Analisis Rangkaian Listrik di Kawasan Waktu Model Piranti Pasif Model Piranti Aktif

menyerap daya memberi daya pasif aktifPiranti

Perilaku suatu piranti dinyatakan oleh karakteristik i-v yang dimilikinya, yaitu hubungan antara arus yang melalui piranti dengan tegangan yang ada di antara terminalnya. i v linier tidak linier piranti +  tegangan diukur antara dua ujung piranti arus melewati piranti

Resistor Simbol: R i v nyata model batas daerah linier Kurva i terhadap v tidak linier benar namun ada bagian yang sangat mendekati linier, sehingga dapat dianggap linier. Di bagian inilah kita bekerja.

Resistor : CONTOH: t [detik] VAWVAW vRvR iRiR pRpR Bentuk gelombang arus sama dengan bentuk gelombang tegangan

Kapasitor C simbol iCiC C dv C /dt 1 Konstanta proporsionalitas Kapasitansi

Kapasitor : CONTOH: Bentuk gelombang arus sama dengan bentuk gelombang tegangan namun i C muncul lebih dulu dari v C. Arus 90 o mendahului tegangan

Induktor 1/L vLvL 1 di L dt simbol L Konstanta proporsionalitas Induktansi

V mA W pLpL vLvL iLiL t [detik] L = 2,5 H v L = 200sin400t Volt Indu k tor : CONTOH: Bentuk gelombang arus sama dengan bentuk gelombang tegangan namun i L muncul lebih belakang dari v L. Arus 90 o di belakang tegangan

Resistor InduktorKapasitor konstanta proporsionalitas resistivitas L: panjang konduktor A: luas penampang konstanta dielektrik d: jarak elektroda A: luas penampang elektroda konstanta N: jumlah lilitan Secara Fisik

Terdapat kopling magnetik antar kedua kumparan yang dinyatakan dengan: M i1i1 i2i2 v1v1 v2v2 k 12 = k 21 = k M Jika medium magnet linier : Induktansi Bersama Tanda  tergantung dari apakah fluksi magnet yang ditimbulkan oleh kedua kumparan saling membantu atau saling berlawanan

 substraktif 11 i1i1 i2i2 22  aditif 11 i1i1 i2i2 22 Konvensi Titik Arus i yang masuk ke ujung yang bertanda titik di salah satu kumparan, membangkitkan tegangan berpolaritas positif pada ujung kumparan lain yang juga bertanda titik. Besarnya tegangan yang terbangkit adalah M di/dt. i1i1 i2i2 v1v1 v2v2 i1i1 i2i2 v1v1 v2v2

Transformator Ideal i1i1 i2i2 v1v1 v2v2 Kopling sempurna k 1 = k 2 = k 12 = k 21 = k M Susut daya nol

+ v 1 _ + v 2 _ 50  N1/N2 = 0,1 v 1 = 120sin400t V CONTOH:

saklar terbuka i = 0, v = sembarang v i simbol saklar tertutup v = 0, i = sembarang v i simbol Saklar

v = v s (tertentu) dan i = sesuai kebutuhan v i VoVo + _ vsvs i ++ VoVo i Karakteristik i - v sumber tegangan konstan Simbol sumber tegangan bervariasi terhadap waktu Simbol sumber tegangan konstan Sumber Tegangan Bebas Ideal

i = i s (tertentu) dan v = sesuai kebutuhan Simbol sumber arus ideal v+v+ i I s, i s v i IsIs Karakteristik sumber arus ideal Sumber Arus Bebas Ideal

++ 40V beban 5A beban v beban = v sumber = 40 V p beban = 100 W  v = 20 V Tegangan sumber tetap, arus sumber berubah sesuai pembebanan Sumber Tegangan p beban = 100 W  i = 2,5 A p beban = 200 W  i = 5 A Sumber Arus i beban = i sumber = 5 A Arus sumber tetap, tegangan sumber berubah sesuai pembebanan p beban = 200 W  v = 40 A CONTOH:

i RsRs +v+v vsvs _ + Sumber tegangan praktis terdiri dari sumber ideal v s dan resistansi seri R s sedangkan tegangan keluarannya adalah v. v s tertentu, akan tetapi tegangan keluarannya adalah v = v s  iR v+v+ RpRp isis i ipip Sumber arus praktis terdiri dari sumber ideal i s dan resistansi paralel R p sedangkan tegangan keluarannya adalah v. i s tertentu, akan tetapi arus keluarannya adalah i = i s  i p Sumber Praktis

+_+_ i1i1 r i 1 CCVS +_+_  v1 v1 + v 1 _ VCVS  i1 i1 i1i1 CCCS g v 1 + v 1 _ VCCS Sumber Tak-Bebas (Dependent Sources) Sumber tegangan dikendalikan oleh arus Sumber tegangan dikendalikan oleh tegangan Sumber arus dikendalikan oleh arus Sumber arus dikendalikan oleh tegangan

++ isis 20  v s = 24 V500 i s ++ +vo+vo ioio 60  Contoh: Rangkaian dengan sumber tak bebas tanpa umpan balik

Sumber tak bebas digunakan untuk memodelkan Penguat Operasional (OP AMP)  + v N v P  V CC +V CC v o Top +V CC : catu daya positif  V CC : catu daya negatif v P = tegangan masukan non-inversi; v N = tegangan masukan inversi; v o = tegangan keluaran; ++ RiRi RoRo + v o iPiP iNiN v P + v N + +  ioio  (v P  v N ) Model Sumber Tak Bebas OP AMP ++ catu daya positif catu daya negatif keluaran masukan non-inversi masukan inversi Diagram rangkaian

OP AMP Ideal keluaran masukan non-inversi masukan inversi ++ vovo vpvp vnvn ipip inin Jika OpAmp dianggap ideal maka terdapat relasi yang mudah pada sisi masukan Diagram rangkaian yang disederhanakan:

++ ++ iPiP iNiN vPvP vsvs vNvN R vo vo ioio Contoh: Rangkaian Penyangga (buffer)

Contoh: Rangkaian Penguat Non-Inversi ++ ++ iPiP iNiN vPvP vsvs vNvN R1R1 R2R2 vo vo umpan balik

++ + +  2k  iBiB 5V 2k  1k  +vB+vB R B =1k  vovo v B = ? i B = ? p B = ? CONTOH: Rangkaian dengan OP AMP yang lain akan kita pelajari dalam bab tentang rangkaian pemroses sinyal

Course Ware Analisis Rangkaian Listrik Di Kawasan Waktu Model Piranti Sudaryatno Sudirham