Baterai Kuat Berteknologi Nano

Banyak cara yang bisa dilakukan untuk menghemat energi dan biaya. Misalnya saja menambahkan beberapa perangkat dan mencari sumber energi alternatif dari alam.

Di negara-negara maju biasanya orang memasang panel surya untuk memasok kebutuhan listrik rumah tangga. Sementara itu, untuk menghemat penggunaan bahan bakar minyak, penduduk negara maju memilih mobil hibrida sebagai sarana transportasinya.

Meski terbukti bisa menghemat energi, baik panel surya maupun mobil hibrida memiliki beberapa kelemahan, terutama dalam hal penyimpanan energinya. Energi yang diserap oleh baterai yang dipasang di kedua perangkat itu belum cukup mendukung aktivitas secara optimal.

Misalnya saja, baterai pada mobil listrik belum mampu menyimpan cukup energi untuk menjalankan mobil berjarak tempuh panjang dan melakukan akselerasi pada kecepatan tinggi. Belum lagi pengisian ulang baterai membutuhkan waktu cukup lama. Kelemahan lainnya adalah baterai yang berasal dari energi angin dan matahari sangat bergantung pada kondisi cuaca. Saat malam hari atau mendung, sinar matahari akan berkurang atau hilang, sementara angin alirannya terkadang lemah, terkadang kencang.

Para peneliti dari Nano Center, Universitas Maryland, Amerika Serikat, baru-baru ini, mencoba mencari solusi dari persoalan-persoalan itu. Mereka mengembangkan sistem baru dalam penyimpanan energi listrik di baterai. Gary Rubloff, salah satu penemu sistem itu, yang juga direktur Nano Center Universitas Maryland, mengatakan stabilitas pasokan energi angin dan matahari sulit diprediksi. Oleh karena itu, energi tersebut harus diambil dan disimpan.

Lebih lanjut, Rubloff menjelaskan penyimpanan energi dalam baterai konvensional dan kapasitor belum mampu memenuhi unsur-unsur kepadatan energi, besarnya daya, serta kecepatan waktu isi ulang. Padahal ketiga unsur itu penting karena telah menjadi tuntutan masyarakat akan teknologi penyimpanan energi saat ini.


Rubloff dan sejawatnya, Sang Bok Lee, kemudian mengarahkan penelitian pada pengembangan baterai lithium dengan teknologi nano. Lewat teknologi nano, para peneliti menciptakan rangkaian yang terdiri dari jutaan struktur nano yang berukuran superkecil yang bisa mengangkut energi dari dan ke area permukaan panel tempat menyimpan elektronelektron.

Penemuan yang dilansir Science Daily itu ternyata mampu menyimpan energi lebih besar, mentransfer energi lebih lebih cepat dengan waktu isi ulang yang lebih pendek. Baterai nano itu pun terbukti memiliki tingkat efisiensi 10 kali lebih tinggi ketimbang baterai konvensional yang ada di pasaran sekarang ini.

Rubloff menjelaskan penelitian diawali dengan pengamatan secara virtual struktur-struktur nano yang ada. Selanjutnya para peneliti mengonstruksikan jutaan hingga miliaran struktur nano yang identik. Secara virtual, struktur nano identik mampu menerima, menyimpan, dan mengirim energi elektrik.

Kemasan Integrated Circuit

Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi conductor, dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti Resistor, Kapasitor, Dioda dan Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil.

IC digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil.


Ditinjau dari teknik pembuatan dan bahan baku yang digunakan, terdapat 4  jenis IC, yaitu :

1. Monolithic
2. Thin film
3. Thick film
4. Hybrid.

Khusus untuk jenis hybrid, yang merupakan gabungan dari thin-film, monolithic dan thick-film. Terlepas dari teknik pembuatan dan bahan yang digunakan, keempat jenis IC tersebut dibalut dalam kemasan(packages) tertentu agar dapat terlindungi dari gangguan luar seperti terhadap kelembaban, debu, dan kontaminasi zat lainnya.

Kemasan IC

Kemasan IC dibuat dari bahan ceramic dan plastik, serta didesain untuk mudah dalam pemasangan dan penyambungannya. Ada berbagai jenis kemasan IC dan yang paling populer dan umum digunakan, antara lain :

1. DIP (Duel in- line Packages). Mempunyai dua layer posisi kaki IC yaitu sebelah kanan dan kiri, yang menunjukkan nomor 1 adalah kaki pertama dibawah tanda lengkung pada badan IC pada garis sebelah kiri.
2. SIP(Single in-line Packages). IC jenis ini hanya mempunyai 1 layer posisi kaki yang terletak dibawah badan IC itu sendiri, yang menunjukkan kaki nomor 1 adalah kaki pertama dibawah tanda lengkung pada badan IC.
3. QIP(Quad in-line Packages).
4. SOP(Small Outline Packages). Pada dasarnya sama dengan tipe DIP hanya saja lebih ramping dan tipis, biasanya terpasang pada sisi layer bottom pada PCB.
5. TO-5, TO-72,TO-202 dan TO-220 style Packages. Pada Jenis ini bentuknya seperti bentuk Transistor.

Pengertian Sensor

Sensor adalah alat untuk mendeteksi atau mengukur sesuatu, yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik.

Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik berfungsi mengubah besaran fisik (misalnya : temperatur, gaya, kecepatan putaran) menjadi besaran listrik yang proposional.


Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan ini harus memenuhi persyaratan-persyaratan kualitas yakni :

1. Linieritas. Konversi harus benar-benar proposional, jadi karakteristik konversi harus linier.

2. Kepekaan. Kepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada nilai-nilai masukan yang ada dapat diperoleh tegangan listrik keluaran yang cukup besar.

3. Tidak tergantung temperatur. Keluaran konverter tidak boleh tergantung pada temperatur disekelilingnya, kecuali sensor suhu.

4. Waktu tanggapan. Yaitu waktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai nilai akhirnya pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Sensor harus dapat berubah cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut berubah.

5. Stabilitas waktu. Untuk nilai masukan (input) tertentu sensor harus dapat memberikan keluaran (output) yang tetap nilainya dalam waktu yang lama.

6. Batas frekuensi terendah dan tertinggi. Batas-batas tersebut adalah nilai frekuensi masukan periodik terendah dan tertinggi yang masih dapat dikonversi oleh sensor secara benar. Pada kebanyakan aplikasi disyaratkan bahwa frekuensi terendah adalah 0Hz.

7. Histerisis. Gejala histerisis yang ada pada magnetisasi besi dapat pula dijumpai pada sensor. Misalnya, pada suatu temperatur tertentu sebuah sensor dapat memberikan keluaran yang berlainan.

Karakteristik Operational Amplifier

Kalau perlu mendesain sinyal level meter, histeresis pengatur suhu, osilator, pembangkit sinyal, penguat audio, penguat mic, filter aktif semisal tapis nada bass, mixer, konverter sinyal, integrator, differensiator, komparator dan sederet aplikasi lainnya, selalu pilihan yang mudah adalah dengan membolak-balik data komponen yang bernama op-amp.

Komponen elektronika analog dalam kemasan IC (integrated circuits) ini memang adalah komponen serbaguna dan dipakai pada banyak aplikasi hingga sekarang. Hanya dengan menambah beberapa resitor dan potensiometer, dalam sekejap (atau dua kejap) sebuah pre-amp audio kelas B sudah dapat jadi dirangkai di atas sebuah proto-board.

Penguat diferensial

Op-amp dinamakan juga dengan penguat diferensial (differential amplifier). Sesuai dengan istilah ini, op-amp adalah komponen IC yang memiliki 2 input tegangan dan 1 output tegangan, dimana tegangan output-nya adalah proporsional terhadap perbedaan tegangan antara kedua inputnya itu. Penguat diferensial seperti yang ditunjukkan pada gambar-1 merupakan rangkaian dasar dari sebuah op-amp.

Gambar 1

 

Pada rangkaian yang demikian, persamaan pada titik Vout adalah Vout = A(v1-v2) dengan A adalah nilai penguatan dari penguat diferensial ini. Titik input v1 dikatakan sebagai input non-iverting, sebab tegangan vout satu phase dengan v1. Sedangkan sebaliknya titik v2 dikatakan input inverting sebab berlawanan phasa dengan tengangan vout.

Diagram Op-amp

Op-amp di dalamnya terdiri dari beberapa bagian, yang pertama adalah penguat diferensial, lalu ada tahap penguatan (gain), selanjutnya ada rangkaian penggeser level (level shifter) dan kemudian penguat akhir yang biasanya dibuat dengan penguat push-pull kelas B. Gambar-2(a) berikut menunjukkan diagram dari op-amp yang terdiri dari beberapa bagian tersebut.

Gambar 2 (a)

Gambar 2 (b) 

Simbol op-amp adalah seperti pada gambar-2(b) dengan 2 input, non-inverting (+) dan input inverting (-). Umumnya op-amp bekerja dengan dual supply (+Vcc dan –Vee) namun banyak juga op-amp dibuat dengan single supply (Vcc – ground). Simbol rangkaian di dalam op-amp pada gambar-2(b) adalah parameter umum dari sebuah op-amp. Rin adalah resitansi input yang nilai idealnya infinit (tak terhingga). Rout adalah resistansi output dan besar resistansi idealnya 0 (nol). Sedangkan AOL adalah nilai penguatan open loop dan nilai idealnya tak terhingga.

Saat ini banyak terdapat tipe-tipe op-amp dengan karakterisktik yang spesifik. Op-amp standard type 741 dalam kemasan IC DIP 8 pin sudah dibuat sejak tahun 1960-an. Untuk tipe yang sama, tiap pabrikan mengeluarkan seri IC dengan insial atau nama yang berbeda. Misalnya dikenal MC1741 dari motorola, LM741 buatan National Semiconductor, SN741 dari Texas Instrument dan lain sebagainya. Tergantung dari teknologi pembuatan dan desain IC-nya, karakteristik satu op-amp dapat berbeda dengan op-amp lain. Tabel-1 menunjukkan beberapa parameter op-amp yang penting beserta nilai idealnya dan juga contoh real dari parameter LM714.

Tabel 1

Penguatan Open-loop 

Op-amp idealnya memiliki penguatan open-loop (AOL) yang tak terhingga. Namun pada prakteknya op-amp semisal LM741 memiliki penguatan yang terhingga kira-kira 100.000 kali. Sebenarnya dengan penguatan yang sebesar ini, sistem penguatan op-amp menjadi tidak stabil. Input diferensial yang amat kecil saja sudah dapat membuat outputnya menjadi saturasi. Pada bab berikutnya akan dibahas bagaimana umpan balik bisa membuat sistem penguatan op-amp menjadi stabil.

Unity-gain frequency

Op-amp ideal mestinya bisa bekerja pada frekuensi berapa saja mulai dari sinyal dc sampai frekuensi giga Herzt. Parameter unity-gain frequency menjadi penting jika op-amp digunakan untuk aplikasi dengan frekuensi tertentu. Parameter AOL biasanya adalah penguatan op-amp pada sinyal DC. Response penguatan op-amp menurun seiring dengan menaiknya frekuenci sinyal input. Op-amp LM741 misalnya memiliki unity-gain frequency sebesar 1 MHz. Ini berarti penguatan op-amp akan menjadi 1 kali pada frekuensi 1 MHz. Jika perlu merancang aplikasi pada frekeunsi tinggi, maka pilihlah op-amp yang memiliki unity-gain frequency lebih tinggi.


Slew rate

Di dalam op-amp kadang ditambahkan beberapa kapasitor untuk kompensasi dan mereduksi noise. Namun kapasitor ini menimbulkan kerugian yang menyebabkan response op-amp terhadap sinyal input menjadi lambat. Op-amp ideal memiliki parameter slew-rate yang tak terhingga. Sehingga jika input berupa sinyal kotak, maka outputnya juga kotak. Tetapi karena ketidak idealan op-amp, maka sinyal output dapat berbentuk ekponensial. Sebagai contoh praktis, op-amp LM741 memiliki slew-rate sebesar 0.5V/us. Ini berarti perubahan output op-amp LM741 tidak bisa lebih cepat dari 0.5 volt dalam waktu 1 us.

Parameter CMRR

Ada satu parameter yang dinamakan CMRR (Commom Mode Rejection Ratio). Parameter ini cukup penting untuk menunjukkan kinerja op-amp tersebut. Op-amp dasarnya adalah penguat diferensial dan mestinya tegangan input yang dikuatkan hanyalah selisih tegangan antara input v1 (non-inverting) dengan input v2 (inverting).

Karena ketidak-idealan op-amp, maka tegangan persamaan dari kedua input ini ikut juga dikuatkan. Parameter CMRR diartikan sebagai kemampuan op-amp untuk menekan penguatan tegangan ini (common mode) sekecil-kecilnya. CMRR didefenisikan dengan rumus CMRR = ADM/ACM yang dinyatakan dengan satuan dB.

Contohnya op-amp dengan CMRR = 90 dB, ini artinya penguatan ADM (differential mode) adalah kira-kira 30.000 kali dibandingkan penguatan ACM (commom mode).

Kalau CMRR-nya 30 dB, maka artinya perbandingannya kira-kira hanya 30 kali. Kalau diaplikasikan secara real, misalkan tegangan input v1 = 5.05 volt dan tegangan v2 = 5 volt, maka dalam hal ini tegangan diferensialnya (differential mode) = 0.05 volt dan tegangan persamaan-nya (common mode) adalah 5 volt.

Pembaca dapat mengerti dengan CMRR yang makin besar maka op-amp diharapkan akan dapat menekan penguatan sinyal yang tidak diinginkan (common mode) sekecil-kecilnya. Jika kedua pin input dihubung singkat dan diberi tegangan, maka output op-amp mestinya nol. Dengan kata lain, op-amp dengan CMRR yang semakin besar akan semakin baik.

PSPICE 9.1 Student Version

Design and simulate analog and digital circuits.

What's included with the Student Version

Limited versions of the following products are included in the student version of PSpice:

- PSpice A/D 9.1, Web Update 1, including PSpice Schematics 9.1
- Your choice of schematic editors (specify during installation)

- PSpice Schematics 9.1
- Capture 9.1, Web Update 2

Download PSPICE 9.1 Student Version


Digikey Database and libraries:

1. Download Digikey Database
2. Download Digikey Libraries

Tutorials:

http://www.uta.edu/ee/hw/pspice/
http://www.engr.colostate.edu/ECE562/Pspicetutorial.pdf
http://cobweb.ecn.purdue.edu/~ee255/lecturesupp_files/PSpice-Tutorial.pdf
http://www.ee.nmt.edu/~rison/ee321_fall02/Tutorial.html

Pengaturan Kecepatan Pada Motor DC

Pemakain Motor DC di industri sangat banyak, salah satu alasannya karena Motor DC mudah diatur kecepatannya. Salah satu pemakaiannya di industri kertas, industri tekstil, dan sebagainya.

Blok diagram pengaturan Motor DC seperti pada Gambar dibawah ini,...

Cara kerja:

1. Bagian setting mengatur posisi potensiometer untuk mengatur tegangan 10 Volt pada 1.000 Rpm.

2. Motor DC akan berputar setelah dihubungkan dengan suply DC sampai putaran mendekati 1.000 Rpm, misalkan 1.050 Rpm.

3. Tachogenerator akan mendeteksi kecepatan Motor DC, dan mengubah menjadi tegangan 10,05 Volt.

4. Tegangan 10,05 Volt dibandingkan dengan tegangan setting 10 V, diperoleh selisih –0,05V (10V – 10,05V).

5. Selisih tegangan ini disebut sebagai kesalahan (error) yang menjadi input pengatur tegangan (penguatan 10X), hasilnya 10 × 0,05V = 0,5V.

6. Tegangan 0,5V akan menjadi input Kontroller yang mengatur tegangan yang masuk ke rangkaian jangkar Motor DC, akibatnya putaran menurun sesuai dengan setting putaran 1.000 Rpm.

7. Kondisi akan terjadi secara terus-menerus yang menghasilkan putaran Motor DC tetap konstan.

Electronics Assistant

* All the Electronics 2000 online calculators and more in a stand-alone application
* Converts Resistor,  Inductor colour codes, calculates LED series resistors, capacitance units, series/parallel resistors, capacitors,  frequency,  reactance & more
* Calculation of nearest preferred resistor values with a choice of 5 series from E12 to E192
* Print & save calculation results
* Quick access to Windows® Calculator and up to 3 user-defined programs from the toolbar
* Information panels showing theory and equations can be toggled on or off to save space when not required
* Windows® 98, ME, 2000, XP, Vista, Linux (via WINE)

Oscilloscope for Windows

Oscilloscope for Windows is a Windows application that converts your PC into a powerful dual-trace oscilloscope.

Oscilloscope uses your PC's sound card as an Analog-to-Digital Converter (ADC) to digitize any input waveform (Speech, Music, Electric Signal, Etc.) and then presents it on the monitor in real time, allowing the user to control the display in the same way as on a conventional "standalone" scope, for example change gain, timebase or plot Lissajous patterns.


Main features

· Any sound card can be used
· Single trace, dual trace and XY modes
· Spectrum analyzer (realtime, built-in)
· 20 kHz bandwidth
· Triggering
· Point-and-click meter function
· Storage mode
· Data export to Windows clipboard or disk file

The BIP Oscilloscope uses the sound card's input to measure signals. This means that the quality of the scope depends on the quality of your sound card. The scope has the following properties:

Sampling frequency:
The scope automatically uses the highest sample frequency available at the input that you select (usually maximal 44 kHz)

Accuracy:
The scope uses 8-bit samples to read the input signal.

Input impedance:
The same as the input impedance of your sound card.

Resistors Colour Code

Ignore the colour of the resistor body.

Most resistors have three coloured bands close together at one end and one single band at the other.

The three adjacent band give the resistor value.

The band nearest the wire lead gives the value of the first digit. e.g Brown = 1.

The next band gives the value of the next digit e.g. red = 2

The third band gives the number of zeros which follows the two digits.e.g. orange = 3 zeros = 000.

Therefore a resistor with brown, red, orange bands would have a value of 12000 ohms.

This resistor has a value of 2,700,000 ohms.

A green blue black resistor would be 56 ohms. (black indicates that there are no zeros).

Black = 0
Brown = 1
Red = 2
Orange = 3
Yellow = 4
Green = 5
Blue = 6
Violet = 7
Grey = 8
White = 9

If the third band is silver then divide the value of the first two digits by 100, if gold divide by 10.
e.g. red violet gold is 2.7 ohms.

The fourth band indicates the tolerance.
e.g. brown indicates plus or minus 1%.
a 100 ohm 1% resistor can be in value between 99 ohms and 101 ohms.

brown 1%
red 2%
gold 5%
silver 10%
none 20%

If there is a fifth pink band this indicates a high stability resistor.

Wires and Cables

Wires are mostly made from copper which is cheap and has a low resistance to the flow of electric current.

Wires come in standard wire gauges (S.W.G.) where the smaller the diameter of the wire the bigger the SWG. e.g 22 swg has a smaller diameter than 16 swg.
Copper oxidises (tarnishes) making it difficult to solder. It is therefore tinned giving us 22 swg tinned copper wire, for example.

If two bare wires touch it forms a short circuit. To avoid this wires are INSULATED using PVC etc.
When wire are used for coils such as transformers the insulation is varnish. Since this is very thin wires will take the minimum of space.
A broken wire is called an OPEN CIRCUIT and prevents current flowing.

A single strand of wire 0.6 mm in diameter is called 1/0.6; this is very rigid and snaps if bent too often. Flexible leads are made from several strands of wire. 7/0.2 is 7 strands of wire each 0.2 mm in diameter. Fine strands of wire can be woven into a mesh or braid which can be used to screen out unwanted interference. (The sunglass effect).
Television aerial lead uses screened cable called COAXIAL CABLE.
Leads which carry small signals such as audio are often screened to reject external interference.

Where several leads are needed they can be combined into a single cable. This can be a multicore cable, a cableform or a cable loom.
Cables are often terminated in plugs or sockets which may take some time to connect. A quicker technique is to use INSULATION DISPLACEMENT CONNECTORS (IDC) which take only seconds to fit.

Thicker wires can carry higher currents than thin ones as bigger pipes can carry more water than thin ones.

7/0.2 can carry 1 amp maximum
16/0.2 can carry 3 amp maximum
24/0.2 can carry 5 amp maximum
32/0.2 can carry 10 amp maximum

Use wire strippers to remove insulation. Avoid nicking the wires or breaking strands in flexes.
When soldering avoid whiskers, burning insulation and wicking (allowing solder to run up under the insulation of flex which makes it rigid and brittle).

FIBRE OPTICS is often used instead wires in some applications.

What is Phase

The generator at the power station which produces our AC mains rotates through 360 degrees to produce one cycle of the sine wave form which makes up the supply.

In the next diagram there are two sine waves.

They are out of phase because they do not start from zero at the same time.

To be in phase they must start at the same time.

The waveform A starts before B and is LEADING by 90 degrees.

Waveform B is LAGGING A by 90 degrees.

The last diagram, known as a PHASOR DIAGRAM, shows this in another way.

The phasors are rotating anticlockwise as indicated by the arrowed circle.
A is leading B by 90 degrees.

The length of the phasors is determined by the amplitude of the voltages A and B.

Since the voltages are of the same value then their phasors are of the same length.

If voltage A was half the voltage of B then its phasor would be half the length of B.

All this has nothing to do with "set your phasors on stun".

The Cathode Ray Tube

Cathode Ray Tube

The Cathode Ray Tube (CRT) is used in oscilloscopes, radar, monitors and television receivers.

It consists of a glass envelope made from a neck and cone.
All air has been extracted so that it contains a vacuum.

At the narrow end are pins which make connection with an internal ELECTRON GUN.
Voltages are applied to this gun to produce a beam of electrons.
This electron beam is projected towards the inside face of the screen.

The face is coated with a PHOSPHOR which PHOSPHORESCES (glows) when hit by the beam.
This produces a spot of light on the centre of the face of the CRT.
By varying the beam current, spot BRIGHTNESS can be controlled.
Controlling the diameter of the beam controls FOCUS.

Phosphors come in a range of colours.

On its way from the gun to the screen the beam passes between 2 sets of plates.
They are called the X and Y plates (as in graphs).
By applying voltages to these plates the beam can be deflected.
This causes the spot to move from the centre of the screen to another position on the screen.
The X plates plates deflect the spot horizontally, the Y plates vertically.
Thus the spot can be deflected to any position on the screen.
External deflection coils are often used instead of the internal deflection plates.

Note that dropping a CRT causes it to IMPLODE which is as dangerous as an explosion.

Conductors and Insulators

CONDUCTORS

* These are materials in which it is easy to get electrons to move and provide a flow of electric current.
* Conductors are mostly metals such as gold, silver, copper, iron and lead.
* Carbon is a conductor as well as some gases (as in fluorescent tubes) and water containing some chemicals.
* These are not perfect conductors and offer some resistance to the flow of current.

The resistance of a conductor (such as a metal rod) is determined by three things.

(1) its length. The longer its length the higher its resistance.
(2) its cross-sectional area. The bigger this is the lower is its resistance.
(3) the material of which it is made.

All materials have RESISTIVITY. The higher the value of resistivity the higher the resistance.
It is measured in OHM METERS.

Resistance = (length x resistivity) / cross-sectional area


INSULATORS

* These are materials in which it is difficult to get current to flow. Examples are rubber, pvc, paper, polystyrene and oil.Even with these it is possible to get some current flowing if the applied voltage is high enough.
* There is another class of materials called semi-conductors.
These have a resistance between insulators and conductors.
Examples are silicon and germanium and are used in diodes and transistors.

Material Pokok dan Komponen Dasar Kelistrikan

ELECTRIC INSULATOR
adalah material atau bahan yang memiliki sifat dapat menyekat listrik. Ukuran resistansi atau hambatan listriknya maksimum dan konduktansi atau hantaran listriknya minimum. Misalnya, kayu, kaca, melamin, keramik, karet, plastik, dsb. Insulator yang umum digunakan pd kendaraan bermotor adalah plastik, karet, dan keramik. Material insulator digunakan untuk membuat pita penyekat (insulator tape), pembungkus kawat (wire jacket), pegangan saklar (switch handle), dsb.

N/B: di Indonesia sering disebut sebagai ISOLATOR atau pita ISOLASI.

DIELEKTRIK
adalah material insulator atau penyekat listrik yang memiliki kemampuan sangat baik menahan tegangan listrik pada jarak sangat dekat, Sehingga menahan medan listrik diantaranya. Dielektrik bisa padat, cair, atau gas. Dielektrik ideal atau sempurna adalah yg dpt menahan medan listrik tanpa sedikitpun ada energi hilang diantaranya. Dielektrik riel adalah tak sempurna, dan menimbulkan kehilangan "histerysis", Suatu penundaan dalam perubahan suatu efek dapat diamati dalam tanggapan terhdaap suatu perubahan dalam mekanisme yang menghasilkan efek tersebut.

DIELECTRIC INTENSITY
adalah ukuran kekuatan maksimum material dielektrik untuk menahan tegangan atau beda potensial listrik dan kekuatan medan listrik antara dua sisi permukaannya tanpa hancur pada kondisi tertentu, diukur dalam Volt per meter [per cm, atau per mm].

ELECTRIC RESISTOR
adalah material atau bahan yang memiliki sifat dapat menghambat listrik. Ukuran resistansi atau hambatan listriknya mendekati maksimum dan konduktansi atau hantaran listriknya mendekati minimum. Misalnya, karbon/arang, dsb. Resistor listrik sekaligus juga adalah resistor panas.

ELECTRIC CONDUCTOR
adalah material atau bahan yang memiliki sifat dapat menghantar listrik. Ukuran konduktansi atau hantaran listriknya mendekati maksimum dan resistansi/hambatan listriknya mendekati minimum. Misalnya, metal/logam, seperti tembaga dan perak. Konduktor listrik sekaligus juga adalah konduktor panas. Material konduktor digunakan untuk membuat kabel/kawat listrik (electric wrire), perisai panas (heat sink), dsb.

ELECTRIC SEMICONDUCTOR
adalah material atau bahan yang memiliki dua-sifat, Dimana pada rangkum kondisi tertentu ia berlaku sebagai konduktor, dan pada kondisi tertentu berlaku sebagai resistor atau bahkan insulator. Material ini memiliki koefisien suhu resistansi negative (negative temperature coeficient of resistance), dimana resistansi/hambatan listriknya merosot dan konduktansi/hantaran listriknya meningkat selaras dengan kenaikan suhu dan ketakmurnian kisi kristal materialnya, dan sebaliknya. Misalnya, silikon, germanium, gallium arsenik, dlsb. Material semikonduktor digunakan untuk membuat komponen elektronik terpisah (discrete) seperti dioda [mencakup LED (light emitting diode)] dan transitor, dan komponen elektronik terpadu (integrated), rangkaian terpadu (intgrated circuit, IC) seperti gerbang logika (logic gate). Penerapannya antara lain adalah sebagai saklar elektronik (electronic switch), pada rangkaian saklar angkani (digital switching circuit), pengedip elektronik (electronic flasher), dsb.

ELECTRIC SUPERCONDUCTOR
adalah material atau bahan yang dapat memiliki efek superkonduktivitas, Yakni konduktansi maksimum dan resistansi minimum [mendekati nol] pada rangkum suhu tertentu. Material semacam ini, bila temperaturnya diturunkan dibawah temperatur transisi, mendekati O derajat mutlak, apalagi dibawah 0, maka resistansi listriknya pun merosot mendekati 0 Ohm.

Schmitt Trigger

In the top diagram, the input voltage increases from zero, along the bottom horizontal line.
The output voltage remains at zero on the vertical line.
However, when the input voltage reaches 1.7 volts, the output shoots up from zero to 5 volts.
Reducing the input voltage, as shown in the top horizontal line does not cause the output to drop to zero immediately.
This only happens when the input voltage is reduced to 0.9 volts.
The input level at which the output increases to maximum, and the level at which it drops to zero are different.

This is called HYSTERESIS.

In the lower diagram Schmitt Trigger action is demonstrated in another manner.
The black graph represents a noisy logic signal received from the moon.
This is the input to the Schmitt Trigger.
The green graph is the output signal.
The output remains at zero until the input exceeds 1.7 volts.
The output then shoots up to 5 volts and remains at 5 volts until the input drops to 0.9 volts.
The output then drops to zero.
An almost perfect output is recovered from a very noisy input.

With no signal in,Tr1 has no forward bias and is cut off.
The collector voltage of Tr1 is high, turning Tr2 on.
The emitter current of Tr2 flowing through R2 produces 1 volt across R2.
Since the base of Tr1 is at zero volts, the base/emitter junction of Tr1 is reverse biased by 1 volt.
The input signal has to exceed this voltage plus 0.6 volts (1+0.6 = 1.6 volts) to forward bias Tr1.

INPUT GOES HIGH TO MAKE OUTPUT HIGH

The input signal increases from zero.
Once the input voltage exceeds 1.6 volts,Tr1 begins to conduct.
Its collector voltage starts to fall and the base voltage of Tr2 falls.
The emitter current of Tr2 through falls, reducing the voltage across it.
This further increases the conduction of Tr1, producing a cumulative effect.
Tr1 comes on very rapidly and Tr2 goes off.
Tr2 collector voltage goes high.

INPUT GOES LOW TO MAKE OUTPUT LOW

When the input voltage falls, it has to go below 0.6 volts before Tr1 collector current starts to fall.
Again there is a cumulative action which rapidly turns Tr1 off and Tr2 on.
Tr2 collector voltage falls.
The difference in the values of Tr1 base TURN ON and TURN OFF voltages is known as HYSTERESIS.
The Schmitt Trigger can be used to clean up noisy signals or to speed up slow rise and fall times of pulses.

Sejarah Penemuan Integrated Circuit (IC)

Pada tahun 1958, seorang insinyur bernama Jack Kilby yang bekerja pada Texas Intruments mencoba memecahkan masalah dengan memikirkan sebuah konsep menggabungkan seluruh komponen elektronika dalam satu blok yang dibuat dari bahan semikonduktor. Terciptalah chip yang pertama, meskipun masih dengan segala kekurangan dan kelemahannya. Beberapa saat setelah itu, Robert Noyce, yang bekerja pada Fairchild Semiconductor Corporation, menemukan hal serupa, meskipun mereka bekerja pada dua tempat yang berbeda.

Sejak penemuan pertama sebuah IC, riset banyak dilakukan untuk menyempurnakan sebuah IC. Beberapa hal yang cukup penting dalam sebuah IC adalah ukuran dan daya listrik yang dibutuhkan sebuah IC untuk berfungsi dengan baik. Saat ini, sebuah IC yang ukurannya sekitar jari kuku manusia, di dalamnya terdapat ratusan juta komponen yang terintegrasi menjadi satu.

Gorden Moore, co-founder perusahaan Intel, pada tahun 1965 memperkirakan bahwa jumlah transistor yang terdapat dalam sebuah IC akan bertambah 2 kali setiap 18 bulan sekali. Kecenderungan peningkatan jumlah transistor ini telah terbukti setelah sekian lama dan diperkirakan akan terus berlanjut.

Sebagai contoh perkembangan IC, sebuah 64-Mbit DRAM yang pertama kali di pasaran pada tahun 1994, terdiri dari 3 juta transistor. Dan microprocessor Intel Pentium 4 terdiri lebih dari 42 juta transistor dan kira-kira terdapat 281 IC didalamnya. Bahkan berdasar pada International Technology Roadmap for Semiconductor (ITRS), diharapkan akan tersedia sebuah chip yang terdiri dari 3 milyar transistor pada tahun 2008.

Umumnya, bahan semikonduktor yang digunakan dalam pembuatan IC, adalah silikon. Beberapa bahan lain pun juga memungkinkan untuk digunakan. Proses pembuatan IC sendiri terdiri dari ratusan step. Meskipun proses pembutan hingga siap untuk digunakan sangatlah rumit, namun keuntungan yang didapat dari fleksibilitas sebuah IC dibandingkan dengan jika tidak menggunakan IC.

Jika ditilik dari sejak penemuan sebuah IC, teknologi IC boleh dibilang masih sangat muda. Belum genap setengah abad dari pertama kali diproduksi, IC telah berperan penting dalam peradaban manusia. Seperti komputer misalnya, yang proses utamanya dikontrol oleh ratusan IC. Komputer merupakan hal penting dalam mendukung perkembangan teknologi lainnya. Sudah sepantasnya kita mengucap syukur kepada Tuhan, yang telah mengizinkan perkembangan teknologi terjadi begitu pesatnya, yang akhirnya membawa kemudahan bagi umat manusia.

Potential Dividers

Make sure that you understand Ohms Law before reading this.

The total resistance of the two series resistors is 8 ohms + 4 ohms = 12 ohms.
The current flowing around the circuit is 12 volts/12 ohms = 1 amp (Ohms Law).
The voltage across the 8 ohm is 1 amp x 8 ohms = 8 volts (again Ohms Law).
The voltage across the 4 ohm is 1 amp x 4 ohms = 4 volts (Mr Ohm again).
The 12 volts of the battery has been divided into 8 volts and 4 volts.

By selecting values for the two resistors, the 12 volts can be divided into any two voltages which add up to 12 volts. For example, 3 volts and 9 volts, 6 volts and 6 volts etc.

A circuit requiring less than 12 volts can be connected across the lower resistor, as long as it requires a current much lower than the current through the two resistors.

If a cardboard strip, coated with carbon, is connected across the battery, together with a "wiper" which can be moved up or down the strip, then you have a POTENTIOMETER (POT for short.) With the wiper at the top then the output is 12 volts. With the wiper at the bottom then the output is zero volts. Any output between 12 volts and zero can be obtained by positioning the wiper correctly.

In practice, the strip is curved and the wiper is joined to a spindle which rotates the wiper on the strip when a control knob is twisted. In the drawings, the wiper is the centre connection. Most front panel controls such volume and brightness are "pots". Their purpose is to adjust the voltage fed from one stage to the next.

Wheatstone Bridge

Read the page on potential dividers.

In Fig.1, the 15 volts will be divided across the two resistors, according their proportion of the total resistance, 15k.
For the 5k this will be (5k/15k) x 15volts = 5volts.
For the 10k it will be (10k/15k) x 15 volts = 10 volts

In Fig.2 we have the same potential divider plus R3 and R4 across the battery. This is a BRIDGE circuit , invented by Mr. Wheatstone.

Using the same calculations as for R1 and R2, we find that the voltage across R3 = 5 volts and across R4 = 10 volts.

The voltage has been divided in the same proportions.
This is because the ratio R1/R2 is the same as the ratio R3/R4, that is, 1:2.

The meter, connected between points A and B will indicate zero.
This is because the voltage at both terminals of the meter is the same, so the voltage across the meter is zero.
The bridge is said to be BALANCED.
So we can say that when the ratio R1/R2 = R3/R4, the bridge is balanced.

If the two ratios are not the same, then the voltages at the two terminals of the meter will be different.
The meter will now give a reading, and we can say that the bridge is unbalanced.

In Fig.3, Rx is of unknown value and the probability is that the bridge is unbalanced, indicated by a reading on the meter.
If we adjust R4 so that the ratio R1/Rx = R3/R4 then the bridge will be balanced.
If we transpose this equation we can get Rx = (R4 xR1)/R3
We know the values of R1 and R3.
If we measure the value of R4 we can calculate the unknown Rx.

R4 can be fitted with a pointer and a calibrated scale to give a direct reading of Rx without the need for calculations.

This is the basis of more complex bridge circuits.

Watts and Joules

When current passes through a resistor, electrical energy is converted into heat.

This heat is DISSIPATED into the surrounding air.
The rate at which this dissipation occurs is called POWER and is measured in WATTS.
The amount of power can be calculated by using one of three methods.

(1) Power = V x I watts
(2) Power = (V x V)/R watts
(3) power = (I x I)R watts
Also see the page with the VIRP wheel.

If we place a 10 ohm resistor across a 20 volt battery then Ohms law says that I = V/R = 20/2 =2 amps will flow.

Using (1)
power = 20 x 2 = 40 watts

Using (2)
power = (20 x 20)/10 = 400/10 = 40 watts.

using (3)
power = (2 x 2)x10 = 4 x 10 = 40 watts.

Using three different formulae we still arrive at the same answer.

We know that power is the rate at which energy is used.
The amount of energy used is measured in JOULES.

Joules = watts x seconds, therefore watts = joules/seconds.

A 1000 watt fire will dissipate 1000 joules per second.
With resistors, the greater the dissipation the hotter it gets, and the larger the resistor needs to be.

The electric meter in your house measures UNITS of electricity.
A unit is when you use 1000 watts for one hour. This is called 1 Kilowatt hour.

It is kilowatts x hours. A 100 watt (0.1 kilowatts) lamp left on for 24 hours uses 0.1 x 24 = 2.4 units.

You or your parents are charged by the unit.
If a unit cost 5 pence then the lamp would cost 12 pence a day to run.
Switch it off and help to save the world.

Ohm's Law

The voltmeter is connected across the resistor, to measure the voltage across the resistor. The ammeter is connected in series with the resistor, to measure the current flowing around the circuit and through the resistor.

Mr Ohm discovered that if you double the voltage across the resistor then the current through it doubles. If you halve the voltage then the current is halved. This means that the current is PROPORTIONAL to the voltage.

He also found that if you double the value of the resistor then the current through it is halved. If the value of the resistor is halved the the current is doubled. Thus the current is INVERSELY PROPORTIONAL to the resistance.

To use the VIR triangle place your finger over the value you wish to find. If you wish to find V then multiply I by R. If you wish to find I then divide V by R.