Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Rangkaian Arus Searah. Diagram rangkaian arus searah biasanya terdiri dari komponen-komponen batere, kapasitor, resistor, dan kawat. Komponen-komponen.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Rangkaian Arus Searah. Diagram rangkaian arus searah biasanya terdiri dari komponen-komponen batere, kapasitor, resistor, dan kawat. Komponen-komponen."— Transcript presentasi:

1 Rangkaian Arus Searah

2 Diagram rangkaian arus searah biasanya terdiri dari komponen-komponen batere, kapasitor, resistor, dan kawat. Komponen-komponen tersebut biasaya digambarkan dalam bentuk simbol pada tabel berikut. Tabel 22.1 Simbol-simbol untuk Komponen Rangkaian Arus Searah SimbolKomponen Batere Kapasitor Resistor Kawat tanpa hambatan

3 22. 1 Resistor Seri Dua resistor atau lebih yang dihubungkan seperti pada Gambar 22.1 berikut dikatakan dihubungkan secara seri. V1V1 V2V2 V3V3 R1R1 R2R2 R3R3 i i i + - V Gambar 22.1 Resistor yang Dihubungkan Seri

4 Muatan yang melalui R 1 = muatan yang melalui R 2 = muatan yang melalui R 3. Sehingga arus i yang melalui masing-masing resistor juga sama. Tegangan total V = V 1 + V 2 + V 3 = iR 1 + iR 2 + iR 3 = i(R 1 + R 2 + R 3 ) = i R ek R ek = R 1 + R 2 + R 3 Untuk n buah resistor berlaku R ek = R 1 + R 2 + R R n atau (22.1)

5 22. 2 Resistor Paralel Dua resistor atau lebih yang dihubungkan seperti pada Gambar 22.2 berikut dikatakan dihubungkan secara paralel. Gambar 22.2 Resistor yang Dihubungkan Paralel + - V R3R3 i3i3 R1R1 i1i1 R2R2 i2i2 Arus yang meninggalkan batere dan masuk ke resistor R 1, R 2, dan R 3 masing- masing adalah i 1, i 2, dan i 3.

6 Arus yang masuk ke baterai i = i 1 + i 2 + i 3 Beda potensial V untuk masing-masing resistor sama, sehingga i = V/R 1 + V/R 2 + V/R 3 = V(1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3 ) Didapat Untuk n buah resistor berlaku, atau (22.2)

7 Tabel 22.1 Simbol-simbol untuk Komponen Rangkaian Arus Searah KomponenSeriParalel Kapasitor Muatan sama untuk seluruh kapasitor Beda potensial sama pada masing-masing kapasitor Resistor Masing-masing resistor dilalui arus yang sama Beda potensial sama pada masing-masing kapasitor.

8 22. 3 Gaya Gerak Listrik (Electromotive Force) Gaya gerak listrik (ggl) adalah beda potensial antara terminal sumber energi (biasanya batere). Komponen atau alat untuk merubah satu jenis energi menjadi jenis energi listrik disebut sumber ggl, dilambangkan dengan E. Gaya gerak listrik didefinisikan sebagai,  Kerja per satuan muatan yang dilakukan untuk menggerakkan muatan dari terminal dengan potensial yang lebih rendah ke terminal dengan potensial yang lebih tinggi , atau E (22.3)

9 22. 4 Tahanan Dalam (Internal resistance) Sebuah baterai yang ril selalu mempunyai tahanan. Karena tahanan ini satu kesatuan dengan baterai, maka disebut sebagai tahanan dalam, dilambangkan dengan r. Gambar 22.3 adalah sebuah batere dengan tahanan dalam r dihubungkan dengan sebuah resistor eksternal R. Gambar 22.3 Rangkaian dengan baterai ril yang mempunyai tahanan dalam dan ggl i Batere R i i a b r E i – +

10 Dari persamaan 22.3 didapat dW = E dq = E i dt Dari prinsip kekekalan energi dapat disimpulkan bahwa,  Kerja yang dilakukan oleh baterai sama dengan energi termal yang dihasilkan resistor . E i dt = i 2 (R + r) dt Sehingga didapat E = i (R + r)(22.4) atau (22.5) E

11 Untuk baterai ideal, nilai r pada persamaan (22.5) sama dengan nol, sehingga (22.6) E Tegangan terminal V ba (lihat gambar 22.3) adalah V ba = E – ir(22.7) Contoh 22.1 Sebuah baterai 9,0 V dengan tahanan 0,50  dihubungkan pada rangkaian seperti Gambar berikut. (a)Berapa besar arus yang ditarik dari baterai? (b)Berapa tegangan terminal baterai? (c)Berapa arus pada resistor 6,0  ? Penyelesaian

12 10,0  8,0  6,0  4,0  r = 0,50  5,0  E = 9,0 

13 22. 5 Hukum Kirchhoff Hukum Kirchhoff Pertama Hukum Kirchhoff pertama disebut juga sebagai hukum titik cabang yang dinyatakan sebagai,  Jumlah arus yang memasuki cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkan cabang tersebut  Hukum Kirchhoff Kedua Hukum Kirchhoff kedua disebut juga sebagai hukum lintasan tertutup (loop) yang dinyatakan sebagai,  Jumlah aljabar perubahan potensial pada suatu lintasan tertutup (loop) suatyu rangkaian sama dengan nol . Perhatikan Gambar 22.4

14 Gambar 22.4 Penerapan Hukum Kirchhoff a R2R2 i2i2 R1R1 i1i1 R3R3 i3i3 + - E E 2 b c d Perhatikan i 1 mempunyai nilai yang sama pada cabang bad. i 2 mempunyai nilai yang sama pada cabang dcb. i 3 mempunyai nilai yang sama pada cabang bd.

15 Gambar 22.4 Penerapan Hukum Kirchhoff a R2R2 i2i2 R1R1 i1i1 R3R3 i3i3 + - E E 2 b c d Hukum Kirchhoff I Jika kita tinjau titik d, maka berlaku i 1 + i 3 = i 2

16 Gambar 22.4 Penerapan Hukum Kirchhoff a R2R2 i2i2 R1R1 i1i1 R3R3 i3i3 + - E E 2 b c d Hukum Kirchhoff I Jika kita tinjau titik b, maka berlaku i 2 = i 1 + i 3

17 Gambar 22.4 Penerapan Hukum Kirchhoff a R2R2 i2i2 R1R1 i1i1 R3R3 i3i3 + - E E 2 b c d Hukum Kirchhoff II Jika kita jelajahi rangkaian bagian kiri mulai dari titik b, maka berlaku E 1 – i 1 R 1 + i 3 R 3 = 0

18 Gambar 22.4 Penerapan Hukum Kirchhoff a R2R2 i2i2 R1R1 i1i1 R3R3 i3i3 + - E E 2 b c d Hukum Kirchhoff II Jika kita jelajahi rangkaian bagian kanan mulai dari titik d, maka berlaku – i 2 R 2 – E 2 + i 3 R 3 = 0

19 Hukum Kirchhoff I i 3 = i 1 + i 2 (i) i1i1 i2i2 i3i3 30  R = 1  40  E = 45 V r = 1,0  E = 80 V 20  h c a b g f e d Contoh 22.2 Hitung arus i 1, i 2, i 3 pada setiap cabang dari Gambar berikut. Penyelesaian

20 Hukum Kirchhoff II Perhatikan loop a-b-c-d-h-a (40)i 3 + (1)i 3 – 45 + (30)i 1 = 0 41i i 1 – 45 = 0(ii) i1i1 i2i2 i3i3 30  r = 1  40  E = 45 V r = 1,0  E = 80 V 20  h c a b g f e d

21 Hukum Kirchhoff II Perhatikan loop a-b-c-d-e-f-g-a (40)i 3 + (1)i 3 – 45 + (20)i 2 + (1)i 2 – 80 = 0 41i i 2 = 125 (iii) i1i1 i2i2 i3i3 30  r = 1  40  E = 45 V r = 1,0  E = 80 V 20  h c a b g f e d

22 i 3 = i 1 + i 2 (i) 41i i 1 – 45 = 0(ii) 41i i 2 = 125(iii) Didapat i 1 = –0,858 A i 2 = 2,58 A i 3 = 1,7 A

23 Latihan 1.Dari Gambar berikut tentukan besar arus masing-masing resistor dan beda potensial antara a dan b, jika diketahui E 1 = 6,0 V, E 2 = 5,0 V, E 3 = 4,0 V, R 1 = 100 , R 2 = 50  a R2R2 E 2 E 3 c + - E 1 R1R1

24 V 1 = 9,0 V V 3 = 6,0 V R 2 = 15  R 1 = 22  2. Tentukan besar dan arah arus yang melalui R 1 dan R 2 pada gambar berikut.

25 3. Tentukan besar dan arah arus yang melalui R 1 dan R 2 pada gambar berikut. V 1 = 9,0 V V 3 = 6,0 V R 2 = 15  R 1 = 22  r 2 = 1,2  r 1 = 1,2 


Download ppt "Rangkaian Arus Searah. Diagram rangkaian arus searah biasanya terdiri dari komponen-komponen batere, kapasitor, resistor, dan kawat. Komponen-komponen."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google