Rangkaian Listrik Arus Searah Veronica Ernita K.

Pendahuluan Pada bagian ini akan dibahas tentang sumber tegangan arus searah dan analisis rangkaian arus searah dengan menggunakan hukum Ohm dan Kirchoff. Hal ini sangat dibutuhkan pada pengukuran dan pengujian rangkaian listrik arus searah.

Sumber Tegangan Arus Searah (Direct Current, DC) Listrik arus searah adalah aliran arus listrik yang konstan dari potensial tinggi ke potensial rendah. Tegangan listrik arus searah dapat dihasilkan oleh: Generator DC Aki (accumulator) Baterai Sumber tegangan arus bolak-balik (AC) yang disearahkan.

Analisis Rangkaian Listrik Arus Searah Rangkaian DC Dengan Satu Sumber Tegangan Sumber tegangan adalah alat yang dapat menimbulkan beda potensial listrik. Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang dapat digunakan untuk mengalirkan arus listrik disebut gaya gerak listrik (GGL, E).

Gaya gerak listrik (GGL)/Tegangan gerak listrik (TGL) GGL merupakan suatu alat penghasil arus listrik mempunyai dua buah kutub positip dan negatip. Digambarkan dengan dua garis sejajar tidak sama panjang, bagian panjang diberi tanda positif sedangkan bagian yang pendek diberi tanda negatif. Didalam GGL terdapat “hambatan dalam”, ri yang harganya kecil. Satuan dari GGL adalah volt.

Gaya gerak listrik (GGL)/Tegangan gerak listrik (TGL) Misalnya, sebuah rangkaian listrik sederhana yang terdiri atas sebuah tahanan luar, R, sumber tegangan, E, dan tahanan dalam r, Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian adalah: Dimana:

Gaya gerak listrik (GGL)/Tegangan gerak listrik (TGL) Daya yang diserap oleh tahanan R: Daya listrik merupakan energi listrik yang diserap tahanan tiap detik. Energi listrik yang diserap tahanan: Satuan energi listrik, adalah watt-det [W.s = J].

Gaya gerak listrik (GGL)/Tegangan gerak listrik (TGL) Untuk beberapa elemen yang dipasang secara seri berlaku:

Gaya gerak listrik (GGL)/Tegangan gerak listrik (TGL) Untuk beberapa elemen yang dipasang secara paralel berlaku:

Contoh (1) Diketahui rangkaian Dc seperti pada gambar Hitung: a. Arus pada setiap tahanan b. Beda potensial antara A & B, antara B & C dan antara A & C. c. Daya yang diserap setiap tahanan.

Contoh (2) Empat buah baterai tersusun secara seri yang mempunyai ggl masing-masing 1,5 V dan tahanan dalam 0,1 Ω, dihubungkan dengan tahanan luar 1,6 Ω. Hitunglah arus yang mengalir!

Rangkaian DC Dengan Lebih Dari Satu Sumber Tegangan Rangkaian tersebut dapat diselesaikan dengan menggunakan hukum Kirchoff I dan II.

Rangkaian DC Dengan Lebih Dari Satu Sumber Tegangan Pada titik percabangan A, dengan menggunakan hukum Kirchoff I diperoleh persamaan: Pada loop (1) dan (2), dengan menggunakan hukum Kirchoff II diperoleh:

Rangkaian DC Dengan Lebih Dari Satu Sumber Tegangan Dari persamaan (a), (b), dan (c) di atas dapat dibuat persamaan dalam bentuk matriks:

Rangkaian DC Dengan Lebih Dari Satu Sumber Tegangan

Contoh Diketahui rangkaian arus searah seperti pada gambar berikut: Jika R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 8 Ω, V1 = 32 V (tahanan dalam diabaikan), V2 = 20 V (tahanan dalam diabaiakan), tentukan arus pada setiap tahanan dan tegangan pada R3.