ambil kembali satu kabel putih 4 cm dan gabung dengan ujung kabel putih yang pertama, kemudian masukkan ke lubang nomor 4 pada terminal pembagi dan kencangkan bautnya.

10. Gabung lagi kabel merah 4 cm yang terakhir dan gabung dengan ujung kabel merah yang kedua kemudian masukkan ke lubang nomor 5 dan kencangkan bautnya.

11. Gabung lagi kabel putih 4 cm yang terakhir dan gabung dengan ujung kabel putih yang kedua kemudian masukkan ke lubang nomor 6 dan kencangkan bautnya.

12. Pasang ujung kabel merah di terminal pembagi pada lubang nomor 7 dan kencangkan bautnya.

13. Pasang ujung kabel putih di terminal pembagi pada lubang nomor 8.

Terminal pembagi arus listrik sudah selesai

14. Untuk membuat stand sakelar on/off, siapkan kardus/dos bekas kemudian potong dengan ukuran 2 X 3 cm dan 3 x 4 cm masing-masing sebanyak 2 buah dan lubangi sesuai ukuran sakelar on/off.

15. Oleskan lem pada kedua potongan kardus/dos ukuran 2 x 3 cm dan tempel hingga menjadi satu.

16. Pasang sakelar pada lubang potongan kardus/dos ukuran 2 x 3 cm yang sudah disatukan, oleskan lem pada bagian bawah kemudian pasang potongan kardus/dos 3 x 4 cm.

17. Untuk potongan kardus/dos ukuran 3 x 4 cm yang kedua, buat ruang untuk kabel.

18. Oleskan lem pada potongan kardus tersebut, tempelkan pada potongan kardus yang di sakelar.

Stand sakelar pertama sudah siap digunakan.
Perhatikan gambar;

19. Untuk sakelar ke-2, ke-3 dan ke-4, ulangi langkah 14 sampai 19.

20. 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).

21. Potong kabel biru sesuai jarak sakelar dengan terminal pembagi arus dan pisah dari kabel putih, kemudian pasang kabel biru pada sakelar. (lihat gambar di bawah).

22. Pasang ujung kabel biru yang terpisah ke sakelar dan ujung yang lainnya ke terminal pembagi arus, kencangkan bautnya (lubang nomor 1).

23. Pasang ujung kabel putih ke terminal pembagi arus dan kencangkan bautnya (lubang nomor 2).

24. Masukkan ujung kabel dari terminal dan sakelar ke lubang kardus/dos yang sudah disiapkan (lubang di bawah sakelar), kemudian munculkan kembali ke permukaan kardus/dos di lubang posisi stand lampu.

25. Siapkan stand lampu lombok dan terminal sambungan kabel, kemudian pasang kabel stand lampu pada terminal sambungan kabel dan kencangkan bautnya.

26. Pasang ujung kabel dari sakelar ke terminal sambungan kabel.

Sakelar nomor 1 siap digunakan (sakelar 1 untuk ruang dapur).

27. Untuk sakelar ke-2, ke-3 dan ke-4, ulangi langkah 20 sampai 26.
28. Pasang lampu lombok untuk setiap stand lampu.

29. Nyalakan lampu dengan cara tekan sakelar on/off.

a. Sakelar 1 untuk lampu 1 (ruang dapur)
b. Sakelar 2 untuk lampu 2 (kamar)
c. Sakelar 3 untuk lampu 3 (ruang tamu)
d. Sakelar 4 untuk lampu 4 (teras)