by. risa farrid christianti, st.mt....contoh soal (1) 1. diketahui rangkaian listrik seperti di...
Post on 01-Nov-2020
4 Views
Preview:
TRANSCRIPT
By.
Risa Farrid Christianti, ST.MT.
PENDAHULUAN (1) Ketika energi listrik disuplai menuju ke suatu
elemen rangkaian, maka akan menimbulkan respon satu atau lebih diantara ke-3 hal di bawah ini :
1. Jika energi dikonsumsi, maka elemen itu disebut RESISTOR murni,
2. Jika energi disimpan dalam bentuk medan magnetik, elemen itu disebut INDUKTOR murni,
3. Jika energi disimpan dalam bentuk medan listrik/elektrik, elemen itu disebut KAPASITOR murni.
PENDAHULUAN (2) Rangkaian listrik scr praktis dpt memiliki
lebih dari satu macam sifat seperti tersebut di atas atau bahkan menunjukkan ketiga sifat di atas secara bersamaan, dengan salah satu sifat yg lebih dominan.
Sebagai contoh : kumparan dpt dirancang untuk mempunyai induktansi tinggi, tetapi kawat penghantar dimana kumparan tersebut dihubungkan mempunyai nilai resistansi, shg kumparan mempunyai 2 sifat(induktif dan resistif).
RESISTANSI R (1)
Perbedaan potensial v(t) yg melintasi terminal resistor murni searah dengan arus yg melaluinya. Konstanta proporsional R disebut resistansi dari resistor dan dinyatakan dlm volt/ampere atau ohm.
R
tvti
tRitv
)()(
)()(
RESISTANSI R (2) Jika ditinjau dari kuantitasnya, ada 2 kemungkinan yg
dpt terjadi pd v(t) dan i(t) :
1. Konstan terhadap waktu (V, I)
2. Berubah terhadap waktu (v, i)
Untuk nilai yg berubah terhadap waktu, jika bentuk gelombangnya berupa gel. Sinusoidal, maka nilai tegangan dan arus maksimum dinyatakan dengan subscript (Vm, Im)
+
-R
i(t)
v(t)
INDUKTANSI L (1) Ketika arus dalam suatu rangkaian berubah, maka fluks
magnetik yg timbul pd jaringan rangkaian yg sama juga berubah.
Perubahan fluks ini menyebabkan gaya gerak listrik v terinduksi dalam rangkaian.
Induksi gaya gerak listrik v proporsional dengan rerata waktu terhadap perubahan arus, jika permeabilitas konstan.
Konstanta proporsionalitas Induktansi disebut Induktansi Diri atau Induktansi rangkaian.
L
+
-
v(t) i(t)
INDUKTANSI L (2) Rumus Induktansi dalam rangkaian :
Satuan : v(t) = volt (V)
di/dt = ampere/second(A/s)
L = volt-second/ampere(V-s/A) = H (henry)
Yg disebut dengan induktansi diri 1 H adalah jika gaya gerak listrik 1V diinduksikan di dalam rangkaian ketika arus berubah sebesar 1A/s.
vdtL
ti
dt
diLtv
1)(
)(
KAPASITANSI C (1) Perbedaan potensial v di antara terminal-terminal
suatu kapasitor, proporsional dengan muatan q di dalamnya.
Konstanta proporsionalitas C disebut Kapasitansi kapasitor, dirumuskan :
idtC
tv
dt
dvC
dt
dqti
tCvtq
1)(
)(
)()(
KAPASITANSI C (2) Satuan : q (t) = C (coulomb)
v (t) = V (volt)
i(t) = A (ampere)
C = C/V (coulomb/volt) = farad
Kapasitor mempunyai kapasitansi 1 farad, jika muatan sebesar 1 coulomb berpindah di antara kedua plat konduktor(dielektrik)-nya sebesar 1 volt.
HUKUM KIRCHHOFF (1) I. JUMLAH ARUS YG MASUK KE SUATU TITIK
CABANG SAMA DENGAN JUMLAH ARUS YG MENINGGALKAN TITIK CABANG.
Σ ARUS MASUK = Σ ARUS KELUAR
i1
i2
i3
i4
i5
HUKUM KIRCHHOFF (2) Persamaan Matematis :
Hukum Kirchhoff I ini sering disebut dengan Hukum Kirchhoff Arus (KCL= Kirchhoff Current Law)
054231
54231
iiiii
iiiii
HUKUM KIRCHHOFF (3) II. JUMLAH TEGANGAN SEPANJANG JALUR (LOOP)
TERTUTUP DARI SUATU RANGKAIAN LISTRIK HARUS SAMA DENGAN NOL.
Persamaan matematis :
vA vB
R L
i
0/
/
dtdiLRivv
dtdiLRivv
BA
BA
HUKUM KIRCHHOFF (4)
Dapat dikatakan bhw jumlah aljabar beda potensial di sekitar loop tertutup adalah nol.
Untuk sumber tegangan yg lebih dari 1 (satu), ketika tdk ada kesepakatan arah, maka tegangan sumber dianggap + (positif) jika diasumsikan searah dengan arah arus.
ΣSUMBER TEGANGAN = ΣJATUH TEGANGAN
RESPON RANGKAIAN TERHADAP ELEMEN TUNGGAL
ELEMEN TEGANGAN ELEMEN ARUS ELEMEN
Resistansi R
Induktansi L
Kapasitansi C
dt
diLtv )(
idtC
tv1
)(
R
tvti
)()( )()( tRitv
vdtL
ti1
)(
dt
dvCti )(
CONTOH SOAL (1) 1. Diketahui rangkaian listrik seperti di bawah ini, dimana
V=45V. Tentukan arus, jatuh tegangan melintas resistor, dan daya pd masing-masing2 resistor!
Solusi : sesuai dengan HKT, maka
45V
2W
7W
6W
I
AI
I
IIIV
315
45
1545
)7()6()2(
CONTOH SOAL (2) Jatuh tegangan pd resistor,
Daya pd masing-masing resistor,
VIRV
VIRV
VIRV
21)7(3
18)6(3
6)2(3
77
66
22
WIVP
WIVP
WIVP
63)3(21
54)3(18
18)3(6
77
66
22
CONTOH SOAL (3) 2. Suatu arus IT terbagi antara 2 cabang paralel yg
mempunyai resistansi R1 & R2. Tentukan formula (rumusan) untuk mencari nilai I1 &I2
R1
R2
I1
I2
IT
V
2
121
21
1211
2121
21
2211
11
R
RRI
RR
RRRI
RRV
R
V
R
VIII
RIRIV
T
CONTOH SOAL (4) Maka formula untuk mencari I1 dan I2,
21
12
21
21
RR
RII
RR
RII
T
T
CONTOH SOAL (5) 3. Dua sumber tegangan VA & VB berada dlm satu
rangkaian. Jelaskan perhitungan dayanya.
Solusi :
Σ potensial naik = Σ potensial turun
VA
20VVB
50V
1
2
I
AI
I
II
10
)3(30
)2()1(5020
CONTOH SOAL (6) Daya yg dikirim oleh VA,
Daya yg dikirim oleh VB,
WIVP AA 200)10(20
WIVP BB 500)10(50
REFERENSI Schaum’s Outline Series, Electric Circuits : Chapter 1,
McGraw-Hill Book Comp., 1965.
Pdf-Search Engine : Rangkaian Arus Searah dan Hukum Kirchhoff.
top related