Dasar Teori Listrik, Rangkaian Elektronik, dan Kontrol Otomatis (DC, AC, Elektromagnetisme, Semikonduktor, Rangkaian Logika, Kontrol)
電気理論・電子回路・自動制御の基礎（直流・交流・電磁気・半導体・論理回路・制御）
Sertifikat Perakitan Peralatan Listrik – Panel 電気機器組立て (teori Kelas 2) · 技能検定「電気機器組立て」2級 学科（配電盤・制御盤組立て） · Disusun oleh Tokutei Pass berdasarkan materi resmi; tidak disalin kata per kata.
オームの法則・キルヒホッフの法則・直並列合成抵抗とホイートストンブリッジ
Hukum Ohm, Hukum Kirchhoff, Resistansi Ekivalen Seri-Paralel, dan Jembatan Wheatstone
導体に流れる電流 I（A）は加えた電圧 V（V）に比例し、電気抵抗 R（Ω）に反比例します。これを「オームの法則（I ＝ V ÷ R、V ＝ I × R）」といい、一定の抵抗に流れる電流は電圧に比例して増加します。
Arus I (A) yang mengalir melalui penghantar berbanding lurus dengan tegangan V (V) yang diberikan dan berbanding terbalik dengan resistansi listrik R (Ω). Ini disebut "Hukum Ohm (I = V ÷ R, V = I × R)", di mana arus pada resistansi tetap meningkat sebanding dengan tegangan.
複雑な回路網の計算には「キルヒホッフの法則」を用います。第1法則（電流則）は「回路内の任意の接続点に流入する電流の和と流出する電流の和は等しい」、第2法則（電圧則）は「閉回路における起電力の和と電圧降下の和は等しい」という法則です。
Perhitungan jaringan rangkaian yang rumit menggunakan "Hukum Kirchhoff". Hukum ke-1 (hukum arus) menyatakan "jumlah arus yang masuk ke titik cabang mana pun sama dengan jumlah arus yang keluar"; Hukum ke-2 (hukum tegangan) menyatakan "jumlah gaya gerak listrik dalam rangkaian tertutup sama dengan jumlah jatuh tegangan".
複数の抵抗を直列接続した合成抵抗は「R ＝ R1 ＋ R2」となり、各抵抗には抵抗値に比例した電圧が分圧されます。一方、並列接続の合成抵抗は「R ＝（R1 × R2）÷（R1 ＋ R2）」（和分の積）となり、各枝路には抵抗値の逆比で電流が分流します。
Resistansi gabungan dari beberapa resistor seri adalah "R = R1 + R2", di mana tegangan terbagi sebanding dengan nilai resistansinya. Sebaliknya, resistansi gabungan sambungan paralel adalah "R = (R1 × R2) ÷ (R1 + R2)" (hasil kali dibagi jumlah), dan arus terbagi berbanding terbalik dengan resistansi tiap cabang.
例えば6Ωと3Ωの並列回路（合成 2Ω）に8Ωの抵抗を直列につないで100Vを加えると、全体の合成抵抗は「2 ＋ 8 ＝ 10Ω」、全体電流は「100 ÷ 10 ＝ 10A」となり、並列部の6Ω側には「10A × 3 ÷（6 ＋ 3）＝ 3.33A」が流れます。
Misalnya jika rangkaian paralel 6Ω dan 3Ω (gabungan 2Ω) dihubungkan seri dengan resistor 8Ω lalu diberi tegangan 100V, resistansi totalnya adalah "2 + 8 = 10Ω", arus totalnya "100 ÷ 10 = 10A", dan pada sisi 6Ω mengalir arus "10A × 3 ÷ (6 + 3) = 3.33A".
また未知の抵抗を精密測定する「ホイートストンブリッジ回路」では、中央の検流計Gに電流が流れない平衡状態のとき、向かい合う辺の抵抗の積が等しくなる「R1 × R4 ＝ R2 × R3」が成り立ちます（例：10Ω × 6Ω ＝ 20Ω × R より R ＝ 3Ω）。
Selain itu pada "rangkaian jembatan Wheatstone" untuk mengukur resistansi secara presisi, saat kondisi seimbang (tidak ada arus mengalir melalui galvanometer G di tengah), hasil kali resistansi sisi yang berhadapan adalah sama yaitu "R1 × R4 = R2 × R3" (contoh: 10Ω × 6Ω = 20Ω × R menghasilkan R = 3Ω).
Poin penting
- オームの法則により電流は「I ＝ V ÷ R」で表され、抵抗が一定なら電流は電圧に比例する
Menurut Hukum Ohm, arus dinyatakan sebagai "I = V ÷ R"; jika resistansi konstan maka arus berbanding lurus dengan tegangan - 2個の抵抗の並列合成抵抗は「R ＝（R1 × R2）÷（R1 ＋ R2）」で求め、直並列回路は並列部から順に合成する
Resistansi gabungan paralel 2 resistor adalah "R = (R1 × R2) ÷ (R1 + R2)", dan rangkaian seri-paralel dihitung mulai dari bagian paralelnya - ホイートストンブリッジが平衡（検流計の電流が0）のとき、対辺の積「R1 × R4 ＝ R2 × R3」が成り立つ
Saat jembatan Wheatstone seimbang (arus galvanometer = 0), berlaku hasil kali sisi berhadapan "R1 × R4 = R2 × R3"
| Kosakata | Arti |
|---|---|
| オームの法則（V ＝ I × R） | Hukum Ohm (V = I × R) |
| キルヒホッフの第1法則・第2法則 | Hukum ke-1 dan ke-2 Kirchhoff |
| 直並列合成抵抗と分圧・分流 | Resistansi gabungan seri-paralel serta pembagian tegangan dan arus |
| ホイートストンブリッジの平衡条件 | Syarat keseimbangan jembatan Wheatstone |
導体の電気抵抗（長さ・断面積・直径の関係）と電力・ジュールの法則
Resistansi Listrik Penghantar (Hubungan Panjang, Luas Penampang, Diameter) dan Daya / Hukum Joule
電線などの導体の電気抵抗 R（Ω）は、材料固有の「抵抗率」と導体の「長さ l（m）」に比例し、導体の「断面積 A（mm²）」に反比例します。また丸線の断面積 A は「直径 d の2乗（d²）」に比例します。
Resistansi listrik R (Ω) suatu penghantar seperti kawat berbanding lurus dengan "resistivitas (hambat jenis)" bahan dan "panjang l (m)" penghantar, serta berbanding terbalik dengan "luas penampang A (mm²)". Selain itu, luas penampang A kawat bulat berbanding lurus dengan "kuadrat diameter d (d²)".
したがって、丸線の直径 d が「2倍」になると断面積 A は「2² ＝ 4倍」になり、単位長あたりの電気抵抗は「1/4（4分の1）」に減ります。逆に、直径1mm・長さ1mの銅線と同じ抵抗値を直径2mm（断面積4倍）の銅線で得るには、長さを4倍の「4m」にする必要があります。
Oleh karena itu, jika diameter d kawat bulat menjadi "2 kali lipat", luas penampang A menjadi "2² = 4 kali lipat" dan resistansi per satuan panjang berkurang menjadi "1/4 (seperempat)". Sebaliknya, agar kawat tembaga berdiameter 2mm (luas penampang 4 kali lipat) memiliki resistansi yang sama dengan kawat tembaga berdiameter 1mm sepanjang 1m, panjangnya harus dijadikan 4 kali lipat yaitu "4m".
純金属（銅やアルミニウムなど）の電気抵抗は、温度が上昇すると増加する「正の抵抗温度係数」を持ちます。一方、炭素（カーボン）や半導体（サーミスタなど）は温度が上がると抵抗が減少する性質があります。
Resistansi listrik logam murni (seperti tembaga dan aluminium) memiliki "koefisien suhu resistansi positif" yang meningkat saat suhu naik. Sebaliknya, karbon dan semikonduktor (seperti termistor) memiliki sifat resistansi yang menurun saat suhu naik.
直流回路で1秒間に消費される電力 P（単位：W）は「P ＝ V × I ＝ I² × R ＝ V² ÷ R」で求められ、電力 P（W）に時間 t（h）を掛けたものを電力量 W（WhまたはkWh）といいます。
Daya P (satuan: W) yang dikonsumsi per detik pada rangkaian DC dihitung dengan "P = V × I = I² × R = V² ÷ R", dan hasil kali daya P (W) dengan waktu t (jam) disebut energi listrik W (Wh atau kWh).
抵抗 R（Ω）に電流 I（A）を t 秒間流したときに発生する熱量（ジュール熱）Q（単位：J）は、「ジュールの法則」により「Q ＝ P × t ＝ I² × R × t［J］」となります（1 W・s ＝ 1 J であり、1 kWh ＝ 3600 kJ に相当します）。
Kalor (panas Joule) Q (satuan: J) yang dihasilkan ketika arus I (A) mengalir melalui resistansi R (Ω) selama t detik menurut "Hukum Joule" adalah "Q = P × t = I² × R × t (J)" (1 W·s = 1 J, dan 1 kWh setara dengan 3600 kJ).
Poin penting
- 導体の抵抗は長さに比例し断面積（直径の2乗）に反比例するため、直径2倍の電線で同じ抵抗にするには長さを「4倍」にする
Resistansi penghantar berbanding lurus dengan panjang dan berbanding terbalik dengan luas penampang (kuadrat diameter), sehingga kawat berdiameter 2 kali lipat harus memiliki panjang "4 kali lipat" agar resistansinya sama - 銅やアルミなどの金属導体は、温度が上がると電気抵抗が増加する（正の温度係数）
Penghantar logam seperti tembaga dan aluminium mengalami kenaikan resistansi listrik saat suhu naik (koefisien suhu positif) - ジュールの法則により、電流による発熱量は「Q ＝ I² × R × t［J］」となり電流の2乗に比例する
Menurut Hukum Joule, jumlah kalor yang dihasilkan arus listrik adalah "Q = I² × R × t (J)", sebanding dengan kuadrat arus
| Kosakata | Arti |
|---|---|
| 抵抗率と導体の長さ・断面積（直径の2乗） | Resistivitas serta panjang dan luas penampang (kuadrat diameter) penghantar |
| 抵抗温度係数（金属は温度上昇で抵抗増） | Koefisien suhu resistansi (resistansi logam naik saat suhu meningkat) |
| 電力（W）と電力量（Wh・kWh） | Daya listrik (W) dan energi listrik (Wh, kWh) |
| ジュールの法則（Q ＝ I² × R × t［J］） | Hukum Joule (Q = I² × R × t (J)) |
静電気とコンデンサの静電容量・直並列合成容量・蓄えられるエネルギー
Elektrostatika dan Kapasitansi Kapasitor, Kapasitansi Gabungan Seri-Paralel, serta Energi Tersimpan
帯電した2つの電荷の間に働く静電力は、電荷の積に比例し距離の2乗に反比例します（クーロンの法則）。2枚の金属極板の間に誘電体（絶縁物）を挟んだ「コンデンサ」の静電容量 C（単位：F または μF）は、誘電率と極板面積 S に比例し、極板間距離 d に反比例します。
Gaya elektrostatik antara dua muatan listrik berbanding lurus dengan hasil kali muatan dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya (Hukum Coulomb). Kapasitansi C (satuan: F atau μF) dari "kapasitor" yang mengapit dielektrik (isolator) di antara dua pelat logam berbanding lurus dengan permitivitas dan luas pelat S, serta berbanding terbalik dengan jarak antar pelat d.
静電容量 C（F）のコンデンサに電圧 V（V）を加えたときに蓄えられる電荷（電気量）Q（C：クーロン）は「Q ＝ C × V」であり、蓄えられる静電エネルギー W（J）は「W ＝ 0.5 × C × V²」で表されます。
Ketika tegangan V (V) diberikan pada kapasitor berkapasitansi C (F), muatan listrik Q (C: coulomb) yang tersimpan adalah "Q = C × V", dan energi elektrostatik W (J) yang tersimpan dinyatakan dengan "W = 0.5 × C × V²".
複数のコンデンサを「並列接続」したときの合成静電容量 C は、極板面積が増えるのと同じため各容量の単純な和「C ＝ C1 ＋ C2 ＋ C3」となります（抵抗の直並列の公式と逆になる点に注意します）。
Saat beberapa kapasitor dihubungkan "paralel", kapasitansi gabungan C sama seperti penambahan luas pelat sehingga merupakan penjumlahan langsung "C = C1 + C2 + C3" (perhatikan bahwa ini kebalikan dari rumus seri-paralel resistor).
一方、コンデンサを「直列接続」したときの合成静電容量 C は逆数の和「1/C ＝ 1/C1 ＋ 1/C2 ＋ 1/C3」から求めます。2個直列なら「C ＝（C1 × C2）÷（C1 ＋ C2）」、3個直列なら「C ＝（C1 × C2 × C3）÷（C1×C2 ＋ C2×C3 ＋ C3×C1）」となります。
Sebaliknya, saat kapasitor dihubungkan "seri", kapasitansi gabungan C dihitung dari jumlah kebalikannya "1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3". Untuk 2 kapasitor seri "C = (C1 × C2) ÷ (C1 + C2)", dan untuk 3 kapasitor seri "C = (C1 × C2 × C3) ÷ (C1×C2 + C2×C3 + C3×C1)".
またコンデンサを直列接続して電圧を加えると、各コンデンサに蓄えられる電荷 Q は等しくなり、各コンデンサに分圧される電圧は「静電容量 C に反比例」します（容量が小さいコンデンサほど高い電圧がかかります）。
Selain itu, bila kapasitor dihubungkan seri dan diberi tegangan, muatan Q yang tersimpan pada tiap kapasitor adalah sama, sedangkan tegangan yang terbagi pada tiap kapasitor "berbanding terbalik dengan kapasitansi C" (semakin kecil kapasitansinya, semakin tinggi tegangan yang ditanggung).
Poin penting
- コンデンサの電荷は「Q ＝ C × V」、エネルギーは「W ＝ 0.5 × C × V²」であり、静電容量は面積に比例し極板間隔に反比例する
Muatan kapasitor adalah "Q = C × V", energinya "W = 0.5 × C × V²", dan kapasitansi berbanding lurus dengan luas pelat serta berbanding terbalik dengan jarak antar pelat - コンデンサの並列合成容量は「C ＝ C1 ＋ C2 ＋ C3」、直列合成容量は逆数の和「1/C ＝ 1/C1 ＋ 1/C2 ＋ 1/C3」となる
Kapasitansi gabungan paralel adalah "C = C1 + C2 + C3", sedangkan kapasitansi gabungan seri adalah jumlah kebalikannya "1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3" - 3個のコンデンサ C1・C2・C3 の直列合成容量は「（C1 × C2 × C3）÷（C1×C2 ＋ C2×C3 ＋ C3×C1）」で表される
Kapasitansi gabungan seri 3 kapasitor C1, C2, C3 dinyatakan sebagai "(C1 × C2 × C3) ÷ (C1×C2 + C2×C3 + C3×C1)"
| Kosakata | Arti |
|---|---|
| クーロンの法則と静電容量（C） | Hukum Coulomb dan kapasitansi (C) |
| 電荷（Q ＝ C × V）と静電エネルギー | Muatan listrik (Q = C × V) dan energi elektrostatik |
| コンデンサの並列合成容量と直列合成容量 | Kapasitansi gabungan paralel dan seri kapasitor |
| コンデンサ直列接続時の逆比例分圧 | Pembagian tegangan berbanding terbalik pada sambungan seri kapasitor |
電流の磁気作用・フレミングの左手の法則と右手の法則・レンツの法則
Efek Magnetik Arus, Aturan Tangan Kiri dan Tangan Kanan Fleming, serta Hukum Lenz
導線に電流を流すと、その周囲に右ねじを進める向きの回転方向に磁界が発生します。これを「アンペアの右ねじの法則（右ねじの法則）」といい、ソレノイド（コイル）に電流を流したときの磁極（N極・S極）の向きもこの法則で決まります。
Saat arus dialirkan melalui kawat penghantar, timbul medan magnet di sekelilingnya searah putaran majunya sekrup kanan. Ini disebut "aturan sekrup kanan Ampere", dan arah kutub magnet (kutub N, kutub S) saat arus dialirkan ke solenoida (kumparan) juga ditentukan oleh aturan ini.
磁界中の導体に電流を流すと電磁力 F（N）が働き、その向きは「フレミングの左手の法則（電動機の原理）」に従います。左手の3指を互いに直角に開いたとき、「中指＝電流の向き、人差し指＝磁界の向き、親指＝電磁力（運動）の向き」を表します。
Saat arus mengalir pada penghantar di dalam medan magnet, bekerja gaya elektromagnetik F (N) yang arahnya mengikuti "aturan tangan kiri Fleming (prinsip motor listrik)". Saat membuka ibu jari, telunjuk, dan jari tengah tangan kiri saling tegak lurus: "jari tengah = arah arus, jari telunjuk = arah medan magnet, ibu jari = arah gaya elektromagnetik (gerak)".
逆に、磁界中で導体を動かしたときに発生する誘導起電力 e（V）の向きは「フレミングの右手の法則（発電機の原理）」に従い、右手の「親指＝導体の運動方向、人差し指＝磁界の向き、中指＝誘導起電力の向き」となります。
Sebaliknya, arah GGL induksi e (V) yang timbul saat menggerakkan penghantar di dalam medan magnet mengikuti "aturan tangan kanan Fleming (prinsip generator)": pada tangan kanan, "ibu jari = arah gerak penghantar, jari telunjuk = arah medan magnet, jari tengah = arah GGL induksi".
コイルを貫く磁束が変化するとき、磁束の時間的変化率に比例した大きさの誘導起電力が発生する現象を「ファラデーの電磁誘導の法則」といい、その誘導起電力の向きが「磁束の変化を妨げる方向」になることを「レンツの法則」といいます。
Fenomena timbulnya GGL induksi yang besarnya sebanding dengan laju perubahan fluks magnetik terhadap waktu saat fluks yang menembus kumparan berubah disebut "Hukum induksi elektromagnetik Faraday", dan sifat bahwa arah GGL induksi tersebut selalu "menentang perubahan fluks magnetik" disebut "Hukum Lenz".
誘導形電力量計のアルミニウム円板が移動磁界とうず電流の作用で回転し、制動磁石で速度制御される原理などには、この「レンツの法則（電磁誘導作用）」が応用されています。またコイル自身の電流変化で起電力が生じる現象を自己誘導（インダクタンス L［H］）といいます。
Prinsip berputarnya piringan aluminium kWh meter tipe induksi akibat medan magnet bergerak dan arus eddy serta pengendalian kecepatannya oleh magnet pengerem merupakan penerapan "Hukum Lenz (aksi induksi elektromagnetik)". Selain itu, timbulnya GGL akibat perubahan arus kumparan itu sendiri disebut induksi diri (induktansi L (H)).
Poin penting
- 「フレミングの左手の法則（電動機）」では、中指が電流、人差し指が磁界、親指が電磁力（力）の向きを示す
Pada "aturan tangan kiri Fleming (motor)", jari tengah menunjukkan arus, jari telunjuk menunjukkan medan magnet, dan ibu jari menunjukkan arah gaya elektromagnetik - 「フレミングの右手の法則（発電機）」では、親指が運動、人差し指が磁界、中指が誘導起電力の向きを示す
Pada "aturan tangan kanan Fleming (generator)", ibu jari menunjukkan gerak, jari telunjuk menunjukkan medan magnet, dan jari tengah menunjukkan arah GGL induksi - 電磁誘導において「磁束の変化を妨げる向き」に誘導電流が流れる法則を「レンツの法則」といい、電力量計の円板回転等に応用される
Dalam induksi elektromagnetik, hukum bahwa arus induksi mengalir ke "arah yang menentang perubahan fluks magnetik" disebut "Hukum Lenz", diterapkan pada putaran piringan kWh meter
| Kosakata | Arti |
|---|---|
| アンペアの右ねじの法則 | Aturan sekrup kanan Ampere |
| フレミングの左手の法則（中指＝電流・人差し指＝磁界・親指＝力） | Aturan tangan kiri Fleming (jari tengah = arus, telunjuk = medan magnet, ibu jari = gaya) |
| フレミングの右手の法則（誘導起電力の向き） | Aturan tangan kanan Fleming (arah GGL induksi) |
| ファラデーの電磁誘導とレンツの法則 | Induksi elektromagnetik Faraday dan Hukum Lenz |
単相交流回路（実効値・位相差・リアクタンス計算・インピーダンス）
Rangkaian AC Satu Fasa (Nilai Efektif, Beda Fasa, Perhitungan Reaktansi, Impedansi)
サイン波交流の大きさは通常「実効値」で表され、最大値（波高値）Vm は実効値 V の「ルート2倍（約1.41倍）」（V ＝ Vm ÷ 1.41）となります。また1秒間のサイクル数である周波数 f（Hz）と周期 T（s）には「f ＝ 1 ÷ T」の関係があります。
Besarnya arus bolak-balik gelombang sinus biasanya dinyatakan dengan "nilai efektif (RMS)", dan nilai maksimum (nilai puncak) Vm adalah "akar 2 kali (sekitar 1.41 kali)" dari nilai efektif V (V = Vm ÷ 1.41). Selain itu, frekuensi f (Hz) yaitu jumlah siklus per detik dan periode T (s) memiliki hubungan "f = 1 ÷ T".
交流回路における電圧と電流の位相差は、抵抗 R のみの回路では「同相（位相差 0°）」、コイル（インダクタンス L）のみの回路では「電流が電圧より 90°（π/2 rad）遅れる」、コンデンサ（静電容量 C）のみの回路では「電流が電圧より 90°（π/2 rad）進む」となります。
Mengenai beda fasa antara tegangan dan arus pada rangkaian AC: pada rangkaian resistor R murni adalah "sefasa (beda fasa 0°)", pada rangkaian kumparan (induktansi L) murni "arus tertinggal (lagging) 90° (π/2 rad) dari tegangan", dan pada rangkaian kapasitor (kapasitansi C) murni "arus mendahului (leading) 90° (π/2 rad) dari tegangan".
コイルの誘導性リアクタンス XL（Ω）は「XL ＝ 2 × π × f × L」で求まります。例えば L ＝ 5 H のコイルに 100V・50Hz を加えると「XL ＝ 2 × 3.14 × 50 × 5 ＝ 1570 Ω」となり、電流は「I ＝ 100 ÷ 1570 ＝ 約0.064 A」が流れます。
Reaktansi induktif XL (Ω) kumparan dihitung dengan "XL = 2 × π × f × L". Misalnya jika kumparan L = 5 H diberi tegangan 100V, 50Hz maka "XL = 2 × 3.14 × 50 × 5 = 1570 Ω", dan mengalir arus sebesar "I = 100 ÷ 1570 = sekitar 0.064 A".
コンデンサの容量性リアクタンスは「XC ＝ 1 ÷（2 × π × f × C）」です。R・L・C直列回路ではインピーダンス Z の2乗が「Z² ＝ R² ＋（XL − XC）²」となり、XL ＝ XC のとき「直列共振」が起きてインピーダンスが最小（Z ＝ R）になります。
Reaktansi kapasitif kapasitor adalah "XC = 1 ÷ (2 × π × f × C)". Pada rangkaian seri R-L-C, kuadrat impedansi Z adalah "Z² = R² + (XL − XC)²", dan ketika XL = XC terjadi "resonansi seri" sehingga impedansi menjadi minimum (Z = R).
単相交流回路の皮相電力は「S ＝ V × I［VA］」、有効電力（消費電力）は力率 cosφ（＝ R ÷ Z）を掛けた「P ＝ V × I × cosφ［W］」、無効電力は「Q ＝ V × I × sinφ［var］」となります。
Pada rangkaian AC satu fasa, daya semu adalah "S = V × I (VA)", daya aktif (daya konsumsi) dikalikan faktor daya cosφ (= R ÷ Z) adalah "P = V × I × cosφ (W)", dan daya reaktif adalah "Q = V × I × sinφ (var)".
Poin penting
- コイル（L）のみの交流回路では電流の位相が電圧より「90°遅れ」、コンデンサ（C）のみの回路では「90°進む」
Pada rangkaian AC kumparan (L) murni, fasa arus "tertinggal 90°" dari tegangan, sedangkan pada rangkaian kapasitor (C) murni "mendahului 90°" - 誘導性リアクタンスは「XL ＝ 2 × π × f × L」であり、50Hz・100Vの電源に L ＝ 5H を接続すると XL ＝ 1570Ω、I ＝ 約0.064A となる
Reaktansi induktif adalah "XL = 2 × π × f × L"; menghubungkan L = 5H ke sumber 50Hz, 100V menghasilkan XL = 1570Ω dan arus I = sekitar 0.064A - 直列回路のインピーダンスは「Z² ＝ R² ＋（XL − XC）²」、力率は「cosφ ＝ R ÷ Z」で表される
Impedansi rangkaian seri adalah "Z² = R² + (XL − XC)²", dan faktor daya dinyatakan dengan "cosφ = R ÷ Z"
| Kosakata | Arti |
|---|---|
| 実効値と最大値（Vm ＝ 1.41 × V） | Nilai efektif (RMS) dan nilai maksimum (Vm = 1.41 × V) |
| 位相の遅れ（コイル90°遅れ）と進み（コンデンサ90°進み） | Fasa tertinggal (kumparan tertinggal 90°) dan mendahului (kapasitor mendahului 90°) |
| 誘導性リアクタンス（XL ＝ 2 × π × f × L） | Reaktansi induktif (XL = 2 × π × f × L) |
| インピーダンス（Z）と力率（cosφ） | Impedansi (Z) dan faktor daya (cosφ) |
三相交流回路（Y結線・△結線）と三相電力の計算・進相コンデンサ
Rangkaian AC Tiga Fasa (Hubungan Y dan △), Perhitungan Daya Tiga Fasa, dan Kapasitor Daya
対称三相交流は、大きさと周波数が等しい3つの単相交流起電力が互いに「120°（2π/3 rad）」ずつ位相がずれた交流です。結線方式には「スター（Y）結線」と「デルタ（△）結線」の2種類があります。
AC tiga fasa simetris terdiri dari 3 GGL AC satu fasa dengan besar dan frekuensi sama yang bergeser fasa sebesar "120° (2π/3 rad)" satu sama lain. Ada 2 metode hubungan yaitu "hubungan bintang (Y)" dan "hubungan delta (△)".
「スター（Y）結線」では線電流 Il ＝ 相電流 Ip であり、線間電圧 Vl は相電圧 Vp の「ルート3倍（約1.73倍）」となります。一方「デルタ（△）結線」では線間電圧 Vl ＝ 相電圧 Vp であり、線電流 Il が相電流 Ip の「ルート3倍（約1.73倍）」となります。
Pada "hubungan bintang (Y)", arus saluran Il = arus fasa Ip, dan tegangan antar saluran Vl adalah "akar 3 kali (sekitar 1.73 kali)" tegangan fasa Vp. Sebaliknya pada "hubungan delta (△)", tegangan antar saluran Vl = tegangan fasa Vp, dan arus saluran Il adalah "akar 3 kali (sekitar 1.73 kali)" arus fasa Ip.
三相交流回路の消費電力（有効電力）P（W）は、Y結線・△結線のどちらでも、線間電圧 E（または V）、線電流 I、力率 cosφ を用いて「P ＝ ルート3 × E × I × cosφ（約 1.73 × E × I × cosφ）［W］」の公式で求められます。
Daya konsumsi (daya aktif) P (W) rangkaian AC tiga fasa, baik hubungan Y maupun △, dihitung menggunakan tegangan antar saluran E (atau V), arus saluran I, dan faktor daya cosφ dengan rumus "P = akar 3 × E × I × cosφ (sekitar 1.73 × E × I × cosφ) (W)".
なお相電圧 Ep と相電流 Ip を用いる場合は1相分の電力の3倍となるため「P ＝ 3 × Ep × Ip × cosφ」となります（線間電圧と線電流の式の係数を3や1/3とする選択肢は誤りです）。
Perhatikan bahwa jika menggunakan tegangan fasa Ep dan arus fasa Ip, nilainya 3 kali daya satu fasa yaitu "P = 3 × Ep × Ip × cosφ" (pilihan yang menulis koefisien 3 atau 1/3 pada rumus tegangan saluran dan arus saluran adalah salah).
誘導電動機等の負荷は遅れ力率であるため、盤内に負荷と並列に「電力用コンデンサ（進相コンデンサ SC）」を接続し、進み無効電流で遅れ無効電流を打ち消して「力率（cosφ）を改善」し、線路損失を低減します。また高調波対策としてコンデンサと直列に「直列リアクトル（SR）」を接続します。
Karena beban seperti motor induksi memiliki faktor daya tertinggal (lagging), dipasang "kapasitor daya (kapasitor pemaju fasa SC)" secara paralel dengan beban di dalam panel agar arus reaktif mendahului meniadakan arus reaktif tertinggal, guna "memperbaiki faktor daya (cosφ)" dan mengurangi rugi saluran. Selain itu dipasang "reaktor seri (SR)" secara seri dengan kapasitor untuk meredam harmonisa.
Poin penting
- Y結線では「線間電圧 ＝ ルート3 × 相電圧」、△結線では「線電流 ＝ ルート3 × 相電流」となる（ルート3は約1.73）
Pada hubungan Y berlaku "tegangan saluran = akar 3 × tegangan fasa", pada hubungan △ berlaku "arus saluran = akar 3 × arus fasa" (akar 3 sekitar 1.73) - 三相交流の消費電力は、線間電圧 E・線電流 I・力率 cosφ を用いて「P ＝ ルート3 × E × I × cosφ［W］」で求める
Daya konsumsi AC tiga fasa dihitung dengan tegangan saluran E, arus saluran I, dan faktor daya cosφ melalui rumus "P = akar 3 × E × I × cosφ (W)" - 誘導電動機等による回路の「遅れ力率」を改善するためには、負荷と並列に「電力用コンデンサ（進相コンデンサ）」を接続する
Untuk memperbaiki "faktor daya tertinggal" akibat motor induksi, hubungkan "kapasitor daya (kapasitor pemaju fasa)" secara paralel dengan beban
| Kosakata | Arti |
|---|---|
| スター（Y）結線とデルタ（△）結線 | Hubungan bintang (Y) dan hubungan delta (△) |
| 線間電圧・相電圧と線電流・相電流 | Tegangan saluran / tegangan fasa dan arus saluran / arus fasa |
| 三相消費電力（P ＝ 1.73 × E × I × cosφ） | Daya konsumsi tiga fasa (P = 1.73 × E × I × cosφ) |
| 電力用コンデンサ（進相コンデンサ）と力率改善 | Kapasitor daya (kapasitor pemaju fasa) dan perbaikan faktor daya |
半導体素子（p形・n形・ダイオードのA/K極性・トランジスタ・サイリスタ）
Komponen Semikonduktor (Tipe-p, Tipe-n, Polaritas A/K Dioda, Transistor, Thyristor)
シリコン（Si）やゲルマニウム（Ge）などの真性半導体に微量の不純物を加えたもののうち、正の電荷を持つ「正孔（ホール）」を多数キャリアとするものを「p形半導体」、負の電荷を持つ「電子（自由電子）」を多数キャリアとするものを「n形半導体」といいます。
Di antara semikonduktor intrinsik seperti silikon (Si) atau germanium (Ge) yang diberi sedikit ketidakmurnian (doping), bahan dengan pembawa mayoritas "hole (lubang)" bermuatan positif disebut "semikonduktor tipe-p", sedangkan yang pembawa mayoritasnya "elektron (elektron bebas)" bermuatan negatif disebut "semikonduktor tipe-n".
p形半導体とn形半導体を接合した「ダイオード（pn接合ダイオード）」では、p形側の端子を「アノード（A：陽極）」、n形側の端子を「カソード（K：陰極）」といい、図記号では三角形の底辺側がアノード（A・p形）、先端の棒線側がカソード（K・n形）です。
Pada "dioda (dioda sambungan pn)" yang menggabungkan semikonduktor tipe-p dan tipe-n, terminal sisi tipe-p disebut "Anoda (A: kutub positif)" dan terminal sisi tipe-n disebut "Katoda (K: kutub negatif)"; pada simbol gambar, sisi alas segitiga adalah Anoda (A, tipe-p) dan sisi garis batang di ujung lancip adalah Katoda (K, tipe-n).
ダイオードは「アノード（A）からカソード（K）の向き（順方向）」にのみ電流を流す整流作用を持ちます。直流リレー回路にダイオードを直列に入れる際、カソードを電源プラス側へ逆方向につなぐと電流が流れず動作しません。なおサージ吸収用ダイオードはコイルと並列に逆向きに接続します。
Dioda memiliki aksi penyearahan yang hanya mengalirkan arus ke "arah maju dari Anoda (A) ke Katoda (K)". Saat memasang dioda secara seri pada rangkaian relai DC, jika Katoda diarahkan ke sisi positif sumber (arah balik), arus tertahan sehingga relai tidak bekerja. Adapun dioda penyerap lonjakan (flywheel) dihubungkan paralel terbalik dengan koil.
3端子の「トランジスタ（pnp形・npn形）」はベース（B）・エミッタ（E）・コレクタ（C）を持ち、ベース電流でコレクタ電流を制御して増幅やスイッチングを行います。また「サイリスタ（SCR）」はゲート（G）に点弧パルスを与えるとアノード・カソード間が導通してON状態を保ちます。
"Transistor (tipe pnp dan npn)" 3 terminal memiliki Basis (B), Emitor (E), dan Kolektor (C), mengendalikan arus Kolektor melalui arus Basis untuk penguatan dan pensaklaran (switching). Selain itu, ketika "thyristor (SCR)" diberi pulsa pemicu pada Gate (G), ia menghantar antara Anoda-Katoda dan mempertahankan kondisi ON.
その他、逆方向の定電圧特性を利用する「ツェナーダイオード（定電圧ダイオード）」、順方向電流で発光する「発光ダイオード（LED）」、発光素子と受光素子を組み合わせて入出力間を電気的に絶縁して信号伝達する「フォトカプラ（PLCの入出力回路等に使用）」、インバータで用いる「IGBT」があります。
Selain itu terdapat "dioda Zener (dioda tegangan konstan)" yang memanfaatkan karakteristik tegangan konstan arah balik, "LED (dioda pancar cahaya)" yang menyala dengan arus maju, "photocoupler" yang menggabungkan elemen pemancar dan penerima cahaya untuk mengisolasi sinyal input-output secara elektrik (dipakai pada rangkaian I/O PLC), serta "IGBT" pada inverter.
Poin penting
- ダイオードは「p形半導体側がアノード（A）、n形半導体側がカソード（K）」であり、アノードからカソードへの順方向にのみ電流が流れる
Pada dioda, "sisi semikonduktor tipe-p adalah Anoda (A) dan sisi tipe-n adalah Katoda (K)", serta arus hanya mengalir pada arah maju dari Anoda ke Katoda - 直流回路でダイオードを逆方向（カソードをプラス側）に直列接続すると電流が流れず、電磁継電器のコイルは動作しない
Jika dioda dihubungkan seri secara terbalik (Katoda ke sisi positif) pada rangkaian DC, arus tidak mengalir sehingga koil relai elektromagnetik tidak bekerja - トランジスタはベース（B）・エミッタ（E）・コレクタ（C）の3端子で増幅・スイッチングを行い、フォトカプラは光で入出力間を絶縁伝送する
Transistor melakukan penguatan dan switching dengan 3 terminal Basis (B), Emitor (E), Kolektor (C), sedangkan photocoupler mentransmisikan sinyal terisolasi melalui cahaya
| Kosakata | Arti |
|---|---|
| p形半導体（正孔）とn形半導体（電子） | Semikonduktor tipe-p (hole) dan semikonduktor tipe-n (elektron) |
| ダイオードのアノード（A：p形）とカソード（K：n形） | Anoda (A: tipe-p) dan Katoda (K: tipe-n) pada dioda |
| トランジスタ（B・E・C）とサイリスタ（A・K・G） | Transistor (B, E, C) dan thyristor (A, K, G) |
| フォトカプラ・ツェナーダイオード・LED | Photocoupler, dioda Zener, dan LED |
論理回路（AND・OR・NOT・XOR）とフィードバック制御・PLC・センサ
Rangkaian Logika (AND, OR, NOT, XOR), Kontrol Umpan Balik (Feedback), PLC, dan Sensor
ディジタル回路の「基本論理回路」には、すべての入力が1のときだけ出力が1になる「論理積回路（AND：Y ＝ A・B）」、いずれか1つでも入力が1なら出力が1になる「論理和回路（OR：Y ＝ A ＋ B）」、入力を反転する「否定回路（NOT）」、およびそれらを否定した「NAND回路」「NOR回路」があります。
"Rangkaian logika dasar" dalam rangkaian digital meliputi "rangkaian AND (perkalian logika: Y = A·B)" yang bernilai 1 hanya jika semua input 1, "rangkaian OR (penjumlahan logika: Y = A + B)" yang bernilai 1 jika salah satu input 1, "rangkaian NOT (pembalik)" yang membalikkan input, serta kebalikannya yaitu "rangkaian NAND" dan "rangkaian NOR".
また2つの入力 A・B の値が「異なるとき（一方が1で他方が0のとき）だけ出力 Y が 1」になり、両方が0または両方が1のときは出力が0になる回路を「排他的論理和回路（XOR：エクスクルーシブオア）」といい、論理式では「Y ＝ A・Bバー ＋ Aバー・B」と表されます。
Selain itu, rangkaian yang "mengeluarkan output Y = 1 hanya ketika nilai kedua input A dan B berbeda (satu bernilai 1 dan lainnya 0)", serta mengeluarkan 0 ketika keduanya 0 atau keduanya 1 disebut "rangkaian Exclusive-OR (XOR)", yang dinyatakan dengan persamaan logika "Y = A·B-bar + A-bar·B".
自動制御は、あらかじめ定められた順序や条件に従って制御を進める「シーケンス制御」と、制御対象の出力（制御量）を検出して入力側へ戻し、「目標値と比較して一致させるように訂正動作を行うフィードバック制御」に大別されます。
Kontrol otomatis dibagi menjadi "kontrol sekuens (sequence control)" yang menjalankan kontrol mengikuti urutan atau kondisi yang telah ditetapkan, dan "kontrol umpan balik (feedback control)" yang mendeteksi output objek kontrol (variabel terkontrol) lalu mengembalikannya ke sisi input untuk "dibandingkan dengan nilai target dan melakukan tindakan koreksi agar sesuai".
制御盤の頭脳として用いられる「PLC（プログラマブルコントローラ）」は、CPU・メモリ・入力ユニット・出力ユニットで構成され、プログラムを先頭から末尾まで繰り返し走査（スキャン）して処理します。出力ユニットには交直両用の「リレー出力」、直流高速用の「トランジスタ出力」、交流用の「トライアック出力」があります。
"PLC (programmable logic controller)" yang digunakan sebagai otak panel kontrol terdiri dari CPU, memori, unit input, dan unit output, bekerja dengan memindai (scan) program berulang-ulang dari awal hingga akhir. Unit output terdiri dari "output relai" untuk AC/DC, "output transistor" untuk DC kecepatan tinggi, dan "output triac" untuk AC.
PLCや制御回路に接続される検出器（センサ）には、接触式の「リミットスイッチ」、非接触で金属や物体を検出する「近接スイッチ（高周波発振形・静電容量形）」や「光電スイッチ（透過形・反射形）」、温度を測る「熱電対（ゼーベック効果）」や「白金測温抵抗体（Pt100）」があります。
Detektor (sensor) yang dihubungkan ke PLC dan rangkaian kontrol meliputi "limit switch" tipe kontak, "proximity switch (tipe osilasi frekuensi tinggi dan kapasitif)" serta "photoelectric switch (tipe tembus dan pantul)" pendeteksi logam/benda tanpa kontak, ditambah pengukur suhu "termokopel (efek Seebeck)" dan "RTD platina (Pt100)".
Poin penting
- 2入力 A・B が異なるときのみ出力が1となる「排他的論理和（XOR）回路」の論理式は「Y ＝ A・Bバー ＋ Aバー・B」である
Persamaan logika untuk "rangkaian Exclusive-OR (XOR)" yang hanya mengeluarkan 1 saat kedua input A dan B berbeda adalah "Y = A·B-bar + A-bar·B" - 出力（制御量）を検出して目標値と比較し、一致させるように自動調整する制御方式を「フィードバック制御」という
Metode kontrol yang mendeteksi output (variabel terkontrol), membandingkannya dengan nilai target, dan mengatur secara otomatis agar cocok disebut "kontrol umpan balik (feedback control)" - PLCのプログラムは入力読込み・演算実行・出力書換えを周期的に繰り返す「スキャン方式」で動作する
Program PLC beroperasi dengan "metode scan" yang mengulang pembacaan input, eksekusi perhitungan, dan pembaruan output secara periodik
| Kosakata | Arti |
|---|---|
| 基本論理回路（AND・OR・NOT・NAND・NOR） | Rangkaian logika dasar (AND, OR, NOT, NAND, NOR) |
| 排他的論理和回路（XOR：Y ＝ A・Bバー ＋ Aバー・B） | Rangkaian Exclusive-OR (XOR: Y = A·B-bar + A-bar·B) |
| シーケンス制御とフィードバック制御（目標値との比較） | Kontrol sekuens dan kontrol umpan balik (perbandingan dengan nilai target) |
| PLC（プログラマブルコントローラ）と近接・光電スイッチ | PLC (programmable logic controller) serta proximity dan photoelectric switch |
Teori Rangkaian, Elektronika & Kontrol
Latihan soal bab ini di aplikasiReferensi resmi
- 中央職業能力開発協会（JAVADA）「技能検定 電気機器組立て 2級 学科試験基準（電気・磁気及び電気回路・電気計測・論理回路）」 — https://www.javada.or.jp/jigyou/gino/giken.html
- 日本産業規格「JIS C 1102 指示電気計器」「JIS C 0111 電気・電子技術図記号」 — https://www.jisc.go.jp/