KONSEP DASAR RANGKAIAN LISTRIK (Hukum-hukum dalam Rangkaian Listrik) Tri Rahajoeningroem T. Elektro - UNIKOM

Tujuan Pembelajaran Mahasiswa memahami dasar dan konsep analisis rangkaian secara umum Mahasiswa memahami hukum-hukum dasar dalam analisis rangkaian listrik Mahasiswa mampu menerapkan hukum-hukum dasar tersebut dalam menganalisis rangkaian DC

Outline Konsep dasar dalam analisa rangkaian Hukum Ohm Hukum Kirchoff I (KCL) Hukum Kirchoff II (KVL)

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam rangkaian listrik 1. Tegangan antara 2 titik, a dan b digambarkan dengan satu anak panah / tanda polaritas positif-negatif seperti pada gambar dibawah ini : Vab menunjukkan besar potensial relatif titik a terhadap titik b.

2. Tegangan yang dipakai pada materi ini adalah tegangan drop/ jatuh dimana akan bernilai positif, bila kita berjalan dari potensial tinggi ke potensial rendah. Voltage drop : Vac = Vab + Vbc = IR – V 3. Setiap arus yang melewati komponen pasif maka terminal dari komponen tersebut pertamakali dialiri arus akan menjadi potensial lebih tinggi dibandingkan potensial terminal lainnya.

4. Bedakan antara sumber tegangan dan pengukur tegangan/ Voltmeter. Sumber tegangan (Rd = 0) Voltmeter (Rd = ∞ ) Voltmeter dipasang paralel pada komponen yang akan diukur supaya tidak ada arus yang melalui Voltmeter.

5. Bedakan antara sumber arus dan pengukur arus/ Amperemeter Sumber arus (Rd = ∞ ) Amperemeter (Rd = 0) Amperemeter dipasang seri pada komponen yang akan diukur supaya tegangan pada Amperemeter samadengan nol. Perlu diingat bahwa rangkaian paralel adalah pembagi arus dan rangkaian seri adalah pembagi tegangan.

6. Rangkaian Hubung Singkat (Short Circuit) Sifat : Vab selalu samadengan 0, tidak tergantung pada arus I yang mengalir padanya. Vab = 0 Rd = 0

7. Rangkaian Terbuka (Open Circuit) Sifat : arus selalu samadengan 0, tidak tergantung pada tegangan a-b. I = 0 Rd = ∞

Hukum Ohm Jika sebuah penghantar atau resistansi atau hantaran dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan muncul beda potensial, atau Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan pada berbagai jenis bahan pengantar adalah berbanding lurus dengan arus yang mengalir melalui bahan tersebut. Secara matematis :

Hukum Ohm Jika suatu resistor dilewati sebuah arus maka pada kedua ujung dari resistor tersebut akan menimbulkan beda potensial atau tegangan

Hukum Kirchoff I Kirchoff’s Current Law (KCL) Jumlah arus yang memasuki suatu percabangan atau node atau simpul samadengan arus yang meninggalkan percabangan atau node atau simpul, dengan kata lain jumlah aljabar semua arus yang memasuki sebuah percabangan atau node atau simpul samadengan nol. Secara matematis :  Arus pada satu titik percabangan = 0  Arus yang masuk percabangan =  Arus yang keluar percabangan

KCL

Contoh KCL Tentukan nilai i dan vab ! Hukum KCL : Σi = 0 i = −8 + 7 = −1A

Hukum Kirchoff II Kirchoff’s Voltage Law (KVL) Jumlah tegangan pada suatu lintasan tertutup samadengan nol, atau penjumlahan tegangan pada masing-masing komponen penyusunnya yang membentuk satu lintasan tertutup akan bernilai samadengan nol. Secara matematis :

Contoh KVL Lintasan a-b-c-d-a : Lintasan a-d-c-b-a :

Contoh KVL Tentukan v1 pada rangkaian tersebut ! Jawaban : Hukum KVL : searah jarum jam : V1+10+2-15 = 0  V1=3 V berlawanan arah jarum jam : -V1+15-2-10 = 0 V1 = 3 V

Contoh KVL Tentukan v1 pada rangkaian tersebut ! Hukum KVL : Σv = 0 V1 = -7 V

Contoh KVL Tentukan nilai vab ! Hukum KVL : Σv = 0 V ab = +8 + 4 + 56 − 6 = 62 V

Hubungan antar elemen Secara umum digolongkan menjadi 2 : 1. Hubungan seri Jika salah satu terminal dari dua elemen tersambung yang mengakibatkan arus yang lewat akan sama besar. 2. Hubungan paralel Jika semua terminal terhubung dengan elemen lain yang mengakibatkan tegangan tiap elemen akan sama.

Hubungan seri R ekivalen

Hukum Pembagian Tegangan sehingga :

Hubungan Paralel R ekivalen

Hukum Pembagian Arus sehingga

Soal Latihan