Kemungkinan Kegagalan dalam Sistem Terbukti

Masalah berikut disusun dalam urutan dari yang paling mungkin ke yang paling kecil kemungkinannya, dari atas ke bawah.

Urutan ini sebagian besar ditentukan dari pengalaman pribadi memecahkan masalah listrik dan elektronik dalam aplikasi otomotif, industri, dan rumah.

Urutan ini juga mengasumsikan sirkuit atau sistem yang telah terbukti berfungsi seperti yang dirancang dan telah gagal setelah waktu pengoperasian yang lama.

Masalah yang dialami di sirkuit dan sistem yang baru dirakit tidak selalu menunjukkan probabilitas kejadian yang sama.

Kesalahan Operator

Penyebab kegagalan sistem yang sering terjadi adalah kesalahan manusia yang mengoperasikannya.

Penyebab masalah ini ditempatkan di bagian atas daftar, tetapi tentu saja, kemungkinan sebenarnya sangat bergantung pada individu tertentu yang bertanggung jawab atas operasi tersebut.

Ketika kesalahan operator adalah penyebab kegagalan, itu tidak mungkin bahwa itu akan diterima sebelum penyelidikan.

Saya tidak bermaksud mengatakan bahwa operator tidak kompeten dan tidak bertanggung jawab—sebaliknya:orang-orang ini sering kali menjadi guru terbaik Anda untuk mempelajari fungsi sistem dan memperoleh riwayat kegagalan—tetapi kenyataan kesalahan manusia tidak dapat diabaikan.

Sikap positif yang digabungkan dengan keterampilan interpersonal yang baik dari pihak pemecah masalah akan sangat membantu dalam pemecahan masalah ketika kesalahan manusia adalah akar penyebab kegagalan.

Koneksi Kabel Buruk

Meskipun hal ini terdengar luar biasa bagi mahasiswa baru elektronika, persentase yang tinggi dari masalah sistem kelistrikan dan elektronik disebabkan oleh sumber masalah yang sangat sederhana:sambungan kabel yang buruk (yaitu terbuka atau korsleting).

Ini terutama benar ketika lingkungan tidak bersahabat, termasuk faktor-faktor seperti getaran tinggi dan/atau atmosfer korosif.

Titik koneksi yang ditemukan di berbagai konektor plug-and-socket, strip terminal, atau sambungan memiliki risiko kegagalan terbesar.

Kategori “koneksi ” juga mencakup kontak sakelar mekanis, yang dapat dianggap sebagai konektor siklus tinggi.

Lug pemutusan kabel yang tidak tepat (seperti konektor gaya kompresi yang dikerutkan pada ujung kabel padat—kecerobohan yang pasti ) dapat menyebabkan koneksi dengan resistansi tinggi setelah periode layanan bebas masalah.

Perlu diperhatikan bahwa sambungan pada sistem tegangan rendah cenderung jauh lebih merepotkan daripada sambungan pada sistem tegangan tinggi.

Alasan utama untuk hal ini adalah efek busur api pada diskontinuitas (pemutusan sirkuit) dalam sistem tegangan tinggi cenderung menghilangkan lapisan isolasi dari kotoran dan korosi, dan bahkan dapat mengelas kedua ujungnya bersama-sama jika dipertahankan cukup lama.

Sistem tegangan rendah cenderung tidak menghasilkan busur listrik yang kuat melintasi celah pemutusan sirkuit, dan juga cenderung lebih sensitif terhadap resistansi tambahan di sirkuit.

Kontak sakelar mekanis yang digunakan dalam sistem tegangan rendah mendapat manfaat dari arus pembasahan minimum yang disarankan dilakukan melalui mereka untuk meningkatkan jumlah busur yang sehat saat pembukaan, bahkan jika tingkat arus ini tidak diperlukan untuk pengoperasian komponen sirkuit lainnya.

Meskipun terbuka kegagalan cenderung lebih umum daripada korslet kegagalan, "korslet" masih merupakan persentase substansial dari mode kegagalan pengkabelan.

Banyak celana pendek disebabkan oleh degradasi isolasi kawat. Ini, sekali lagi, terutama benar ketika lingkungan tidak bersahabat, termasuk faktor-faktor seperti getaran tinggi, panas tinggi, kelembapan tinggi, atau voltase tinggi.

Jarang ditemukan kontak sakelar mekanis yang mengalami korsleting, kecuali dalam kasus kontak arus tinggi di mana kontak "pengelasan" dapat terjadi dalam kondisi arus berlebih.

Hubungan pendek juga dapat disebabkan oleh penumpukan konduktif di seluruh bagian strip terminal atau bagian belakang papan sirkuit tercetak.

Kasus umum dari korsleting kabel adalah kesalahan pembumian , di mana konduktor secara tidak sengaja membuat kontak dengan ground atau ground chassis.

Hal ini dapat mengubah tegangan yang ada antara konduktor lain di sirkuit dan arde, sehingga menyebabkan malfungsi sistem yang aneh dan/atau bahaya personel.

Masalah Catu Daya

Ini umumnya terdiri dari perangkat proteksi arus lebih yang tersandung atau kerusakan karena panas berlebih.

Meskipun sirkuit catu daya biasanya kurang kompleks daripada sirkuit yang diberi daya dan oleh karena itu seharusnya tidak terlalu rentan terhadap kegagalan atas dasar itu saja.

Biasanya menangani lebih banyak daya daripada bagian lain dari sistem dan oleh karena itu harus menangani tegangan dan/atau arus yang lebih besar.

Selain itu, karena desainnya yang relatif sederhana, catu daya sistem mungkin tidak mendapatkan perhatian teknis yang layak, sebagian besar fokus teknik ditujukan untuk bagian sistem yang lebih glamor.

Komponen Aktif

Komponen aktif (perangkat amplifikasi) cenderung gagal dengan keteraturan yang lebih besar daripada perangkat pasif (non-penguat), karena kompleksitasnya yang lebih besar dan kecenderungannya untuk memperkuat kondisi tegangan/arus lebih.

Perangkat semikonduktor terkenal rentan terhadap kegagalan karena kelebihan beban transien listrik (voltase/arus) dan kelebihan beban termal (panas).

Perangkat tabung elektron jauh lebih tahan terhadap kedua mode kegagalan ini tetapi umumnya lebih rentan terhadap kegagalan mekanis karena konstruksinya yang rapuh.

Komponen Pasif

Komponen pasif (perangkat non-penguat) adalah yang paling tangguh, relatif sederhana sehingga memberikan keunggulan statistik dibandingkan perangkat aktif.

Daftar berikut memberikan perkiraan hubungan probabilitas kegagalan (sekali lagi, bagian atas adalah yang paling mungkin dan bagian bawah adalah yang paling kecil kemungkinannya):

• Kapasitor (korsleting), terutama elektrolitik kapasitor. Elektrolit pasta cenderung kehilangan kelembapan seiring bertambahnya usia, yang menyebabkan kegagalan. Lapisan dielektrik yang tipis dapat tertusuk oleh transien tegangan lebih.
• Dioda terbuka (dioda penyearah) atau korsleting (dioda Zener).
• Gulungan induktor dan transformator terbuka atau korsleting ke inti konduktif. Kegagalan yang terkait dengan panas berlebih (kerusakan isolasi) mudah dideteksi dengan bau.
• Resistor terbuka, hampir tidak pernah korsleting. Biasanya, hal ini disebabkan oleh pemanasan arus lebih, meskipun lebih jarang disebabkan oleh tegangan lebih transien (arc-over) atau kerusakan fisik (getaran atau benturan). Resistor juga dapat mengubah nilai resistansi jika terlalu panas!

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Strategi Pemecahan Masalah Dasar
• Lembar Kerja Pemecahan Masalah Sirkuit Dasar