RANGKAIAN LISTRIK 1 KONSEP DASAR, DEFINISI DAN SATUAN OLEH : DANNY KURNIANTO, ST AKADEMI TEKNIK TELEKOMUNIKASI SANDHY PUTRA PURWOKERTO 2012

1.1 DEFINISI Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan tertutup. Lintasan tertutup adalah satu lintasan yang dimulai dari suatu titik dan kembali ke titik tersebut tanpa terputus. Contoh beberapa listasan tertutup bisa dilihat pada gambar dibawah ini

Contoh rangkaian loop tertutup

Elemen listrik yang akan dibahas pada Rangkaian Listrik 1 ini meliputi Sumber tegangan Sumber arus Resistor Induktor Kapasistor

1.2 ARUS LISTRIK Arus listrik adalah perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang mengalir dalam satuan waktu dengan simbol i (dari kata Perancis : intensite), dengan kata lain arus adalah muatan yang bergerak. Secara matematis didefinisikan sebagai : Satuan Arus adalah Ampere Muatan adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom

Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negatif . Arah arus searah dengan arah muatan positif (arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran elektron. Satuan muatan (Q) listrik adalah Coulomb muatan 1 elektron = -1,6021 x 10^-19 coulomb 1 coulomb = -6,24 x 10^18 elektron. Ketika terjadi beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan muncul arus dimana arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dan arah arus negatif mengalir sebaliknya

Untuk menuliskan arus (i) pada suatu rangkaian, tidak cukup hanya menuliskan besarnya saja tapi harus menuliskan arah arusnya.

1.2.1 Jenis-jenis arus listrik Arus Searah (Direct Current/DC) Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap satuan waktu.

Arus bolak-balik (Alternating Current /AC) Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai perida waktu : T)

1.3 TEGANGAN LISTRIK Tegangan adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke terminal/kutub lainnya. Secara matematis : Satuan tegangan adalah Volt (V)

Pada gambar diatas, jika terminal A mempunyai potensial yang lebih tinggi daripada terminal B, maka ada dua istilah yang muncul , yaitu : 1. Tegangan turun/ voltage drop Jika dipandang dari potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah dalam hal ini dari terminal A ke terminal B. 2. Tegangan naik/ voltage rise Jika dipandang dari potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi dalam hal ini dari terminal B ke terminal A.

Istilah penamaan tegangan yang akan sering digunakan adalah istilah nomor 1 yaitu tegangan turun. Maka jika beda potensial antara kedua titik tersebut adalah sebesar 5 Volt, maka VAB = 5 Volt dan VBA = -5 Volt. A A 5 V - 5 V B B

1.4 ENERGI LISTRIK Energi adalah kerja yang dilakukan oleh gaya sebesar satu Newton sejauh satu meter. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Energi hanya berubah dari bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain. Secara matematis, energi pada suatu elemen yang bertegangan v dengan muatan yang melewatinya sebesar q adalah w = vq Satuan energi listrik adalah Joule (J)

Macam-macam elemen berdasarkan energi yang diserap atau dikirim Elemen yang menyerap energi Jika arus positif meninggalkan terminal positif menuju terminal elemen/komponen, atau arus positif menuju terminal positif elemen/komponen tersebut.

Elemen yang mengirim energi Jika arus positif masuk terminal positif dari terminal elemen/komponen, atau arus positif meninggalkan terminal positif elemen/komponen.

1.5 DAYA LISTRIK Daya merupakan rata-rata kerja yang dilakukan. Secara matematis, Daya (P) : Satuan daya (P) adalah Watt

1.6 PREFIX DALAM SI Dalam SI untuk menyatakan bilangan yang lebih besar atau lebih kecil dari satu satuan dasar, dipergunakan notasi desimal (“standard decimal prefixes”) yang menyatakan pangkat dari sepuluh. Lihat tabel dibawah ini

1.7 ELEMEN LISTRIK Elemen Listrik Elemen aktif Elemen pasif

1.7.1 Elemen Aktif Elemen aktif adalah elemen yang menghasilkan energi. Elemen aktif yang akan dibahas pada Rangkaian listrik 1 adalah sumber tegangan dan sumber arus. Sumber Tegangan Sumber tegangan ideal adalah suatu sumber yang menghasilkan tegangan yang tetap, tidak tergantung pada arus yang mengalir pada sumber tersebut, meskipun tegangan tersebut merupakan fungsi dari t.

1. Sumber tegangan bebas Sumber yang menghasilkan tegangan tetap tetapi mempunyai sifat khusus yaitu harga tegangannya tidak bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya, artinya nilai tersebut berasal dari sumbet tegangan dia sendiri.

2. Sumber tegangan tak bebas Mempunyai sifat khusus yaitu harga tegangan bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya

Sumber Arus Sumber arus ideal adalah sumber yang menghasilkan arus yang tetap, tidak bergantung pada tegangan dari sumber arus tersebut. 1. Sumber arus bebas Mempunyai sifat khusus yaitu harga arus tidak bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya

2. Sumber arus tak bebas Mempunyai sifat khusus yaitu harga arus bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya

1.7.2 ELEMEN PASIF Elemen yang tidak menghasilkan energi. 1. Resistor Sering juga disebut dengan tahanan, hambatan, penghantar, atau resistansi dimana resistor mempunyai fungsi sebagai penghambat arus, pembagi arus , dan pembagi tegangan. Satuan : Ohm

2. Kapasitor Sering juga disebut dengan kondensator atau kapasitansi. Mempunyai fungsi untuk membatasi arus DC yang mengalir pada kapasitor tersebut, dan dapat menyimpan energi dalam bentuk medan listrik. Satuan : Farad

3. Induktor Seringkali disebut sebagai induktansi, lilitan, kumparan, atau belitan. Pada induktor mempunyai sifat dapat menyimpan energi dalam bentuk medan magnet. Satuan : Hendry