komponen elektronika

Komponen pasif

Yang dimaksud dengan komponen pasif adalah komponen-komponen elektronika yang tidak dapat menghasilkan tenaga apabila di aliri aliran listrik.

Beberapa contoh komponen yang termasuk pasif adalah: tahanan (Resistor), Kapasitor (kondensator),dan sebagainya.

1 . Resistor

Tahanan listrik dalam bidang elektronika disebut juga resistor atau resistence. Dalam bahasa belanda dikenal dengan nama Werstand.

Tahanan listrik adalah komponen yang paling banyak dipergunakan dalam rangkaian elektronika ,hal ini di sebabkan karena sifat dan fungsi dari tahanan itu sendiri.

Besar kecilnya nilai tahanan dapat dinyatakan dengan satuan Ohm atau ditulis dengan huruf latin Ω (omega) dan notasinya ditulis dengan huruf R.

Bentuk fisik dari tahanan adalah seperti pada gambar di bawah ini.

Fungsi dari pemasangan tahanan (resistor) dalam suatu rangkaian adalah:

• Sebagai pembatasan atau pengatur arus.
• Sebagai pengatur tegangan.
• Sebagai pembagi tegangan.

Berdasarkan penggunaanya, resistor dapat dibagi:

1. Resistor Biasa (tetap nilainya), ialah sebuah resistor penghambat gerak arus, yang nilainya tidak dapat berubah, jadi selalu tetap (konstan). Resistor ini biasanya dibuat dari nikelin atau karbon.
2. Resistor Berubah (variable), ialah sebuah resistor yang nilainya dapat berubah-ubah dengan jalan menggeser atau memutar toggle pada alat tersebut. Sehingga nilai resistor dapat kita tetapkan sesuai dengan kebutuhan. Berdasarkan jenis ini kita bagi menjadi dua, Potensiometer, rheostat dan Trimpot (Trimmer Potensiometer) yang biasanya menempel pada papan rangkaian (Printed Circuit Board, PCB).
3. Resistor NTC dan PTS, NTC (Negative Temperature Coefficient), ialah Resistor yang nilainya akan bertambah kecil bila terkena suhu panas. Sedangkan PTS (Positife Temperature Coefficient), ialah Resistor yang nilainya akan bertambah besar bila temperaturnya menjadi dingin.
4. LDR (Light Dependent Resistor), ialah jenis Resistor yang berubah hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila cahaya gelap nilai tahanannya semakin besar, sedangkan cahayanya terang nilainya menjadi semakin kecil.

Pada Resistor biasanya memiliki 4 gelang warna, gelang pertama dan kedua menunjukkan angka, gelang ketiga adalah faktor kelipatan, sedangkan gelang ke empat menunjukkan toleransi hambatan. Pertengahan tahun 2006, perkembangan pada komponen Resistor terjadi pada jumlah gelang warna. Dengan komposisi: Gelang Pertama (Angka Pertama), Gelang Kedua (Angka Kedua), Gelang Ketiga (Angka Ketiga), Gelang Keempat (Multiplier) dan Gelang Kelima (Toleransi).

Berikut Gelang warna dimulai dari warna Hitam, Coklat, Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Ungu (violet), Abu-abu dan Putih.

Sedangkan untuk gelang toleransi hambatan adalah: Coklat 1%, Merah 2%, Hijau 0,5%, Biru 0,25%, Ungu 0,1%, Emas 5% dan Perak 10%. Kebanyakan gelang toleransi yang dipakai oleh umum adalah warna Emas, Perak dan Coklat.

2.  

2.Kapasitor

Kapasitor berasal dari kata Capasitance atau kapasitas yang artinya adalah kemampuan untuk menyimpan aliran listrik untuk sementara waktu.

Seperti halnya resistor, kondensator adalah termasuk salah satu komponen pasif yang banyak dipergunakan dalam rangkaian elektronika.

Kondensator dalam bidang elektronika disebut juga kapasitor atau condenser.

Symbol dari kondensator adalah seperti pada gambar dibawah ini:

Besarnya kapasitas dari kondensator dinyatakan dengan satuan farad (F) dan notasinya ditulis dengan huruf capital C.

Nama farad diambil sebagai tanda penghargaan kepada seorang pencipta kondensator yang bernama Michael Faraday.

Dalam praktek biasanya satuan Farad (F) dianggap sangat terlalu besar, sehingga dalam pemakaiannya satuan farad diperkecil menjadi:

• Mikro Farad disingkat µF
• Nano Farad disingkat nF
• Piko Farad disingkat pF

Perbandingan satuan-satuan tersebut adalah:

• 1 Farad (F) = 1.000.000 µF (µF=mfd)
• 1 mikro Farad (µF) = 1.000 nF
• 1 nano Farad (nF) = 1.000 pF

Tujuan penggunaan kondensator dalam suatu rangkaian elektronika adalah dengan maksud:

1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan yang lainnya (pada rangkaian Power Supply).
2. Sebagai filter dalam rangkaian Power Supply.
3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna.
4. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila di pasang pada saklar.

Macam dan Penggunaan Kapasitor

Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang

suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik.

Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah

insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika

kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama

kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor

telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis

– jenis kapasitor yang banyak dijual dipasaran. 

• Electrolytic Capacitor

Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang

menggunakan membran oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari

Electrolytic Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua

kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati – hati di dalam

pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila

polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan

“MELEDAK”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada

rangkaian power supply, low pass filter , rangkaian pewaktu.

Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi.

Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya

dengan 2. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti

kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.

Tantalum Capacitor

Merupakan jenis electrolytic capacitor yang elektrodanya terbuat

dari material tantalum. Komponen ini memiliki polaritas, cara

membedakannya dengan mencari tanda + yang ada pada tubuh

kapasitor, tanda ini menyatakan bahwa pin dibawahnya memiliki

polaritas positif. Diharapkan berhati – hati di dalam pemasangan

komponen karena tidak boleh terbalik. Karakteristik temperatur dan

frekuensi lebih bagus daripada electrolytic capacitor yang terbuat

dari bahan alumunium dan kebanyakan digunakan untuk sistem

Application note Halaman 2

yang menggunakan sinyal analog. Contoh aplikasi yang menggunakan kapasitor jenis ini adalah

noise limiter, coupling capacitor dan rangkaian filter.

• Ceramic Capacitor

Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk

dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen

ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya

digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke

ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog,

karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai

polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat

kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas. 

• Multilayer Ceramic Capacitor

Bahan material untuk kapasitor ini sama dengan jenis kapasitor

keramik, bedanya terdapat pada jumlah lapisan yang menyusun

dielektriknya. Pada jenis ini dielektriknya disusun dengan banyak

lapisan atau biasanya disebut dengan layer dengan ketebalan 10

s/d 20 μm dan pelat elektrodanya dibuat dari logam yang murni.

Selain itu ukurannya kecil dan memiliki karakteristik suhu yang lebih

bagus daripada kapasitor keramik. Biasanya jenis ini baik digunakan

untuk aplikasi atau melewatkan frekuensi tinggi menuju tanah.

• Polyester Film Capacitor

Dielektrik dari kapasitor ini terbuat dari polyester film. Mempunyai

karakteristik suhu yang lebih bagus dari semua jenis kapasitor di

atas. Dapat digunakan untuk frekuensi tinggi. Biasanya jenis ini

digunakan untuk rangkaian yang menggunakan frekuensi tinggi, dan

rangkaian analog. Kapasitor ini biasanya disebut mylar dan

mempunyai toleransi sebesar ±5% sampai ±10%. 

• Polypropylene Capacitor

Kapasitor ini memiliki nilai toleransi yang lebih tinggi dari polyester

film capacitor. Pada umumnya nilai kapasitansi dari komponen ini

tidak akan berubah apabila dirancang disuatu sistem dimana

frekuensi yang melaluinya lebih kecil atau sama dengan 100KHz.

Pada gambar disamping ditunjukkan kapasitor polypropylene

dengan toleransi ±1%.

Application note Halaman 3

•  Kapasitor Mika

Jenis ini menggunakan mika sebagai bahan dielektriknya. Kapasitor

mika mempunyai tingkat kestabilan yang bagus, karena temperatur

koefisiennya rendah. Karena frekuensi karakteristiknya sangat

bagus, biasanya kapasitor ini digunakan untuk rangkaian resonansi,

filter untuk frekuensi tinggi dan rangkaian yang menggunakan

tegangan tinggi misalnya: radio pemancar yang menggunakan

tabung transistor. Kapasitor mika tidak mempunyai nilai kapasitansi

yang tinggi, dan harganya relatif mahal.

• Polystyrene Film Capacitor

Dielektrik dari kapasitor ini menggunakan polystyrene film . Tipe ini

tidak bisa digunakan untuk aplikasi yang menggunakan frekuensi

tinggi, karena konstruksinya yang sama seperti kapasitor elektrolit

yaitu seperti koil. Kapasitor ini baik untuk aplikasi pewaktu dan filter

yang menggunakan frekuensi beberapa ratus KHz. Komponen ini

mempunyai 2 warna untuk elektrodanya, yaitu: merah dan abu –

abu. Untuk yang merah elektrodanya terbuat dari tembaga sedangkan warna abu – abu

terbuat dari kertas alumunium.

• Electric Double Capacitor (Super Capacitor)

Jenis kapasitor ini bahan dielektriknya sama dengan kapasitor

elektrolit. Tetapi bedanya adalah ukuran kapasitornya lebih besar

dibandingkan kapasitor elektrolit yang telah dijelaskan di atas.

Biasanya mempunyai satuan F. Gambar bentuk fisiknya dapat

dilihat di samping, pada gambar tersebut kapasitornya memiliki

ukuran 0.47F. Kapasitor ini biasanya digunakan untuk rangkaian

power supply.

• Trimmer Capacitor

Kapasitor jenis ini menggunakan keramik atau plastik sebagai

bahan dielektriknya. Nilai dari kapasitor dapat diubah – ubah

dengan cara memutar sekrup yang berada diatasnya. Didalam

pemutaran diharapkan menggunakan obeng yang khusus, agar

tidak menimbulkan efek kapasitansi antara obeng dengan tangan.

• Tuning Capacitor

Kapasitor ini dinegara Jepang disebut sebagai “Varicons”, biasanya

banyak sekali digunakan sebagai pemilih gelombang pada radio.

Jenis dielektriknya menggunakan udara. Nilai kapasitansinya dapat

dirubah dengan cara memutar gagang yang terdapat pada badan

kapasitor kekanan atau kekiri.

Application note Halaman 4

• Nilai Kapasitor

Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka/kode yang

tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena

nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor

keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4

digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan

toleransinya. Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n

dapat dilihat pada tabel dibawah.

Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya

adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47μF sedangkan toleransinya 5%. Yang harus diingat didalam

mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico Farad).

Komponen aktif

Yang dimaksud dengan komponen aktif adalah komponen elektronika yang bila dialiri aliran listrik atau signal akan menghasilkan tenaga.

Yang termasuk dalam komponen aktif diantaranya adalah: Dioda Semikonduktor, Transisitor, Intergrated Circuit (IC).

1. Dioda Semikonduktor

Dioada adalah suatu bahan semikonduktor yang dibuat dari bahan yang disebut PN Juntion yaitu suatu bahan campuran yang terdiri dari bahan positif (P type) dan bahan negative (N type).

Bahan positif (P type) adalah bahan campuran yang terdiri dari Germanium atau Silikon dengan Aluminium yang mempunyai sifat kekurangan electron dan persifat positif.

Bahan negative (N type) adalah bahan campuran yang terdiri dari Germanium atau Silikon dengan Fosfor yang mempunyai kelebihan electron dan bersifat negative.

Apabila kedua bahan tersebut dipertemukan maka akan menjadi komponen aktif yang disebut Dioda.

Pada gambar terlihat pada bagian yang terdiri dari bahan P type akan membentuk kaki yang disebut kaki Anoda dan bagian yang terdiri dari bahan N type akan membentuk Katoda. Dari uraian di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa dioda adalah komponen yang memiliki 2 buah kaki seperti terlihat pada symbol dibawah ini.

Pada dioda, arus listrik hanya dapat mengalir dari kutub Anoda ke kutub Katoda sedangkan arus yang mengalir dari Katoda akan ditahan oleh bahan katoda.

Dengan adanya prinsip seperti ini Dioda dapat dipergunakan sebagai:

Ø Penyearah arus dan tegangan listrik.

Ø Pengamanan arus dan tegangan listrik.

Ø Pemblokir arus dan tegangan listrik.

2.Transistor

Kalau kita perhatikan hampir dalam setiap rangkaian elektronika masa sekarang ini banyak di jumpai satu atau beberapa buah komponen yang bentuknya kecil dan warnanya hitam yang dilengkapi dengan 3 buah kaki. Komponen tersebut dinamakan transistor. Transistor tersebut termasuk juga dalam jenis komponen aktif.

Nama transistor berasal dari kata transfer dan resistor, transfer artinya mengalihkan atau membuat perubahan sedangkan resistor adalah suatu bahan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik.

Jadi arti dari transistor adalah merubah bahan yang tidak dapat menghantarkan aliran listrik menjadi bahan penghantar atau setengah penghantar atau disebut juga bahan semikonduktor.

Transisitor pada umumnya dipergunakan sebagai penguat atau amplifier.

Seperti juga halnya dengan dioda, transistor juga dibuat dari bahan germanium, silicon dan indium.

Transistor sendiri sebenarnya adalah hasil pengembangan dari 2 buah dioda jenis PN dan NP yang dipertemukan sehingga akan membentuk atau elektoda yang berfungsi sebagai pengontrol pertemuan antara bahan PN dan NP tersebut.

3.IC (Intergrated Circuit).

Perkembangan teknologi elektronika telah berkembang dengan pesatnya. Hal ini ditandai dengan bermunculannya produk-produk baru yang disebut Intergrated Circuit (IC). Komponen IC tersebut dibentuk dari beberapa macam komponen dirangkai menjadi satu rangkaian yang terintergrasi dalam bentuk sebuah chip.

Dengan memasang beberapa buah komponen IC telah memungkinkan seseorang dapat menciptakan suatu perangkat elektronika yang moderen seperti computer dan yang lainnya.

Seperti terlihat pada gambar di atas.bentuk fisik dari komponen IC adalah kecil dan berwarna hitam yang dibuat dari bahan silicon.

Berbeda dengan transistor, sekalipun bentuknya kecil, IC memiliki banyak kaki. Banyaknya kaki tergantung dari banyaknya komponen yang membentuk IC tersebut.

Fungsi dari IC tentunya akan bermacam-macam tergantung rangkaian yang diintergrasikannya itu.

Perkembangan IC Handphone

Perkembangan teknologi Hanphone pada generasi sekarang begitu pesat, sehingga fungsi handphone makin canggih dengan tambahan-tambahan fitur seperti kamera digital, radio, lcd berwarna dengan resolusi tinggi dll.

Pada handphone generasi lama ukurannya begitu besar, padahal belum terdapat fitur-fitur canggih di dalamnya. Mungkin yang kita bayangkan sebelumnya jika handphone di tambah fitur-fitur canggih maka ukuran handphone akan makin besar.

Dengan kemajuan teknologi semikonduktor yaitu IC (Intergrated Circuit) ukuran Handphone makin kecil padahal terdapat tambahan-tambahan fitur didalamnya. Hal tersebut di sebabkan rangkaian system handphone sudah banyak yang di gabungkan di dalam satu IC, sehingga sudah tidak lagi membutuhkan tempat yang besar. Akan tetapi bila bermasalah pada salah satu system tersebut, maka harus diganti keseluruhannya karena sudah dibuat satu packing.

IC yang paling banyak dipasaran diantaranya:

Ø UEM

Pada ponsel Nokia terdapat IC UEM (Universal elktronik module), pada IC tersebut merupakan gabungan subsistem :

ü Power supply

ü Control charging

ü UI driver

ü Multy mode converter

ü Audio amplifier

ü Eeprom

ü Booster SIMCard

ü Dll

• Helga dan Mjoiner

Pada ponsel nokia terdapat IC Helga dan Mjoiner, pada IC tersebut merupakan gabungan subsistem:

ü Processor RF

ü LNA (low noise Amplifier)

• CCONT

IC CCONT terdapat pada ponsel nokia type lama seperti:3310,8210,2100. pada IC tersebut merupakan gabungan subsistem:

ü Power Supply

ü Booster Sim Card

• COBBA

IC COBBA terdapat pada ponsel nokia type lama seperti:3310,8210,2100. pada IC ini terdapat SubSistem DSP (Digital Signal Proccesor) yang meliputi:

ü Multy Mode Converter (A/D-D/A Converter)

ü Audio Proccesor

• Hagar

IC Hagar terdapat pada ponsel nokia type lama seperti:3310,8210,2100. pada IC ini terdapat SubSistem Proccesor RF (Buffer)

Komponen Eksternal

komponen external adalah komponen yang terdapat pada handphone, dimana komponennya terpasang di luar papan PCB (Printed Circuit Board).komponen external dapat diklasifikasikan dalam beberapa bagian, yaitu:

Komponen UI (User Interface)

1. Keypad/Keyboard

Keyboard/keypad adalah alat perintah kepada sistem baseband,dimana perintah-perrintah tersebut utnuk meng-input alfanumerik dan grafis, diantaranya:

ü Tombol on/off

ü Tombol untuk mengetikan angka, huruf.

ü Tombol perintah dari pengguna (menu)

4.2.1.1 Mikrophone

Input suara yang di hasilkan oleh suara manusia akan di terima oleh mikrophone dimana gelombang suara tersebut akan dirubah menjadi gelombang elektromagnetik untuk di teruskan kepada sistem audio prosesor.

2. Earpeace/ Speakers

Output pada audio proccesor masih berbentuk gelombang elektromagnetik dan akan di teruskan kepada earpiece / speaker untuk di rubah menjadi getaran suara yang akan merambat pada udara agar dapat di dingar oleh telinga manusia.

3. LCD

Lcd merupakan alat media informasi yang berbentuk tampilan layar pada ponsel.lcd terdapat berbagai macam model, pada ponsel type lama lcd masih hitam putih dan pada ponsel sekarang sudah berwarna dimana sistem pewarnaannyapun berbeda-beda kualitasnya tergantung dari banyaknya warna yang akan tertampil dan banyaknya sel (pixel).

4.Buzzer

Alat output yang berfungsi untuk mengubah gelombang elektromagnetik yang di berikan oleh baseband menjadi gelombang suara yang merambat pada udara dimana rambatan gelombang tersebut akan terdengar oleh manusia sebagai music tandanya telepon masuk atau sms masuk.

5. Vibrator

Vibrator merupakan motor listrik kecil (dinamo) yang mempunyai bandul yang tidak seimbang,. disaat bandul tersebut berputar dengan cepat, maka akan menghasilkan getaran lembut yang akan terasa oleh manusia.

6. LED

Berfungsi sebagai penerangan pada layar tampilan (LCD) juga pada keypad. Led merupakan dioda yang akan menghasilkan cahaya jika diberi muatan listrik oleh baseband.

Komponen pasif

Pengetahuan komponen pasif
di dalam artikel ini salah satu bahasannya adalah
emilihan jenis resistor yang tepat untuk sistem elektronika. Selain itu juga akan dijelaskan mengenai
􀂙 Ma
enjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable
esistor. Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup
dibuat dari material yang lain.
Merupakan resistor yang m
g
dilihat pada gambar 2. Ada beberapa macam kemasan
elektronik antara
- 0
an ini terdapat lebih
dari 1 resistor yang biasanya disusun pararel dan mempunyai 1
iasanya di dalam mendesain suatu rangkaian elektronika kita sering menganggap remeh tentang jenis resistor yang akan digunakan, sehingga sistem yang dirancang kadang – kadang berjalan baik tetapi umurnya pendek atau kemampuan sistem tersebut menjadi berkurang seiring dengan perubahan suhu disekitarnya. Dari sini dapat disimpulkan bahwa memilih jenis resistor sangatlah penting. Oleh karena itu
p
teknologi, dan cara mencari nilai dari resistor.
cam – macam resistor dan penggunaannya Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi m
R
kemungkinan untuk
1. Fixed Resistor empunyai nilai tetap. Ciri fisik dari resistor ini adalah bahan ah – tengah dan pada pinggirnya terdapat 2 Conducting Metal, bisanya kemasan seperti ini disebut dengan Axial. Ukuran fisik fixed resistor bermacam – macam, tergantung pada daya resistor yang dimilikinya. Misalnya fixed resistor dengan daya 5 watt pasti mempunyai bentuk fisik yang jauh lebih besar dibandingkan dengan fixed resistor yang mempunyai daya ¼ watt. Pada gambar 1 disamping ditunjukkan beberapa contoh bentuk fisik dari fixed resistor. Dari yang paling atas dapat dilihat bentuk fisik dari resistor dengan daya 1/8, ¼, 1, 2, dan 5 watt. Seiring dengan perkembangan teknologi saat ini, diciptakanlah sebuah teknologi baru yang disebut dengan SMT (Surface Mount Technology). Dengan menggunakan teknologi ini bentuk dari fixed resistor menjadi lebih kecil lagi, sehingga kita dapat membuat suatu sistem yang mempunyai ukuran sekecil mungkin. Contoh bentuk fixed resistor dengan teknologi SMT dapat
pembuat resistor terdapat diten
standard yang sudah ditentukan oleh Industri
lain:
- 1206 ukuran = 3.0 mm x 1.5 mm, 2 terminal
805 ukuran = 2.0 mm x 1.3 mm, 2 terminal - 0603 ukuran = 1.5 mm x 0.8 mm, 2 terminal Selain kemasan axial terdapat pula kemasan lain yang disebut SIP (Single-In-Line). Didalam kemas
Application Note Halaman 1
pusat yang dinamakan common. Untuk contoh dapat dilihat pada gambar 3.
Tipe atau jenis resistor saat ini sangat beragam, tergantung dari pemakain untuk suatu sistem
lektronika yang akan kita rancang. Berikut ini akan dijelaskan sedikit tentang penggunaan
snya.
􀂾
yang rendah.
Contoh aplikasi penggunaan resistor ini adalah DC Measuring equipment, dan reference
gulators dan decoding Network.
􀂾
an sangat stabil dibandingkan
dengan Precision Wirewound Resistor. Komponen ini biasanya digunakan sebagai standard
n dari suatu alat ukur resistive.
􀂾
ic Tube, Ceramic rods, anodized aluminum,
fiberglass mandels, dll . Gambar disamping merupakan
er Wirewound resistor.
􀂾
luinya maka hambatannya
menjadi takterhingga. Pada kondisi normal suhu dari resistor ini akan
panas ketika ada arus yang melaluinya.
e
resistor berdasarkan tipe atau jeni
Precision Wirewound resistor
Merupakan tipe resistor yang mempunyai tingkat keakuratan sangat tinggi sampai 0.005% dan TCR (Temperature coeffisient of resistance) sangat rendah. Sehingga sangat cocok digunakan untuk aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan yang sangat tinggi. Tetapi jangan menggunakan jenis ini untuk aplikasi rf (radio frequency) sebab mempunyai Q resonant frequency
resistor untuk voltage re
NIST Standard resistor NIST (National Institute of Standard and Technology) merupakan tipe resistor dengan tingkat keakuratan paling tinggi yaitu 0.001% ,TCR yang rendah d
di dalam verifikasi keakurata
Power Wirewound resistor
Biasanya resistor ini digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan daya yang yang sangat besar. Komponen ini dapat mengatasi daya yang besar dibandingkan dengan resistor yang lain. Karena panas yang ditimbulkan cukup besar biasanya resistor ini dilapisi oleh bahan seperti Ceram
contoh dari Pow
Fuse Resistor
Komponen ini selain berfungsi sebagai resistor, juga berfungsi sebagai sekering. Resistor ini didesain sedemikian rupa sehingga bila ada arus yang sangat besar mela
Application Note Halaman 2
􀂾
pat menghasilkan noise dimana noise ini tergantung pada nilai dari
resistor dan ukurannya.
􀂾
position hanya menjadi kapasitansi apabila dilalui oleh frekuensi
tinggi dan frekuensi rendah.
􀂾
l dan keramik, bahan ini mirip
seperti yang digunakan untuk membentuk carbon film resistor.
􀂾
tu substrate fleksibel sehingga
dapat dipasang didaerah tempat pengukuran strain dilakukan.
􀂾
ada power wirewound resistor. Biasanya
komponen ini memiliki toleransi yang cukup lebar.
Carbon Composition
Ini merupakan salah satu tipe resistor yang banyak sekali dijual dipasaran. Biasanya untuk nilai hambatan yang besar, misalnya 1K2, 2K2, 4K7, dll mudah mencarinya. Tetapi untuk nilai hambatan yang kecil, misalnya 2Ω, 3Ω, dll susah dicari. Resistor ini memiliki koefisien temperature dengan batas 1000 ppm/°C terhadap nilai hambatannya, dimana nilai hambatannya akan turun ketika suhunya naik. Selain itu resistor juga memiliki koefisien tegangan, dimana nilai hambatan akan berubah ketika diberi tegangan. Semakin besar tegangan maka semakin besar perubahannya. Voltage Rating dari resistor Carbon Composition ditentukan berdasarkan ukuran fisik, nilai, dan dayanya. Pada saat menggunakan resistor jenis ini diharapkan agar berhati – hati didalam perancangan, karena da
Carbon Film Resistor
Resistor jenis Carbon Film mempunyai karakteristik yang sama dengan resistor carbon composition tetapi noise, voltage coeficient, temperature coeficient nilainya lebih rendah. Carbon Film Resistor dibuat dengan memotong batangan keramik yang panjang dan kemudian dicampur dengan material karbon. Frekuensi respon dari resistor ini jauh lebih bagus dibandingkan dengan wirewound dan lebih bagus lagi dibandingkan dengan carbon composition. Dimana wirewound akan menjadi suatu induktansi ketika frekuensinya rendah dan akan menjadi kapasitansi apabila frekuensinya tinggi. Dan untuk carbon com
Metal Film Resistor
Metal Film resistor merupakan pilihan terbaik dari jenis resistor Carbon composition dan carbon film . Karena resistor ini lebih akurat, tidak mempunyai voltage coefisient, noise dan temperature coefisient yang lebih rendah. Tetapi resistor ini tidak sebagus jenis resistor Precision wirewound. Bahan dasar pembuat dari resistor ini adalah meta
Foil Resistor Resistor ini mempunyai karakteristik yang sama dengan jenis metal film. Kelebihan utama dibandingkan dengan metal film adalah tingkat kestabilannya yang lebih tinggi, TCR paling kecil, dan frek respon tinggi. Selain kelebihan terdapat pula kelemahan yaitu nilai maksimum dari resistor ini lebih kecil dari nilai resistor metal film. Resistor ini biasanya dipakai di dalam strain gauge, nilai strain dapat diukur berdasarkan perubahan nilai resistansinya. Ketika digunakan sebagai strain gauge, foil-nya dipasangkan di sua
Power Film Resistor Material yang digunakan untuk membuat resistor ini sama dengan jenis metal film dan carbon film. Tetapi karakteristik dayanya lebih tinggi. Power film resistor mempunyai nilai yang lebih tinggi dan respon frekuensi yang lebih baik dibandingkan Power wirewound resistor. Resistor ini banyak digunakan untuk aplikasi power karena membutuhkan frekuensi respon yang baik, daya yang tinggi dan nilai yang lebih besar darip
Application Note Halaman 3
2.
a
isebut juga trimmer
nyakan untuk resistor variabel digunakan tipe
u
la maka nilai hambatannya 2M ohm.
Variable Resistor Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”. Pada gambar 4 disamping untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 dpote
memutar. Pengubahan nilai dengan cara memutar bias
ntiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar 5. Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dati tipe A. Biasanya tipe ini digunakan untuk fungsi – fungsi yang khusus. Keba
A dan tipe B.
3. CDS (Cadmium Sulfide Photocell) Jenis resistor ini perubahan nilainya tergantung pada banyaknya cahaya yang mengenai dirinya. Biasanya resistor ini juga disebut LDR (Light Depend Resistor). Banyak sekali tipe dari ran, nilai hambatan, dll. Pada gambar 6 terdapat contoh salah satu bentuk CDS photocell. CDS ini mempunyai diameter 8 mm, tinggi 4 mm, dengan bentuk silinder. Pada kondisi ruangan yang terang nilai hambatannya adalah 200 ohm, sedangkan saat kondisi ruangan
komponen ini tergantung pada sensitivitas cahaya, uk
ge
p
Application Note Halaman 4
4.
Termistor (Thermally Se stor nsiti
ini nilai hambatannya berubah berdasarkan temperatur
da b termistor
an r
􀂙 Me
ntuk mengetahui nilai resistansi dari suatu resistor caranya adalah dengan membaca warna
gelang dari resistor atau membaca suatu nilai yang tertera pada badan resistor.
ve Resistor) Resistor
n iasanya digunakan untuk sensor suhu. Ada 3 tipe tan ta
a lain:
•
Pada saat suhu disekitarnya naik nilai hambatannya m
• PTC ( Positive Temperature Coefficien
Pada saat suhu disekitarnya naik nilai hambatannya naik. CTR ( Critical Temperature Resistor )
ngidentifikasi Nilai Resistor
UU
Gambar 7. Metoda ini memiliki 10 warna standard yang dapat dilihat pada gambar 7 paling kiri. Untuk resistor dengan 4 warna gelang, 2 pertama adalah nilainya yang ketiga adalah faktor 10n dan yang keempat adalah toleransinya. Misalnya gelang pertama adalah merah berarti nilainya = 2, gelang kedua ungu sehingga nilainya = 7, gelang ketiga oranye maka faktor 10n = 103 = 1000 dan gelang keempat adalah emas berarti toleransinya = 5%, maka nilai resistansinya adalah 27000Ω = 27KΩ 5%. Untuk perhitungan nilai resistor dengan jumlah gelang 5 dan 6 hampir sama dengan menghitung nilai resistor pada 4 gelang. Bedanya hanya pada faktor 10n, dimana untuk jumlah gelang 5 dan 6 terletak pada gelang nomor 4 dan 5. Untuk gelang ke 6 merupakan
nilai koefisien suhu dari resistor. Su
Centigrade.
Semakin kecil bentuk resisto
resistor. Oleh karena itu dibuatla
disebut sebagai “Alpha-numeric
NTC ( Negative Temperature Coefficient Thermistor )
enurun.
t Thermistor )
•
Nilai hambatannya akan menurun dengan cepat ketika suhu
disekitarnya naik diatas suhu yang specific point.
hu tersebut diukur dalam PPM/C Part Per Milion per degree r sangatlah sulit untuk mamasukkan semua gelang pada badan h sebuah cara agar nilai resistor tersebut dapat diketahui, cara ini Code Identification “. Pada metoda ini nilai dari resistor dituliskan
Application Note Halaman 5
ke badan resistor dengan jumlah 3 angka seperti yang terlihat pada gambar disamping. Perhitungan untuk nilai resistansi sama dengan perhitungan dengan memakai gelang. Hanya saja faktor 10n terletak pada karakter tiga sedangkan yang keempat merupakan toleransinya. Contoh pada gambar adalah komponen resistor dengan kemasan SIL (Single In Line) Network tertulis nilai 473K. Karena bilangan ketiganya tertulis 3 maka faktor 10n = 103 = 1000. jadi nilai resistansinya adalah 47000 Ω. Karena karakter ke 4 merupakan huruf K
maka toleransinya = ±10%. Macam macam huruf yang menyatakan toleransi adalah sebagai
%, J = ±5%, G = ±2%, F = ±1%.
􀂙 Nil
. Kode ini biasanya digunakan pada
resistor dengan menggunakan material carbon film standar. Nilai maksimum yang ada hanya
sampai 10 MΩ. Tab u i
berikut: M = ±20%, K = ±10
ai Standard Resistor. Electronics Industries Association (EIA), dan beberapa sumber yang lain telah menetapkan suatu nilai standard dari resistor yang biasanya diberi kode E. Ada 2 kode yang nilai resistansinya banyak dijumpai dipasaran yaitu : E12 dan E24. Batas daerah nilai untuk kode E12 ada 12 yaitu: 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8 dan 8.2
el unt
k nila
nya dap
at dilih
at diba
wah:
1R0
10R
100R
1K0
10K
100K
1M0
10M
1R2
12R
120R
1K2
12K
120K
1M2
n/a
1R5
15R
150R
1K5
15K
150K
1M5
n/a
1R8
18R
180R
1K8
18K
180K
1M8
n/a
2R2
22R
220R
2K2
22K
220K
2M2
n/a
2R7
27R
270R
2K7
27K
270K
2M7
n/a
3R3
33R
330R
3K3
33K
330K
3M3
n/a
3R9
39R
390R
3K9
39K
390K
3M9
n/a
4R7
47R
470R
4K7
47K
470K
4M7
n/a
5R6
56R
560R
5K6
56K
56OK
5M6
n/a
6R8
68R
680R
6K8
68K
680K
6M8
n/a 8R2 82R 820R 8K2 82K 82OK 8M2 n/a
Biasanya kode ini dipakai oleh
resistor yang menggunakan material metal film dan mempunyai nilai maksimum sampai 1MΩ. Di
bawah terdapat tabel nilai resistor yang menggunakan kode E24.
Untuk kode E24 mempunyai 24 nilai yaitu: 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2 dan 9.1. Application Note Halaman 6
1R0
10R
100R
1K0
10K
100K
1M0
1R1
11R
110R
1K1
11K
110K
n/a
1R2
12R
120R
1K2
12K
120K
n/a
1R3
13R
130R
1K3
13K
130K
n/a
1R5
15R
150R
1K5
15K
150K
n/a
1R6
16R
160R
1K6
16K
160K
n/a
1R8
18R
180R
1K8
18K
180K
n/a
2R0
20R
200R
2K0
20K
200K
n/a
2R2
22R
220R
2K2
22K
220K
n/a
2R4
24R
240R
2K4
24K
240K
n/a
2R7
27R
270R
2K7
27K
270K
n/a
3R0
30R
300R
3K0
30K
300K
n/a
3R3
33R
330R
3K3
33K
330K
n/a
3R6
36R
360R
3K6
36K
360K
n/a
3R9
39R
390R
3K9
39K
390K
n/a
4R3
43R
430R
4K3
43K
430K
n/a
4R7
47R
470R
4K7
47K
470K
n/a
5R1
51R
510R
5K1
51K
510K
n/a
5R6
56R
560R
5K6
56K
56OK
n/a
6R2
62R
620R
6K2
62K
620K
n/a
6R8
68R
680R
6K8
68K
680K
n/a
7R5
75R
750R
7K5
75K
750K
n/a
8R2
82R
820R
8K2
82K
82OK
n/a
9R1 91R 910R 9K1 91K 910K n/a Application Note Halaman 7
Dari semua penjelasan diatas dapat kita ketahui bahwa komponen resistor banyak sekali variasi dan penggunaannya, itu semua tergantung pada aplikasi yang akan dibuat dan kondisi suhu tempat meletakkan rangkaian. Karena bila kita meletakkan rangkaian tersebut pada suatu tempat dimana suhunya dapat dengan cepat berubah, maka nilai resistansi juga akan berubah.
Apabila menginginkan suatu sistem yang stabil maka pilihlah resistor sesuai dengan
kegunaannya.
􀂙Daftar Pustaka
- http://www.lalena.com/audio/electronics/color/
- http://www.logwell.com/tech/components/resistor_values.html
resistor.htm
- http://www.interq.or.jp/japan/se-inoue/e_
- http://en.wikipedia.org/wiki/Surface-mount_technology
- http://www.ipass.net/teara/resistor.html

komponen pasif

Biasanya di dalam mendesain suatu rangkaian elektronika kita sering menganggap remeh tentang jenis resistor yang akan digunakan, sehingga sistem yang dirancang kadang – kadang berjalan baik tetapi umurnya pendek atau kemampuan sistem tersebut menjadi berkurang seiring dengan perubahan suhu disekitarnya. Dari sini dapat disimpulkan bahwa memilih jenis resistor sangatlah penting. Oleh karena itudi dalam artikel ini salah satu bahasannya adalah
emilihan jenis resistor yang tepat untuk sistem elektronika. Selain itu juga akan dijelaskan mengenaiteknologi, dan cara mencari nilai dari resistor.
Macam – macam resistor dan penggunaannya Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor. Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.

1. Fixed Resistor
Merupakan resistor yang mnilai tetap. Ciri fisik dari resistor ini adalah bahan pembuat resistor terdapat ditengah – tengah dan pada pinggirnya terdapat 2 Conducting Metal, bisanya kemasan seperti ini disebut dengan Axial. Ukuran fisik fixed resistor bermacam – macam, tergantung pada daya resistor yang dimilikinya. Misalnya fixed resistor dengan daya 5 watt pasti mempunyai bentuk fisik yang jauh lebih besar dibandingkan dengan fixed resistor yang mempunyai daya ¼ watt. Pada gambar 1 disamping ditunjukkan beberapa contoh bentuk fisik dari fixed resistor. Dari yang paling atas dapat dilihat bentuk fisik dari resistor dengan daya 1/8, ¼, 1, 2, dan 5 watt. Seiring dengan perkembangan teknologi saat ini, diciptakanlah sebuah teknologi baru yang disebut dengan SMT (Surface Mount Technology). Dengan menggunakan teknologi ini bentuk dari fixed resistor menjadi lebih kecil lagi, sehingga kita dapat membuat suatu sistem yang mempunyai ukuran sekecil mungkin. Contoh bentuk fixed resistor dengan teknologi SMT dapat dilihat pada gambar 2.

Ada beberapa macam kemasanstandard yang sudah ditentukan oleh Industri elektronik antara lain:
- 1206 ukuran = 3.0 mm x 1.5 mm, 2 terminal
805 ukuran = 2.0 mm x 1.3 mm, 2 terminal - 0603 ukuran = 1.5 mm x 0.8 mm, 2 terminal Selain kemasan axial terdapat pula kemasan lain yang disebut SIP (Single-In-Line). Didalam kemasan ini terdapat lebih
dari 1 resistor yang biasanya disusun pararel dan mempunyai 1 pusat yang dinamakan common. Untuk contoh dapat dilihat pada gambar 3. Tipe atau jenis resistor saat ini sangat beragam, tergantung dari pemakain untuk suatu sistem elektronika yang akan kita rancang. Berikut ini akan dijelaskan sedikit tentang penggunaan
resistor berdasarkan tipe atau jeni
Precision Wirewound resistor
Merupakan tipe resistor yang mempunyai tingkat keakuratan sangat tinggi sampai 0.005% dan TCR (Temperature coeffisient of resistance) sangat rendah. Sehingga sangat cocok digunakan untuk aplik

interaksi radiasi

Apa yang akan terjadi apabila radiasi berinteraksi dengan suatu materi ?

Radiasi apabila menumbuk suatu materi maka akan terjadi interaksi yang akan menimbulkan berbagai efek. Efek-efek radiasi ini bergantung pada jenis radiasi, energi dan juga bergantung pada jenis materi yang ditumbuk. Pada umumnya radiasi dapat menyebabkan proses ionisasi dan atau proses eksitasi ketika melewati materi yang ditumbuknya.


Ionisasi

Ionisasi bisa terjadi pada saat radiasi berinteraksi dengan atom materi yang dilewatinya. Radiasi yang dapat menyebabkan terjadinya ionisasi disebut radiasi pengion. Termasuk dalam katagori radiasi pengion ini adalah partikel alpha, partikel beta, sinar gamma, sinar-X dan neutron. Pada saat menembus materi, radiasi pengion dapat menumbuk elektron orbit sehingga elektron terlepas dari atom. Akibatnya timbul pasangan ion positif dan ion negatif.

Menurut sifat kejadiannya, ionisasi dikelompokkan ke dalam ionisasi-langsung dan ionisasi-tak-langsung. Ionisasi-langsung terjadi jika radiasi menyebabkan ionisasi pada saat itu juga ketika berinteraksi dengan atom materi, dan proses ini bisa disebabkan oleh partikel bermuatan listrik seperti alpha dan beta. Berbeda dengan yang terjadi pada interaksi partikel bermuatan, interaksi radiasi yang berupa gelombang elektromagnetik (sinar gamma atau sinar-X) ataupun partikel yang tidak bermuatan listrik (neutron) tidak secara langsung menimbulkan ionisasi. Partikel yang dihasilkan dalam interaksi yang pertama ini kemudian menyebabkan terjadinya ionisasi. Proses seperti ini dikenal sebagai ionisasi-tak-langsung.

Eksitasi

Apabila radiasi yang berinteraksi dengan atom tidak cukup energinya untuk menghasilkan ionisasi langsung, maka dapat mengakibatkan suatu elektron orbit tertentu berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi, atau ke keadaan tereksitasi. Energi eksitasi tersebut akan dilepaskan kembali dalam bentuk radiasi elektromagnetis, pada saat elektron tersebut kembali ke orbit dengan tingkat energi yang lebih rendah.


INTERAKSI RADIASI ALPHA

Apa yang terjadi apabila partikel alpha berinteraksi dengan materi ?

Dibandingkan dengan partikel-partikel yang lain, partikel alpha secara fisik maupun elektris relatif besar, terdiri dari 4 nukleon (2 proton dan 2 neutron). Selama melintas di dalam materi, partikel alpha ini sangat mempengaruhi elektron-elektron orbit dari atom-atom materi tersebut karena adanya gaya Coulomb. Elektron-elektron tersebut berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi (eksitasi) atau terlepas sama sekali dari atom dan terbentuklah pasangan-pasangan ion (ionisasi). Partikel alpha dengan energi sebesar 3,5 MeV mempunyai jangkauan di udara sejauh 20 mm dan mampu menghasilkan 100.000 pasangan ion. Partikel alpha yang m).msama mampu melintas di jaringan tubuh sejauh 0,03 mm (30


INTERAKSI RADIASI BETA

Apa yang terjadi apabila partikel beta berinteraksi dengan materi ?

Dibandingkan dengan partikel alpha, partikel beda adalah sangat kecil. Partikel beta (negatif) ini memiliki satu satuan muatan elementer negatif dan massanya dapat diabaikan terhadap massa partikel alpha. Partikel beta ini pada dasarnya identik dengan elektron yang mengorbit di atom penyerap (dengan muatan listrik yang sama), dapat menyebabkan terjadinya ionisasi langsung dengan gaya tolak coulomb terhadap elektron yang mengorbit tersebut. Partikel beta ini dapat pula menyebabkan terjadinya eksitasi bila energinya tidak cukup besar untuk dapat membuat elektron orbit lepas dari sistem atom.

Partikel beta dapat menimbulkan ionisasi langsung lebih sedikit dari pada partikel alpha dan dapat bergerak lebih jauh di dalam bahan penyerap. Partikel beta dengan energi sebesar 3,5 MeV dapat melintas di udara sejauh sekitar 11 meter dan apabila di dalam jaringan dapat mencapai jarak sekitar 15 mm. Partikel beta berenergi rendah 0,157 MeV yang dipancarkan oleh Carbon-14 hanya mampu melintas di udara sejauh 30 cm dan apabila di jaringan sekitar 0,8 mm.

Partikel beta yang berenergi lebih tinggi dapat melintas sampai dekat ke inti atom dari bahan penyerap. Partikel ini kehilangan sebagian energinya karena mengalami pelambatan (pengereman) di dalam medan listrik inti. Energi pengereman yang terambil dari energi kinetik partikel beta tersebut, akan muncul sebagai sinar-X. Radiasi tipe ini yang disebut sebagai bremsstrahlung, yang dalam bahasa Jerman berarti radiasi pengereman.

Radiasi Bremsstrahlung merupakan hal yang penting di dalam proteksi radiasi. Hal ini perlu mendapat perhatian khusus bagi organisasi/perorangan pemilik pesawat sinar-X untuk berusaha meminimalkan munculnya radiasi bremsstrahlung di ruang pesawat sinar-X dalam rangka keselamatan radiasi terhadap operator dan konsumen yang dilayani.

INTERAKSI RADIASI GAMMA

Apa yang terjadi apabila sinar gamma atau sinar-X berinteraksi dengan materi?

Berkurangnya energi dari sinar gamma dan sinar- X pada saat melewati suatu materi terjadi karena tiga proses utama, yaitu :
- efek fotolistrik
- efek Compton
- efek produksi pasangan

Efek fotolistrik dan efek Compton timbul karena interaksi antara sinar gamma atau sinar-X dengan elektron-elektron dalam atom materi, sedangkan efek produksi pasangan timbul karena interaksi dengan medan listrik inti atom.

a. Efek Fotolistrik

Pada efek fotolistrik, energi foton diserap oleh elektron orbit, sehingga elektron tersebut terlepas dari atom. Elektron yang dilepaskan akibat efek fotolistrik disebut fotoelektron. Efek fotolistrik terutama terjadi pada foton berenergi rendah yaitu antara energi + 0,01 MeV hingga + 0,5 MeV. Disamping itu efek fotolistrik banyak terjadi pada material dengan Z yang besar. Sebagai contoh efek fotolistrik lebih banyak terjadi pada timah hitam (Z=82) daripada tembaga (Z=29).

b. Hamburan Compton

Pada efek Compton, foton dengan energi hv berinteraksi dengan elektron terluar dari atom, selanjutnya foton dengan energi hv dihamburkan dan elektron tersebut dilepaskan dari ikatannya dengan atom dan bergerak dengan energi kinetik tertentu.

c. Efek Produksi Pasangan

Proses produksi pasangan hanya terjadi bila foton datang / 1,02 MeV. Apabila foton semacam ini mengenai inti atom berat, foton tersebut akan lenyap dan sebagai gantinya timbul sepasang elektron-positron. Positron adalah partikel yang massanya sama dengan elektron dan bermuatan listrik positif yang besarnya juga sama dengan muatan elektron. Proses ini memenuhi hukum kekekalan energi:


Oleh karena itu proses ini hanya bisa berlangsung bilamana energi foton yang datang minimal

adalah massa diam elektron dan c adalah kecepatan cahaya.
Berkaitan dengan uraian ini maka nilai atau besaran absorpsi linier akan bergantung pada energi foton yang datang disamping bergantung pada jenis media/materi/zat yang dilaluinya atau bergantung pada nomor atom (Z) media/materi yang dilaluinya.

d. Emisi Sekunder

Emisi sekunder dapat juga terjadi pada efek fotolistrik karena disebabkan oleh dua hal sebagai berikut :

Pertama :
Karena energinya besar elektron yang dilepaskan adalah elektron dari orbit yang lebih dalam pada unsur bernomor atom besar, maka lowongan elektron ini akan diisi oleh elektron dari orbit yang lebih luar. Apabila pelepasan elektron terjadi pada orbit K, maka transisi ini akan disertai dengan emisi foton dengan berbagai karakteristik berupa radiasi sinar-X karakteristik yang dikenal dengan ”radiasi fluoresensi”.

Kedua:
Kadang-kadang foton ini menumbuk elektron dari orbit yang lebih luar dari atom dan melepaskan elektron ini. Elektron tersebut memiliki energi kinetik yang sama dengan energi sinar-X karakteristik dikurangi dengan energi ikat elektron tersebut dalam orbitnya dalam orbitnya dan sisebut elektron Auger.
Rangkuman interaksi foton dengan materi (yang utama, dari antara serangkaian interaksi yang rumit)


INTERAKSI RADIASI NETRON

Apa yang terjadi apabila partikel neutron berinteraksi dengan materi?

Neutron merupakan salah satu partikel pembentuk inti atom yang tidak bermuatan listrik. Neutron dapat dihasilkan dalam reaksi fisi dan reaksi-reaksi nuklir lainnya. Pada umumnya neutron bebas yang berasal dari reaksi nuklir tersebut berenergi tinggi, dengan energi lebih besar dari 0,10 MeV. Energi ini akan makin menurun selama gerakannya di dalam bahan penyerap, karena tumbukan dengan atom-atom bahan tersebut. Neutron-neutron tersebut akan menjadi neutron thermal (dengan energi sekitar 0,025 eV).
Interaksi neutron dengan materi dapat terjadi dengan tiga cara :
- tumbukan elastis
- tumbukan tak elastis
- penangkapan

Tumbukan elastis dan tak elastis antara neutron dengan atom-atom bahan penyerap menyebabkan energi neutron-cepat maupun neutron-sedang makin berkurang dan akan mencapai daerah energi neutron thermal (lambat). Neutron-lambat inilah yang berpeluang dapat ditangkap oleh inti atom bahan penyerap.

Tumbukan Elastis
Dalam tumbukan elastis antara neutron dengan atom bahan penyerap, sebagian energi kinetik neutron diberikan ke inti atom terkait dalam bentuk energi kinetik, dan berarti inti atom yang ditumbuk tersebut bergerak. Sementara itu neutron penumbuk dibelokkan/dihamburkan.
Energi neutron yang dialihkan ke partikel yang ditumbuk antara lain ditentukan oleh massa dari partikel yang ditumbuk. Neutron akan kehilangan paling banyak energi kinetiknya bila bertumbukan dengan partikel yang sama atau hampir sama massanya (misalnya neutron atau proton) atau setidak-tidaknya yang massanya tidak jauh berbeda. Di dalam aplikasinya, air, beton dan parafin merupakan bahan yang baik untuk perisai terhadap radiasi neutron.

Tumbukan Tak Elastis
Interaksi yang lebih rumit adalah interaksi antara neutron-cepat atau yang berenergi sedang dengan target yang massanya jauh lebih besar dari pada neutron sendiri. Dalam hal ini neutron dapat terserap oleh inti atom target. Inti atom penyerap neutron tersebut menjadi tereksitasi. Pada saat inti atom tereksitasi tersebut kembali ke keadaan semula, terpancarlah sinar gamma. Tumbukan semacam inilah yang disebut tumbukan tak elastis. Kebolehjadian terjadinya tumbukan tak elastis ini bergantung kepada energi kinetik neutron penumbuk. Makin besar energi neutron, maka makin besar kemungkinan terjadinya tumbukan tak elastis tersebut.

Penangkapan Neutron
Neutron-cepat dan neutron-sedang yang diperlambat melalui tumbukan elastis dan tak elastis akanmenjadi neutron thermal dengan orde sekitar 0,025 eV. Neutron ini berpeluang besar untuk ditangkap oleh inti atom bahan penyerap.
Inti atom baru yang dalam keadaan tereksitasi dari hasil penyerapan neutron, dengan nomor massa (A+1), dapat memancarkan sinar gamma untuk menuju ke keadaan yang lebih stabil (A = nomor massa inti atom sebelum menyerap satu neutron).
Penangkapan neutron dapat juga menghasilkan reaksi-reaksi sebagai berikut :
Q Penangkapan neutron oleh inti atom ringan dapat menghasilkan emisi proton
Q Penangkapan neutron oleh inti atom boron dan lithium dapat menghasilkan emisi alpha.
Q Penangkapan neutron oleh inti atom berat dapat menghasilkan fisi / pembelahan inti (seperti pada uranium-235, plutonium-239, dan uranium-233).
Penangkapan neutron oleh inti atom stabil dapatQ menghasilkan isotop radioaktif seperti pada proses aktivasi neutron. Contoh: aktivasi neutron terhadap iridium stabil Ir-191 menghasilkan radioisotop Ir-192 (pemancar radiasi beta dan gamma), yang biasa digunakan dalam kegiatan radiografi.
Kemampuan bahan penyerap untuk menangkap neutron bergantung kepada penampang lintang penangkapan (capture cross section) dari masing-masing bahan, dengan satuan barn

Cadmium, lithium dan boron merupakan penyerap neutron thermal yang baik, akan tetapi penyerapan neutron oleh inti atom cadmium dan boron diikuti oleh radiasi gamma yang harus diperhitungkan pada desain pembuatan perisai radiasi.
Kombinasi antara polyethylene dengan boron atau lithium merupakan perisai radiasi neutron yang baik. Atom-atom hidrogen di dalam polyethlene memperlambat neutron, yang selanjutnya mudah ditangkap oleh inti atom boron atau lithium. Partikel alpha yang terbentuk akibat reaksi neutron dengan inti atom boron atau lithium ini cepat teratenuasi (menurun intensitasnya), sehingga bahaya yang ada tinggal dari sinar gamma dengan energi 0,48 MeV yang berasal dari interaksi boron serta kemungkinan sinar gamma dengan energi 2,26 MeV yang merupakan hasil apabila terjadi interaksi antara hidrogen dengan neutron yang terserap. Penyerapan neutron thermal oleh hidrogen tidak lazim, karena penampang lintangnya (cross section) relatif kecil.
Rangkuman interaksi neutron dengan materi dapat dilihat pada tabel sebagai berikut :