2 rangkaian listrik 1 rev

7/23/2019 2 Rangkaian Listrik 1 Rev

1/54

LOGO

Rangkaian Listrik 1By. Asepta Surya Wardhana, ST, MT

AKAMIGAS STEM !1"


2/54

LOGO

#$ntents

Rencana Materi Kuliah1

Elemen Aktif dan Pasif "

Energi dan Daya%

Pendahuluan

Hukum Kirchoff

&


3/54

LOGO

Ren'ana Materi Ku(iah

1. Konsep Satuan. Elemen Aktif dan Pasif

!. Hukum " hukum Dasar #. Metoda Analisis Rangkaian$. %eorema Rangkaian&. Rangkaian %ransient

'. Rangkaian R() R*) dan R(*+. Analisis ,elom-ang

. %enaga Rata/Rata daan 0ilai RMS1 . 2rekuensi Response


4/54

LOGO

)uku*+huku*Rangkaian


5/54


6/54

LOGO

,rafik hu-ungan tegangan "arus pada hukum3hm.

a9 ,rafik Hu-ungan 8/: padaresistor linier

-9 ,rafik Hu-ungan 8/: padaresistor non linier


7/54

LOGO

)uku* Kir'h$ )uku* Kir'h$


8/54

LOGO

Se-elum mem-ahas hukum Kirchhoff ada -e-erapa istilah yangterkait dengan diagram rangkaian, yang perlu kita fahami, yaitu :

%erminal ; u6ung akhir piranti atau sam-ungan rangkaian.Rangkaian ; -e-erapa piranti yang dihu-ungkan pada terminalnya.Simpul 70ode9 ; titik sam-ung antara dua atau le-ih piranti.

Catatan : Walaupun sebuah simpul diberi pengertian se-agai se-uah titik tetapi ka4at/ka4at yang terhu-ung langsungke titik simpul itu merupakan -agian dari simpul? 6adi dalam hal ini kitamenga-aikan resistansi ka4at.

Simpai (Loop) : rangkaian tertutup yang terbentuk apabila kita-er6alan mulai dari salah satu simpul mengikuti sederetan piranti denganmele4ati tiap simpul tidak le-ih dari satu kali dan -erakhir pada simpultempat kita mulai per6alanan.


9/54

LOGO

Sa*/ungan Rangkaian

Selain istilah/istilah terse-ut di atas) dalam menggam-arkanhu-ungan atau sam-ungan/sam-ungan kita akan menggunakan cara "cara seperti terlihat pada gam-ar ;


10/54

LOGO

)uku* I0 Kekeka(an

*uatan

I1

I2

I3

Pada dasarnya, arus adalahaliran muatan.

Karena muatan kekal, maka jumlah arus yang masuk kesuatutitik cabang pada rangkaiansama dengan jumlah arus yangmeninggalkannya.I1 = I 2 + I 3


11/54

LOGO

Kuat arus da(a* suatu rangkaian

Kuat arus dalam rangkaian tidak -erca-ang.

total I I I I === 321


12/54

LOGO Kuat Arus a(a* Rangkaian Ber'a/ang

)uku* I Kir'h$ 2 Kirchoffs Current Law (KCL) 0

Jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik percabangan samadengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik itu.

keluar masuk I I =

3ada '$nt$h diatas 03ada '$nt$h diatas 0 It$ta( 4 I 15I


13/54

LOGO

1!

CONTOH SOAL : HUKUM KIRCHOFF 1

Pada suatu 6aringan mensuplai satu titik) dimana titik%erse-ut mengalirkan pada ! perca-angan menu6u lampu7lihat gam-ar9 : 1 < 1 A) : < A) : ! < $ A@erapa -esar -e-an di perca-angan # 7: #9

::1

:!

:#

: <

Diketahui ; :1 < 1 A ) : < A) : ! < $ A

Ditanya ; @esar arus : #

Ba4a- ; lihat gam-ar) menurut hukum Kirchoff :

:1 " : " : ! " : # < :1 / : / : ! < : #1 / / $ < : #1 " ' < : #

:# < ! A


14/54

LOGO Susunan Hambatan

pada Rangkaian Listrik

Susunan Ham-atan Seri

iagra* Rangkaianiagra* Rangkaian
http://hambatan%20seri.htm/http://hambatan%20seri.htm/http://hambatan%20seri.htm/


15/54

LOGO

332211

321

321

I R I R I R I R

V V V V I I I I

t t

total

total

++= ++=

===

321 R R R R

total ++=

Susunan Seri


16/54

LOGO Rangkaian Paralel

http://hambatan%20paralel.htm/http://hambatan%20paralel.htm/http://hambatan%20paralel.htm/


17/54

LOGO

3

3

2

2

1

1

321

321

R

V

R

V

R

V

R

V

I I I I V V V V

total

total

total

total

++=

++=

===

321

1111 R R R Rtotal

++=

Susunan Paralel


18/54

LOGO

Susunan ha*/atan 'a*puran

http://hambatan%20campuran.htm/http://hambatan%20campuran.htm/http://hambatan%20campuran.htm/


19/54

LOGO


20/54

LOGO

Bika se-uah tahanan terhu-ung seri dengan sum-er 1 =olt sehinggaarus yang mengalir )& mA. @ila ditam-ahkan R 1 secara seri antarasum-er dan tahanan terse-ut) -erapa R 1 6ika tegangan 6atuh padarangkaian terse-ut + =olt

====

=

K iv

R

IRV

202000010.,0

1230

Vs R R

RV

01

11 += 1210.2! "1

1

+=

R

R

Pem-agi tegangan;

R 1 < #.1#


21/54

LOGO

RE KSI SERI 3ARALEL

Metode reduksi seri paralel merupakan metodeyang paling sederhana untuk menganalisisrangkaian) yaitu dengan cara mem-uat rangkaian

pengganti dari rangkaian asal yang terdiri darisum-er dan tahanan pengganti total.Metode ini -iasanya digunakan pada rangkaiandengan satu sum-er.

%ahanan pengganti total diganti dengan susunanelemen resistor dengan tahanan ekui=alen dimulaidari elemen yang paling 6auh dari sum-er.


22/54

LOGO

S$a(

%entukan nilai Rek pada rangkain terse-utC


23/54

LOGO

)uku* II Kir'h$ 0

Kekeka(an EnergiPada baterai, tegangan di kutub p#siti$ selalulebih tinggi dari tegangan di kutub negati$.

%rus di luar baterai mengalir dari kutub p#siti$ke kutub negati$. &i dalam baterai, arus mengalirdari kutub negati$ ke kutub p#siti$. %liran muatan

ini menggunakan energi kimia'i baterai.(adi arus luar akan mengambil daya dari baterai


24/54

LOGO )k Kir'h$ untuk ($$p

I

1 2

R1

R2

R 3

R"

) %% = I* ) %% = 0

I* = 0I* =

-ukum kekekalanmuatan tetap berlaku I di titik cabang = 0


25/54

LOGO Arus da(a* ($$p tungga(

%in6au rangkaian satu loop di atas) yang terdiri dari satusum-er ggl dan se-uah resistor R. Dalam 4aktu dtse6umlah energi i Rdt muncul pada resistor se-agaienergi dalam. Dalam 4aktu -ersamaan suatu muatan

dq idt -ergerak mele4ati sum-er ggl) dan sum-er inimelakukan usaha pada muatan ini se-esar ;

+

R

i

idt dqdW ==


26/54

LOGO

Arus da(a* ($$p tungga(6

Dari prinsip kekekalan energi;

Sehingga diperoleh;

Rdt iidt 2=

Ri

=


27/54

LOGO )uku* II Kir'hh$

Hukum :: Kirchhoff ; !umlah al"abar dari perubahan potensial yang dilalui dalam suatu rangkaian tertutupadalah nol#

%in6au rangkaian di atas. Mulai dari titik a dengan potensial 8a)dan -ergerak searah dengan arah 6arum 6am. Dalamresistor terdapat peru-ahan potensial "iR. %anda minuskarena -agian atas resistor memiliki potensial le-ih tinggidi-anding -agian -a4ah. Kemudian -ertemu dengan-aterei dari -a4ah ke atas dengan potensial yangmeningkat . Bumlah dari peru-ahan potensial iniditam-ah dengan 8a haruslah menghasilkan 8a 6uga.

+

R

i a

8 <


28/54

LOGO )uku* II Kir'h$

Diperoleh;

Sehingga;7Hukum :: Kirchhoff9

Ketentuan dalam menerapkan Hk. :: Kirchhoff ;1. Bika resistor dile4ati searah dengan arah arus) peru-ahan potensial

adalah / iR) se-aliknya adalah iR.. Bika resisitor dile4ati dari kutu- negatif ke kutu- positif) peru-ahan

potensial adalah ) se-aliknya adalah / .

aa V iRV =+

0=+ iR

1


29/54

LOGO

) K M KIR#)-77) K M KIR#)-77

Hukum Kirchoff ter-agi men6adi yaitu ;Hukum Kirchoff arus 7Kirchoff *urrent (a4 K*(9 ;

5Bumlah al6a-ar arus yang melalui se-uah titik simpuladalah nolF.

Dapat 6uga dikatakan -ah4a arus yang masuk kedalamsuatu titik perca-angan adalah sama dengan arus yangkeluar dari titik perca-angan terse-ut.

I 2

I 6

I 5I 4

I 3

I 1

I Masuk ke titik 4 I Ke(uar dari titik


30/54

LOGO

Hukum Kirchoff tegangan 7Kirchoff 8oltage (a4 K8(9 ;5 Bumlah al6a-ar tegangan secara =ektoris pada suatu loop tertutup adalah nolF.@ah4a tegangan pada sum-er yang mencatu pada suatu rangkaian adalah sama

dengan 6umlah tegangan pada tiap elemen pada rangkaian terse-ut.

IR 1

8s R !

R

D 8 1 / D 8 / D8 !

/

) K M KIR#)-77) K M KIR#)-77

V in a closed loop = 0Vs V 1 V 2 V 3 = 0

Vs = V 1 + V 2 + V 3


31/54

LOGO

Met$de 3e*/agi TeganganMet$de 3e*/agi Tegangan

s s

s s

s s

V R

RV

V R

RV

V R

RV

* * * )

* * * )

* * * )

/

33

/

3*

/

22

/

2*

/

11

/

1*

3

2

1

===

===

===

I

8s

D 8 R /D

8 R 0/

D 8 R 1 /

R 1

R 0

R !

R

/ 8 R ! D


32/54

LOGO

Met$de 3e*/agi ArusMet$de 3e*/agi Arus

T R

R

+=

21

21 *

I T R R += 21

12 *

I

R 18 s

I T

I 2I 1

D

8 1/

D

8/ 2 R


33/54

LOGO


34/54

LOGO

S$a(

%entukan =1 pada rangkaian terse-ut C


35/54

LOGO

S$a(

%entukan nilai i dan =a- C


36/54

LOGO

S$a(

%entukan nilai arus i C


37/54

LOGO Kapasit$r 8 # 9

Hu-ungan seri

sehingga ;

Pem-agi tegangan ;


38/54

LOGO

) B :GA: SERI 0

Muatan sa*aTegangan di/agi+/agi

* 1

8 1

G 1 /G 1*

8

G /G

8

G /G

21

21

))) += ==

8

G /G

* ga-

8

G /G

Kapasitansi eki;a(en 8ga/ungan9 # ga/ 0

21

2112

121

2121

2121

22

1121

222111

11111

1111

C C

C C C

C C C C C

C C QV

C C QV

C Q

C Q

V V V

C Q

V C Q

V QQQ

V C QV C Q V

QC

N

i i gab gab

gab

+=

=+=

+=

+=

+=+=

====

==

=

=


39/54

LOGO

sehingga ;

Pem-agi arus ;

Kapasit$r 8 # 9

Hu-ungan pararel


40/54

LOGO

) B :GA: 3ARALEL0Muatan di/agi+/agi

Tegangan sa*a 21

21

))) ==+=

Kapasitansi eki;a(en 8ga/ungan9 # ga/ 0

2112

1iigabgab

212121

2211221

222111

gab

)

)4))

)))))

)))

+=

==

+=+=+=====

==

=

=

* 1

8 1

G 1 /G 1

*

8

G /G

8

G /G

8

G /G

* ga-

8

G /G


41/54

LOGO

S$a(

%entukan *ek

pada rangkaian terse-utC

!a$aban :

LOGO


42/54

LOGO

#nt#h 5#al

/iga buah kapasit#r 1 = 3 6, 2 = 1 6 dan 3 = 2 6 dirangkaiseperti terlihat pada gambar di ba'ah ini. *angkaian inidihubungkan dengan sumber tegangan 2 7#lt. -itunglah 8

a . Kapasitansi eki7alen rangkaian tersebut. b . 9esarnya muatan yang tersimpan pada 3.

LOGO


43/54

LOGO

6:,1

33

3434

8seri;63214

8 paralel;

626163

231

231123e

2 rangkaian listrik 1 rev

Documents