Hukum Hukum Rangkaian. Rudi Susanto

Transkripsi

1 Hukum Hukum angkaian udi Susanto

2 Hambatan Listrik dan Hukum Ohm Ketika tegangan listrik (beda potensial) diberikan pada ujung-pangkal konduktor logam maka didapatkan arus yang sebanding dengan tegangan yang diberikan. Dengan satuan : volt/ampere atau ohm (Ω).

3 Hukum Ohm Georg Simon Ohm (787-8) konstan dan tidak tergantung terhadap Linier atau Ohmic Material Non-Linier atau Non-Ohmic Material Most metals, ceramics Semiconductors e.g. diodes

4 Hukum Kirchoff / Kirchoff s urrent Law (KL) 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.

5 Hukum Kirchoff / Kirchoff s oltage Law (KL) Jumlah tegangan pada suatu lintasan tertutup sama dengan nol, atau penjumlahan tegangan pada masing-masing komponen penyusunnya yang membentuk satu lintasan tertutup akan bernilai sama dengan nol.

6 angkaian Arus Searah Syarat terjadinya arus dalam rangkaian : - Ada sumber tegangan ( Baterai, Generator, Accu, PLN) - angkaian tertutup ( lose loop circuit ) = + - = = bat bat Hindari terjadinya hubung singkat ( = 0 ohm ) Gunakan pembatas arus / sekering untuk pengaman rangkaian 6

7 Baterai Mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai membangkitkan gaya gerak listrik / EMF (E) dan mempunyai hambatan dalam (r). Hambatan dalam makin lama membesar seiring dengan lama pemakaian sehingga dikatakan baterai habis. Tegangan terminal AB dirumuskan sebagai berikut : B r AB E r E E r A D 7

8 esistor dalam angkaian Seri Arus : = = Tegangan : = + t = + esistor : t = + Untuk kombinasi seri berlaku : eq... angkaian berprilaku sebagai pembagi tegangan (voltage divider) B A D 8

9 esistor dalam angkaian Paralel Tegangan : = = Arus : = + / t = / + / esistor : / t = / + / Untuk kombinasi Paralel berlaku :... eq B A D angkaian berperilaku sebagai pembagi tegangan (current divider) 9

10 ontoh Soal: = 8 volt = ; = 6 ; = B Hitung: Hambatan ekivalen pada rangkaian tersebut Arus yang melalui masingmasing hambatan Beda tegangan di dan di D ( D = D ) A D Jawab: ek = 6 ; = A, = A, = A ; D = 0

11 ontoh Soal angkaian di bawah ini sering disebut sebagai rangkaian tangga (ladder network). Tentukan tegangan pada tahanan-tahanan, dan 6. Jawab : (00) ()(0) 0 6

12 0 0 (0)(0) ()(0) (00) (00) (0) (0)

13 ontoh Soal Tentukan arus yang melalui tahanan-tahanan, dan

14 A ()(0) 0 6 (0)(0) (0) A () A 0 6

15 angkaian Kapasitor Paralel Seri a a = ab b + + = ab c + + eq b eq

16 HUBUNGAN SE : Muatan sama Tegangan dibagi-bagi gab + - Kapasitansi ekivalen (gabungan) gab : N i i gab gab gab

17 HUBUNGAN PAALEL: Muatan dibagi-bagi Tegangan sama Kapasitansi ekivalen (gabungan) gab : + - gab gab gab N i i ( ) gab

18 ontoh Soal Tiga buah kapasitor = F, = F dan = F dirangkai seperti terlihat pada gambar di bawah ini. angkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan volt. Hitunglah : a). Kapasitansi ekivalen rangkaian tersebut. b). Besarnya muatan yang tersimpan pada.

19 F, ()() : seri & F ) ( paralel : & F F F eq Jawab : a)

20 (,)() : Seri F, ()() : Paralel Jawab : b) F F F

21 Soal Latihan Hitung besarnya muatan pada kapasitor F dari rangkaian di bawah ini. 7,F F F

22 ontoh Soal Tentukan muatan pada masing-masing kapasitor pada saat : a) Saklar S ditutup dan S dibuka. b) Saklar S dan S ditutup. = F = F = F S = F S

23 Jawab : a) S ditutup = F = F = / = /9 = F S = F = / S Seri ()() ()() : Paralel 9 6 :

24 = F = F = / = /9 = F S = F = / S Paralel : () 9 () 6 Seri : 9 6

25 Jawab : b) S dan S ditutup = F = F = =7 = /0 = F S = F S Paralel : 7 ()(7) Seri : 7 0 (), 0

26 = F = F = =7 = /0 = F S = F S Seri : Paralel :, 8,, 8, ()(8,) 8,F ()(,6) 0,8F, 7,6,6 ()(8,) 6,8F ()(,6),F

27 ontoh : Dua buah kapasitor masing-masing dengan muatan mf dan 6 mf dihubungkan pararel melalui batere 8. Tentukan kapasitansi ekuivalen dan jumlah muatan yang tersimpan ontoh : Dua buah kapasitor masing-masing dengan muatan F dan 6 F dihubungkan seri melalui batere 8. Tentukan kapasitansi ekuivalen dan jumlah muatan yang tersimpan 7

28 ontoh Soal: Empat buah kapasitor masing-masing kapasitasnya, dirangkai seperti pada gambar di bawah ini. angkaian yang memiliki kapasitas 0,6 adalah, A. B.. D. E. JAWAB : D 8

29 Analis angkaian 9

30 HUKUM KHOFF Hukum Kirchoff Arus (HKA) : Jumlah arus pada suatu titik cabang selalu nol Hukum Kirchoff Tegangan (HKT): Jumlah tegangan pada suatu simpal (loop) selalu nol Titik cabang : B Simpal : 7 A 6 6 H D ariabel tak diketahui : HKA HKT E G F

31 Arus masuk positip Arus keluar negatip B A 6 6 H D arus masuk = arus keluar E G F Titik A : Titik D : Titik F : Titik H :

32 Melalui sumber tegangan : dari ke + positip (naik) B dari + ke - negatip (turun) A 6 6 H D Melalui tahanan : searah arus negatip (turun) Lawan arus positip (naik) G F E Simpal Simpal Simpal Simpal Simpal GAHFG: FHDEF: ABDHA: GABDEFG: GAHEFG:

33 ontoh soal Suatu loop tunggal terdiri dari resistor dan baterei seperti pada gambar. a) Hitunglah arus listrik dalam rangkaian. b) Tentukan daya listrik pada masing-masing resistor.

34 ontoh soal Tentukan arus, dan dari rangkaian berikut. Ada variable yang tidak diketahui. dibutuhkan persamaan

35 ontoh soal Bagi pers. () dengan dan kemudian diatur lagi Kurangi pers. () dengan pers. () kemudian eliminasi Masukkan ke pers. () untuk memperoleh Akhirnya diperoleh

36 ontoh : Tentukan arus?

37 ontoh Soal Hitung arus pada rangkaian di bawah ini dengan menggunakan hukum A Kirchoff Jawab : Pilih arah arus sembarang, bila ternyata negatip berarti arah sebenarnya adalah kebalikannya HKT : B HKA : A(arah keatas)

38 ontoh Soal Tentukan arus yang melewati tahanan 6. Jawab : HKA di A dan B : HKT (simpal kiri) : B A ( ) 6 76 () 0 0

39 0 76 () HKT (simpal atas) : A 0 0( ) 8 0 ( 8 () ) 8 B HKT (simpal kanan) : () 0

40 8 () ) 0( A(keatas) () 8 0 () 6 6 8

41 ontoh Diketahui = = = Ω. Jika adalah arus yang mengalir pada, arus yang mengalir pada dan arus yang mengalir pada, maka besar masing-masing arus tersebut secara berturut-turut adalah: 8 A. 8/ A; 0/ A; / A B. 0/ A; / A; 8/ A. / A; 8/ A; 0/ A D. 0/ A; 8/ A; / A E. / A; 0/ A; 8/ A

42 Praktikum Electronics Workbench (EWB)

43 Praktikum Tentukan nilai arus i pada rangkaian dibawah ini pada dengan software EWB!

44 Praktikum Tentukan nilai arus i pada rangkaian dibawah ini pada dengan software EWB!

45 Praktikum Tentukan nilai arus i pada rangkaian dibawah ini pada dengan software EWB!