Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

RANGKAIAN LISTRIK Pertemuan 11-12 Matakuliah: D0696 – FISIKA II Tahun: 2009.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "RANGKAIAN LISTRIK Pertemuan 11-12 Matakuliah: D0696 – FISIKA II Tahun: 2009."— Transcript presentasi:

1

2 RANGKAIAN LISTRIK Pertemuan Matakuliah: D0696 – FISIKA II Tahun: 2009

3 Bina Nusantara 1.Gaya Gerak Listrik ( ggl) Batterai dan generator listrik, yang dapat digunakan untuk mempertahankan beda potensial antara dua titik disebut : tempat kedudukan gaya gerak listrik ggl ( ε ). I B R Sebuah batterai (ggl) dihubungkan dengan hambatan R. Pengangkut muatan akan digerakan dalam arah I. Bila muatan dq lewat melalui setiap penampang dalam waktu dt, maka kerja oleh pengangkut muatan dW.

4 Bina Nusantara Didefinisikan ε = dW / dq definisi ggl (ε ) satuan : Joule/Coulomb= volt maka : dW = ε dq Karena ggl melakukan kerja pada pengangkut muatan, maka energi harus dialihkan pada tempat kedudukan ggl tersebut. Untuk : -batterai : energi kimia dialihkan menjadi energi listrik -generator :energi mekanis dialihkan menjadi energi listrik. Maka pengalihan energi pada ggl merupakan proses terbalikan ( reversible) Batterai : listrik kimia Generator(motor listrik ) : listrik mekanis

5 Bina Nusantara 2. Menghitung Arus Pada Rangkaian Loop Tunggal a I B R Sebuah rangkaian loop tunggal Pada waktu arus i melewati hambatan R, dalam waktu dt akan muncul energi termal sebesar : I 2 R dt Pada waktu bersamaan, muatan dq bergerak melalui tempat kedudukan ggl, hingga tempat ggl melakukan kerja : dW = ε dq = ε I dt. Dari prinsip kekekalan energi : Kerja oleh ggl = energi termal atau ε I dt = I 2 R dt Maka : I = ε / R

6 Bina Nusantara Menetukan arus I juga dapat dilakukan dengan menggunakan kaidah Kirchoff II, yaitu : Jumlah aljabar perubahan potensial untuk satu lintasan penuh dari suatu titik ke titik yang sama adalah nol. Untuk gambar di atas, mulai dari titik a dan searah perputaran jarum jam, maka jumlah perubahan potensial : – I R + ε = 0 atau : I = ε / R Catatan, dalam penggunaan kaidah Kirchoff II : - sewaktu melewati ggl searah dengan arah ggl, perubahan potensial : + ε. Bila ggl dilewati dalam arah berlawanan dengan ggl, perubahan potensialnya : - ε - Bila hambatan R dilewati searah dengan I, perubahan potensialnya : - I R, dan = + I R bila hambatan dilewati dalam arah berlawanan dengan arah I.

7 Bina Nusantara 3. Hambatan Dalam ( r ) Setiap tempat kedudukan ggl akan mempunyai hambatan dalam ( r ), yang merupakan bagian dari sifat alat tersebut. b i r R ε Hambatan dalam r tidak dapat dihilangkan, karena r dan ggl menempati tempat yang sama pada tempat kedudukan ggl. Dari kaidah Kirchoff II, mulai dari b dan searah perputaran jarum jam : – I R + ε – I r = 0 atau : I = ε / ( R + r ), maka ggl yang baik adalah bila hambatan dalamnya r << R, hingga arus I akan tetap sama.

8 Bina Nusantara 4. Beda Potensial Antara Dua Titik b I o r R ε a Menentukan beda potensial antara titik b dan a : mulai dari titik a searah perputaran jarum jam : V b – I R = V a V b – V a =V ab = I R = {ε / ( R + r )} R Atau : mulai dari titik a ke b melewati ggl : V b + I r - ε = V a V b – V a =V ab = ε - I r = ε – {ε / ( R + r)}r = ε { 1 – r/ ( R+r)} = {ε / ( R + r )} R

9 Bina Nusantara 5. Rangkaian Multi Loop Kaidah Kirchoff I : Jumlah arus yang menuju suatu titik cabang = jumlah arus yang meninggal titik cabang tersebut. I 1 I 2 I 4 I 3 I 5 I 1 + I 2 + I 3 = I 4 + I 5

10 Bina Nusantara ε 1 ε 2 a b c Sebuah rangkaian multi loop. R 1 R 3 R 2 Terdapat dua titik sambung, I 1 I 3 I 2 yaitu: titik b dan titik d. d Terdapat 3 cabang, yaitu : - cabang b-a-d, dengan arus I 1 - cabang b-c-d, dengan arus I 2 - cabang b-d, dengan arus I 3 Dengan kaidah Kirchoff I dan II, akan diperoleh : Loop kiri : mulai titik a dan searah perputaran jarum jam : - ε 1 – I 3 R 3 + I 1 R 1 = 0 ……….. ( 1 )

11 Bina Nusantara -Loop kanan: mulai titik b dan searah perputaran jarum jam: ε 2 + I 2 R 2 – I 3 R 3 = 0 ………… ( 2 ) -Titik cabang b : I 2 = I 1 + I 3 ………… ( 3 ) -Titik cabang d : I 1 + I 3 = I 2 ………… ( 4 ) Dari persamaan ( 1 ), ( 2 ), dan ( 3 ), serta bila besar setiap ggl dan besar setiap hambatan diketahui, maka besar arus yang melewati masing-masing hambatan akan dapat dihitung,

12 Bina Nusantara 6. Rangkaian Hambatan Seperti kapasitor, hambatan juga dapat dirangkaikan. (1)Rangkaian Seri Hambatan Pada rangkaian seri, besar arus yang melewati masing- masing hambatan adalah sama. a R 1 ε R 2 I R 3 Dari kaidah Kirchoof II, mulai dari titik a, searah perputaran jarum jam : - I R 1 - I R 2 - I R 3 + ε = 0 I = ε / ( R 1 + R 2 + R 3 ) dari I = ε / R, maka R ekivalen = R 1 + R 2 + R 3

13 Bina Nusantara (2) Rangkaian Paralel Hambatan Pada rangkaian paralel, beda potensial dari masing-masing hambatan adalah sama. I I 1 = V / R 1 I 2 = V / R 2 ε R 1 R 2 R 3 I 3 = V / R 2 I 1 I 2 I 3 i = i 1 + i 2 + i 3 = V / R 1 + V / R 2 + V / R 3 I = V(1 / R / R / R 3 ) dari I = V / R Maka R ekivalen dari 3 hambatan paralel tersebut adalah : 1/ R ekivalen = 1 / R / R / R 3

14 Bina Nusantara 7. Rangkaian RC a R b S ε C Rangkaian RC di atas terdiri atas R, C dan ggl. Mula-mula skalar S terbuka, kemudian di tutup ke a, maka muatan/ arus I akan mengalir. Dari kaidah Kirchoff II dapat ditunjukan bahwa ε – I R - q/C = 0 ( V C = q/ C ) I = dq / dt maka : R dq/dt + q/C = ε Solusi persamaan tersebut : q ( t ) = C ε ( 1 – e -t/(RC )

15 Bina Nusantara Pada t = 0 q = 0 kapasitor mulai diisi Pada t = ∞ q = C ε kapasitor terisi penuh Arus yang mengalir dalam rangkaian : I (t) = dq / dt = (ε / R) e -t/(RC) Pada t = 0 I = ε / R arus maksimum Pada t = ∞ I = 0 kapasitor terisi penuh Potensial pada kapasitor : V C (t) = q / C = C ε ( 1 – e -t/(RC) ) / C = ε ( 1 – e -t/(RC) di definisikan : τ = R.C = konstanta waktu kapasitif yaitu : waktu yang diperlukan hingga muatan pada kapasitor mencapai 63 % dari C ε

16 Bina Nusantara 8. Ammeter dan Voltmeter a. Ammeter A : alat untuk mengukur besarnya arus listrik. Untuk mengukur arus pada rangkaian, ammeter disisipkan pada rangkain tersebut, hingga arus yang akan diukur besarnya melewati ammeter. A I R sebelum ammeter dipasang, ε,r R besar arus pada rangkain : I = ε /(r + R ) : setelah ammeter dipasang : A I ’ = ε /(r + r A + R ) r A r A = hambatan dalam ammeter

17 Bina Nusantara Agar besar arus sebelum dan sesudah dipasang ammeter tidak berubah, haruslah R A << R. Ammeter yang baik bila r A kecil. b. Voltmeter V Alat untuk mengukur beda potensial antara dua titik. Voltmeter dihubungkan pada kedua titik terset. I ’’ V I R a I ’ b Sebelum dipasang voltmeter : V ba = I R Setelah dipasang voltmeter : V ba = I ’ R = ( I – I ’’) R Agar V ba sebelum dan sesudah dipasang voltmeter tidak berubah, haruslah : I ’’ >R, R V = hambatan dalam voltmeter


Download ppt "RANGKAIAN LISTRIK Pertemuan 11-12 Matakuliah: D0696 – FISIKA II Tahun: 2009."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google