Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Selamat Datang Dalam Kuliah Terbuka Analisis Rangkaian Listrik Sesi-4 1.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Selamat Datang Dalam Kuliah Terbuka Analisis Rangkaian Listrik Sesi-4 1."— Transcript presentasi:

1 Selamat Datang Dalam Kuliah Terbuka Analisis Rangkaian Listrik Sesi-4 1

2 Disajikan oleh Sudaryatno Sudirham melalui 2

3 Di sesi-4 ini kita akan membahas Model Piranti 3

4 PASIF menyerap daya AKTIF memberi daya PIRANTI 4 Piranti Listrik dikelompokkan ke dalam 2 katagori

5 Perilaku suatu piranti dinyatakan oleh karakteristik i-v yang dimilikinya, yaitu hubungan antara arus yang melalui piranti dengan tegangan yang ada di antara terminalnya. i v linier tidak linier piranti +  tegangan diukur antara dua ujung piranti arus melewati piranti 5 Hubungan tersebut mungkin linier mungkin pula tidak linier

6 Resistor Simbol R kenyataan i v Karakteristik Kurva i terhadap v tidak linier benar namun ada bagian yang sangat mendekati linier, sehingga dapat dianggap linier. Di bagian inilah kita bekerja dan inilah karakteristik model resistor. 6 batas daerah linier model Jika v R adalah tegangan pada resistor dan i R adalah arus yang mengalir padanya, maka

7 Resistor : CONTOH t [detik] VAWVAW iRiR vRvR pRpR Bentuk gelombang arus sama dengan bentuk gelombang tegangan 7

8 Kapasitor C simbol Konstanta proporsionalitas C disebut kapasitansi Daya adalah turunan terhadap waktu dari energi. Maka apa yang ada dalam tanda kurung adalah energi Energi awal 8 iCiC C dv C /dt 1 Karakteristik

9 Kapasitor : CONTOH Bentuk gelombang arus sama dengan bentuk gelombang tegangan namun i C muncul lebih dulu dari v C. Arus 90 o mendahului tegangan 9

10 Induktor simbol L Konstanta proporsionalitas L disebut induktansi Daya adalah turunan terhadap waktu dari energi. Maka apa yang ada dalam tanda kurung adalah energi Energi awal 10 1/L vLvL 1 di L dt Karakteristik

11 V mA W pLpL vLvL iLiL t [detik] L = 2,5 H v L = 200sin400t Volt Indu k tor : CONTOH Bentuk gelombang arus sama dengan bentuk gelombang tegangan namun i L muncul lebih belakang dari v L. Arus 90 o di belakang tegangan 11

12 Resistansi, kapasitansi, dan induktansi, dalam analisis rangkaian listrik merupakan suatu konstanta proporsionalitas Secara fisik, mereka merupakan besaran dimensional 12

13 Resistor InduktorKapasitor konstanta proporsionalitas resistivitas L: panjang konduktor A: luas penampang konstanta dielektrik d: jarak elektroda A: luas penampang elektroda konstanta N: jumlah lilitan Secara Fisik 13

14 i1i1 v1v1 Induktansi Bersama Pada sebuah kumparan dengan induktansi L 1 terdapat hubungan arus – tegangan sebagai berikut: 14 i1i1 i2i2 v1v1 v2v2 Jika dua kumparan terkopel secara magnetik, akan terjadi saling pengaruh antara keduanya. Hubungan arus – tegangan di masing-masing kumparan akan dipengaruhi oleh arus yang mengalir di kumparan yang lain. Saling pengaruh seperti ini tidak terbatas hanya antara dua kumparan. Namun dalam pelajaran ini kita akan hanya melihat dua kumparan saja.

15 Kopling magnetik antar kedua kumparan dinyatakan dengan: M i1i1 i2i2 v1v1 v2v2 k 12 = k 21 = k M Jika medium magnet linier : Tanda  tergantung dari apakah fluksi magnet yang ditimbulkan oleh kedua kumparan saling membantu atau saling berlawanan Dua kumparan terkopel secara magnetik Induktansi sendiri kumparan-1 Induktansi sendiri kumparan-2 Kopling pada kumparan-1 oleh kumparan-2 Kopling pada kumparan-2 oleh kumparan-1 Persamaan tegangan di kumparan-2 Persamaan tegangan di kumparan-1 15

16 16 Jika fluksi magnetik saling membantu (aditif) maka persamaan tegangan – arus di kumparan masing-masing adalah  aditif 11 i1i1 i2i2 22 Jika fluksi magnetik saling berlawanan (substraktif) maka persamaan tegangan – arus di kumparan masing-masing adalah  substraktif 11 i1i1 i2i2 22

17  aditif 11 i1i1 i2i2 22 Untuk menyatakan pengaruh kopling magnetik pada relasi tegangan – arus kita mengikuti Konvensi Titik, yaitu: Arus i yang masuk ke ujung yang bertanda titik di salah satu kumparan, membangkitkan tegangan berpolaritas positif pada ujung kumparan lain yang juga bertanda titik. Besarnya tegangan yang terbangkit adalah M di/dt. i1i1 i2i2 v1v1 v2v2 17 Tambahan tegangan oleh pengaruh i 2 Tambahan tegangan oleh pengaruh i 1

18 18  substraktif 11 i1i1 i2i2 22 i1i1 i2i2 v1v1 v2v2 Untuk kopling yang substraktif Tambahan tegangan oleh pengaruh i 2 Tambahan tegangan oleh pengaruh i 1

19 19 Transformator Ideal Kopling magnetik antara dua kumparan kita temui secara nyata pada transformator, yaitu piranti yang digunakan untuk menikkan atau menurunkan tegangan sinusiodal. Kopling magnetik juga terjadi antara dua penghantar listrik yang berdekatan. Namun kita hanya akan mempelajari transformator. Transformator yang akan kita pelajari adalah transformator ideal, yaitu transformator yang tidak memiliki rugi-rugi daya, dan kopling magnetik terjadi secara sempurna. Fluksi magnit yang timbul di kumparan pertama secara keseluruhan juga dilingkupi oleh kumparan yang lain, tanpa terjadi kebocoran.

20 Jika kopling magnet terjadi secara sempurna, artinya fluksi magnit melingkupi kedua kumparan tanpa terjadi kebocoran, maka k 1 = k 2 = k 12 = k 21 = k M Jika susut daya juga nol maka: 20 Sehingga dan Inilah karakteristik transformator ideal i1i1 i2i2 v1v1 v2v2 transformator

21 + v 1 _ + v 2 _ 50  N1/N2 = 0,1 v 1 = 120sin400t V CONTOH 21

22 saklar terbuka Karakteristik: i = 0, v = sembarang v i simbol saklar tertutup Karakteristik: v = 0, i = sembarang v i simbol Saklar 22

23 23 Piranti aktif adalah piranti yang mampu memberikan daya Kita akan mempelajari karakteristik empqt macam piranti aktif yaitu Sumber Tegangan Bebas Ideal Sumber Arus Bebas Ideal Sumber Tegangan Tak Bebas Sumber Arus Tak Bebas

24 v = v s (tertentu) dan i = sesuai yang dibutuhkan oleh rangkaian v i VoVo + _ vsvs i ++ VoVo i Karakteristik i - v sumber tegangan ideal konstan Simbol sumber tegangan ideal yang bervariasi terhadap waktu Simbol sumber tegangan ideal konstan Sumber Tegangan Bebas Ideal Sumber tegangan bebas memiliki tegangan yang ditentukan oleh dirinya sendiri, tidak terpengaruh oleh bagian lain dari rangkaian. 24

25 i = i s (tertentu) dan v = sesuai yang dibutuhkan rangkaian Simbol sumber arus ideal v+v+ i I s, i s v i IsIs Karakteristik sumber arus ideal Sumber Arus Bebas Ideal Sumber arus bebas memiliki kemampuan memberikan arus yang ditentukan oleh dirinya sendiri, tidak terpengaruh oleh bagian lain dari rangkaian. 25

26 ++ 40V beban 5A beban v beban = v sumber = 40 V p beban = 100 W  v = 20 V Tegangan sumber tetap, arus sumber berubah sesuai kebutuhan rangkaian Sumber Tegangan p beban = 100 W  i = 2,5 A p beban = 200 W  i = 5 A Sumber Arus i beban = i sumber = 5 A Arus sumber tetap, tegangan sumber berubah sesuai kebutuhan rangkaian p beban = 200 W  v = 40 A CONTOH: 26

27 i RsRs +v+v vsvs _ + Sumber tegangan praktis terdiri dari sumber ideal v s dan resistansi seri R s sedangkan tegangan keluarannya adalah v. v s tertentu, akan tetapi tegangan keluarannya adalah v = v s  iR v+v+ RpRp isis i ipip Sumber arus praktis terdiri dari sumber ideal i s dan resistansi paralel R p sedangkan tegangan keluarannya adalah v. i s tertentu, akan tetapi arus keluarannya adalah i = i s  i p Sumber Praktis Sumber praktis memiliki karakteristik yang mirip dengan keadaan dalam praktik. Sumber ini digambarkan dengan menggunakan sumber ideal tetapi tegangan ataupun arus sumber tergantung dari besar pembebanan. 27

28 +_+_ i1i1 r i 1 CCVS +_+_  v1 v1 + v 1 _ VCVS  i1 i1 i1i1 CCCS g v 1 + v 1 _ VCCS Sumber Tak-Bebas (Dependent Sources) Sumber tegangan dikendalikan oleh arus Sumber tegangan dikendalikan oleh tegangan Sumber arus dikendalikan oleh arus Sumber arus dikendalikan oleh tegangan Sumber tak-bebas memiliki karakteristik yang ditentukan oleh besaran di bagian lain dari rangkaian. Ada empat macam sumber tak-bebas, yaitu: 28

29 Sumber tak bebas digunakan untuk memodelkan Penguat Operasional (OP AMP)  + v N v P  V CC +V CC v o Top +V CC : catu daya positif  V CC : catu daya negatif v P = tegangan masukan non-inversi; v N = tegangan masukan inversi; v o = tegangan keluaran; ++ RiRi RoRo + v o iPiP iNiN v P + v N + +  ioio  (v P  v N ) Model Sumber Tak Bebas OP AMP ++ catu daya positif catu daya negatif keluaran masukan non-inversi masukan inversi Diagram rangkaian 29

30 OP AMP Ideal keluaran masukan non-inversi masukan inversi ++ vovo vpvp vnvn ipip inin Jika OpAmp dianggap ideal maka terdapat relasi yang mudah pada sisi masukan Suatu OPAMP ideal digambarkan dengan diagram rangkaian yang disederhanakan: 30

31 ++ ++ iPiP iNiN vPvP vsvs vNvN R vo vo ioio Contoh: Rangkaian Penyangga (buffer) 31

32 Contoh: Rangkaian Penguat Non-Inversi ++ ++ iPiP iNiN vPvP vsvs vNvN R1R1 R2R2 vo vo umpan balik 32

33 ++ + +  2k  iBiB 5V 2k  1k  +vB+vB R B =1k  vovo v o = ? i B = ? p B = ? CONTOH: Rangkaian dengan OP AMP yang lain akan kita pelajari dalam pembahasan tentang rangkaian pemroses sinyal 33

34 Kuliah Terbuka Analisis Rangkaian Listrik di Kawasan Waktu Sesi-4 Sudaryatno Sudirham 34


Download ppt "Selamat Datang Dalam Kuliah Terbuka Analisis Rangkaian Listrik Sesi-4 1."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google