Dasar Rangk. Listrik.

Presentasi berjudul: "Dasar Rangk. Listrik."— Transcript presentasi:

1 Dasar Rangk. Listrik

2 Analogi Rangkaian Listrik
masuk pompa keluar pompa

3 Aliran Arus Konvensional dan Elektron
Arus elektron

4 Kata “electricity”, muncul sekitar 600 thn S.M.
Berasal dari “elektron” (Yunani kuno), di mana sifatnya -saat itu- blm dipahami betul.

5 Perbedaan potensial di antara kedua terminal [+ & -], akibat dari kelebihan elektron terminal negatif [-] dibanding terminal positif [+].

6 Bila kedua terminal dihubungkan dg kawat (konduktor), beda potensial menyebabkan arus mengalir dlm rangkaian.

7 Arus (elektron) merupakan aliran elektron yang keluar dari terminal negatif masuk ke terminal positif sumber.

8 Sebelum teori aliran elektron dipahami betul (17th), ilmuwan menetapkan sembarang bahwa arus dlm konduktor mengalir dari terminal positif ke negatif.

9 Itu disebut arah arus elektron yg digunakan dan diterima.

10 Sistem Satuan Sistem Satuan Internasional (SI), didasarkan pada enam besaran dasar (Tabel 1).

11 Tabel 1. Sistem Satuan Internasional (SI)

12 Dalam praktek, orang kerap butuh menyebut bilangan satuan yang besar ataupun kecil.
OKI, dibutuhkan prefiks/awalan seperti Tabel 2.

13 Tabel 2. Awalan Standar

14 Perbedaan Antara Sumber dan Beban
Definisi/Aturan: Sumber: arus keluar dari terminal positif Beban: arus masuk ke terminal positif

15 Perbedaan Antara … Contoh: Sumber: generator, aki, sel surya dll.
Beban: lampu, motor elektrik, TV dll.

16 Representasi Sitem Elektrik
Ada tiga cara memodelkan sistem/rangkaian elektrik: Model fisik Model konseptual Model simbol

17 Lampu Baterai Gbr. Model fisik

18 Aliran energi Gbr. Model konseptual

19 Gbr. Model simbol

20 Muatan, Arus, dan Hukum Arus KIRCHHOFF

21 Alessandro Volta, menemukan:
Baterai (copper-zinc) pertama.

22 Listrik statis dan arus yg mengalir dlm kawat disebabkan oleh mekanisme dasar yg sama: struktur atom zat, yg terdiri atas inti (proton dan neutron) dikelilingi oleh elektron.

23 Besaran elektrik dasar adlh muatan (charge).
Jumlah terkecil muatan yg ada, dibawa oleh sbh elektron.

24 Muatan elektron, qe = −1,602 × 10−19 C
Partikel pembawa muatan yg lain, yakni proton, qp = +1,602 × 10−19 C Proton dan elektron disebut sbg muatan elementer

25 Electronvolt (eV) adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk membawa 1 elektron melalui suatu beda potensial sebesar 1 Volt.

26 Arus, I. Definisi: Kecepatan perubahan muatan yg melalui luasan penampang tertentu
I = dq/dt

27 Contoh 1. Muatan dan arus dlm konduktor

28 Carilah muatan dlm konduktor silindris (kawat padat) dan hitunglah arus dlm kawat tsb. Geometri konduktor: panjang (L) = 1 m; diameter (D) = 2r = 2 x 10-3 m.

29 Besaran yg diketahui: Kerapatan pembawa muatan (n) = pembawa/m3. Muatan elektron (qe) = -1,602 x C Kecepatan pembawa muatan (v) = 19,9 x 10-6 m/s;

30 Carilah: Muatan total dari pembawa (Q); Arus (I).

31 Analisis Untuk menghitung muatan total dlm penghantar, pertama-tama, tentukan volume penghantar. volume penghantar = panjang x luas penampang

32 Volume = V = L x A

33 Skrg., menghitung jumlah pembawa (elektron) dlm konduktor serta muatan totalnya.
Jumlah pembawa = volume x kerapatan pembawa (-muatan)

34 Jumlah elektron dalam konduktor

35 Besar muatan dalam konduktor

36 Besar ARUS dalam konduktor

37 Satuan arus adalah Ampere (A),
1 A = 1 Coulomb/sekon

38 Hukum Arus Kirchhoff (HAK)
Simpul (dlm rangk. elektrik), sambungan dari dua atau lebih konduktor.

39 Hukum Arus Kirchhoff (HAK)
HAK: Jumlah semua arus pada satu simpul (node) harus sama dengan nol. Dengan: n = nomor konduktor/cabang (1,2, …, N)

40 Atau Jumlah semua arus yang menuju simpul sama dengan yang meninggalkannya.

41 Gambar. Rangk. elektrik sederhana
Beban Elektrik Sumber Elektrik Konduktor Elektrik

42 I1 + I2 = I3 + I4 + I5 Atau I1 + I2 - I3 - I4 - I5 = 0

43

44 Carilah arus-arus yg belum diketahui.

45 B: 50 = 20+I1; I1 = 30A C: = I2; I2 = 35A D: I1 = I 30 = I ; I3 = -90A E: I4+I3 = 15; I4 = 105A

46 F: 120 = I5 + 40; I5 = 80A