Week 2 KARAKTERISTIK KOMPONEN RANGKAIAN LISTRIK EE421323 Dasar Elektronika Week 2 KARAKTERISTIK KOMPONEN RANGKAIAN LISTRIK INSTITUT TEKNOLOGI DEL Jl Sisingamangaraja, Tobasamosir (22381), Sumatera Utara telp +62632331234, fax +626323311116, www.del.ac.id

KARAKTERISTIK KOMPONEN RANGKAIAN LISTRIK KOMPONEN AKTIF Sumber Tegangan (Voltage Source) Sumber Arus (Current Source) KOMPONEN PASIF Resistor (R) Kapasitor (C) Induktor/ Induktansi/ Lilitan/ Kumparan (L)

SumberTegangan (Voltage Source) Karakteristik sumber tegangan ideal : Menghasilkan tegangan yang tetap Tidak tergantung pada arus yang mengalir pada sumber tersebut, meskipun tegangan tersebut merupakan fungsi dari t. Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = 0 (sumber tegangan ideal) Klasifikasi Sumber Tegangan (Voltage Source) : Sumber Tegangan Bebas/ Independent Voltage Source Sumber Tegangan Tidak Bebas/ Dependent Voltage Source

Sumber Arus (Current Source) Karakteristik sumber arus ideal : Menghasilkan arus yang tetap Tidak bergantung pada tegangan dari sumber arus Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = tak hingga (sumber arus ideal) Klasifikasi Sumber Arus (Current Source) : Sumber Arus Bebas/ Independent Current Source Sumber Arus Tidak Bebas/ Dependent Current Source

Resistor (R) Fungsi Resistor (R) : Penghambat arus Pembagi arus Pembagi tegangan Nilai resistansi dari suatu resistor berdasarkan : Hambatan jenis bahan resistor (tergantung dari bahan pembuatnya) Panjang Luas penampang resistor Apabila arus melewati resistor maka akan terjadi beda potensial di kedua ujung terminalnya (Hukum Ohm)

Kapasitor (C) Sering juga disebut dengan kondensator dimana fungsinya adalah : Membatasi arus DC yang mengalir pada kapasitor Menyimpan energi dalam bentuk medan listrik Faktor penentu nilai suatu kapasitor tergantung dari : Nilai permitivitas bahan pembuat kapasitor Luas penampang kapasitor Jarak antara dua keping penyusun kapasitor Secara matematis dapat ditulis : Dimana :  = permitivitas bahan A = luas penampang bahan d = jarak dua keping Satuan kapasitor : Farad (F)

KARAKTERISTIK PADA KAPASITOR Jika sebuah kapasitor dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung kapaistor tersebut akan muncul beda potensial atau tegangan, dimana secara matematis dinyatakan : Penurunan rumus :

Sifat penyimpanan energi pada kapasitor Dari karakteristik v - i, dapat diturunkan : Misalkan : pada saat t = 0 maka v = 0 pada saat t = t maka v = V Sehingga : Persamaan diatas merupakan energi yang disimpan pada kapasitor dalam bentuk medan listrik. Jika kapasitor dipasang tegangan konstan/DC, maka arus sama dengan nol. Sehingga kapasitor bertindak sebagai rangkaian terbuka/ open circuit untuk tegangan DC.

Hubungan seri Kapasitor

Hubungan paralel Kapasitor

Induktor/ Lilitan/ Kumparan (L) Seringkali disebut sebagai induktansi, lilitan, kumparan, atau belitan. Pada induktor mempunyai sifat dapat menyimpan energi dalam bentuk medan magnet. Satuan dari induktor : Henry (H) Arus yang mengalir pada induktor akan menghasilkan fluksi magnetik (Φ) yang membentuk loop yang melingkupi kumparan. Jika ada N lilitan, maka total fluksi adalah :

Sifat penyimpanan energi pada induktor Dari karakteristik v-i, dapat diturunkan : Misalkan : pada saat t = 0 maka i = 0 pada saat t = t maka i = I sehingga : Persamaan diatas merupakan energi yang disimpan pada induktor L dalam bentuk medan magnet. Jika induktor dipasang arus konstan/DC, maka tegangan sama dengan nol. Sehingga induktor bertindak sebagai rangkaian hubung singkat/ short circuit.

Hubungan seri Induktor Pembagi tegangan : sehingga :

Hubungan paralel Induktor

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 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

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-d-c-b-a : Lintasan a-b-c-d-a :

Contoh soal KVL, KCL Tentukan nilai i dan vab !

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 Pembagi tegangan sehingga :

Hubungan paralel R ekivalen Pembagi arus sehingga

Contoh soal