Ilmu elektronika adalah ilmu yang mempelajari serta memanfaatkan kelakuan partikel-partikel bermuatan yang disebut elektron, baik yang terdapat dalam zat padat, gas maupun ruang hampa. Disini kita akan mencoba memahami bagaimana elektron bergerak pada bahan konduktor maupun semikonduktor. Serta apa saja manfaat peralatan elektronik seperti transistor. Akan kita lihat pula fungsi peralatan elektronika dan aplikasinya dalam rangkaian elektronik. Beruntunglah anda karena menemukan situs belajar ilmu elektronika yang tepat.
Artikel ini tidak dapat menjawab pertanyaan anda seperti “Apakah listrik itu?” atau “seperti apakah elektron itu?” . Kita tidak dapat melihat elektron secara langsung, karena ukuranya yang sangat kecil. Tetapi dapat kita amati pengaruh gerakan elektron-elektron tersebut dalam suatu rangkaian pada alat ukur kita, atau pengaruh berkas elektron yang melintasi layar osiloskop sinar katoda, atau pada peristiwa scanning di permukaan televise anda.
Elektron-Elektron dan Listrik
Segala materi di alam tersusun atas atom-atom. Sebuah atom terdiri dari inti yang terbentuk dari proton-proton dan neutron-neutron yang dikelilingi oleh elektron-elektron yang bergerak pada orbitnya. Sesuai dengan kesepakatan yang telah disetujui para fisikawan masa lalu, maka muatan listrik elektron adalah negatif, sebaliknya muatan listrik proton adalah posistif.
Dalam bahan-bahan konduktor seperti tembaga, perak, dan kuningan, pada waktu tegangan listrik diberikan pada konduktor tersebut, terdapat sejumlah elektron dari kulit atom terluar yang menerobos struktur atomnya. Gerakan inilah yang dinamakan arus listrik.
Elektron-elektron tidak dapat bergerak bebas melewati struktur atom bahan-bahan isolator, seperti mika, PVC, karet, serta plastik. Ilmu yang mempelajari kelakuan maupun pengendalian elektron-elektron dalam suatu bahan disebut ilmu elektronika.
Karena kita tidak dapat melihat gerakan elektron dalam konduktor, maka perlu dibuat suatu model untuk memperjelas pengertian kita tentang peristiwa yang sebenarnya. Untuk memahami aliran elektron kita akan menggunakan proses aliran air sebagai sebuah analogi.
Ilmu Elektronika dan Analogi Aliran Air
Membandingkan gagasan-gagasan agar peristiwa yang terjadi dapat kita pahami, dikatakan membuat suatu “analogi”. Akan kita gunakan analogi air dalam pipa untuk membantu memahami gerakan elektron dalam kawat penghantar. Makin besar diameter pipa, maka makin banyak air yang mengalir dalam pipa untuk selang waktu yang sama.
Coba Anda bayangkan dua buah pipa air dengan ukuran yang berbeda. Dengan memanfaatkan analogi air untuk menjelaskan gerakan elektron didalam dua buah kawat seperti halnya aliran air dalam dua pipa. Dalam pipa yang lebih besar akan dijumpai arus yang lebih besar, sebaliknya dalam pipa yang lebih kecil, arus yang mengalir juga kecil. Maka analoginya dalam kawat yang diameternya lebih besar, arus listrik yang mengalir lebih besar sedangkan pada kawat yang diameternya lebih kecil terjadi hal yang sebaliknya.
Gerakan atau aliran air dalam ilmu elektronika disebut arus. Pada kasus dua bejana berhubungan yang kedua permukaan airnya tidak sama. Perbedaan ketinggian air ini menyebabkan perbedaan tekanan. Karena beda tekanan, maka air akan mengalir dari bejana yang lebih tinggi ke bejana yang lebih rendah permukaan airnya. Aliran air terus berlangsung sampai kedua permukaan airnya sama tinggi.
Sedikit berbeda dari kasus sebelumnya, sekarang coba Anda bayangkan diantara dua bejana yang beda ketinggian airnya diberi pompa air sehingga air tetap mengalir karena beda tekanan. Pompa air inilah yang menjaga adanya perbedaan tekanan antara bejana kanan dan bejana kiri.
Laju air dalam pipa bergantung pada beda tekanan yang terdapat pada pipa. Pada gambar berikut ini dapatkah anda amati pengaruh perbedaan tinggi air yang jatuh pada lubang 1 ke permukaan 3 pada laju air yang keluar dari tangki? Arus air akan berkurang karena jarak lubang dengan permukaan air semakin dekat dan tekanan air dalam tabung juga berkurang. Inilah analogi untuk menjelaskan beda tegangan baterai dalam ranah ilmu elektronika.
Beda tekanan akibat beda tinggi permukaan air dalam tangki menentukan laju pengosongan dalam tangki. Beda tekanan yang besar menyebabkan laju aliran yang besar, sebalinya beda tekanan yang kecil akan menyebabkan laju aliran air yang kecil pula.
Analogi air dapat kita gunakan untuk menjelaskan tegangan dalam rangkaian listrik. Dalam ilmu elektronika beda tekanan dinamakan beda tegangan. Gambaran analogi air untuk menjelaskan sifat aliran listrik sangat bermanfaat bagi kita untuk memahami perilaku listrik yang sebenarnya. Kita akan kembali menggunakan analogi aliran air dalam beberapa artikel pembahasan selanjutnya.
Demikian artikel sederhana mengenai Ilmu Elektronika, semoga bermanfaat. Jangan lupa share artikel ini jika bermanfaat. Baca juga artikel elektronika lainya seperti pengertian dan fungsi resistor, cara membaca warna resistor, pengertian dan fungsi kapasitor. Sekian, Salam Engineer.
