DASAR RANGKAIAN LISTRIK

Transkripsi

1 DASAR RANGKAAN LSTRK TANGGAPAN RANGKAAN PERALHAN (TRANSENT RESPONSES) Dr. Ali Sadiyoko S.T.,M.T. Last update : 25 Mei 2016

2 2 Peralihan Rangkaian Perubahan konfigurasi rangkaian akan menyebabkan perubahan nilai respons pada rangkaian. Perubahan nilai respons tidak terjadi secara seketika (simultaneous) karena adanya komponen komponen yang mempunyai sifat menyimpan energi. Kapasitor menyimpan energi dalam bentuk medan listrik sedangkan induktor menyimpan energi dalam bentuk medan magnet Periode perubahan nilai respons dari nilai tunak (steady state) semula menuju nilai tunak berikutnya disebut periode peralihan rangkaian (transient period)

3 Rangkaian Peralihan Rangkaian Peralihan Orde Satu Rangkaian Peralihan Orde Dua

4 Respons Orde Satu

5 Respons Orde Dua

6 Peralihan Rangkaian Kapasitor Nilai tegangan pada terminal kapasitor tidak dapat berubah secara seketika. Pada keadaan tunak (steady state) sebuah kapasitor akan berfungsi sebagai hubungan terbuka (open circuit) sehingga tidak dapat dilalui arus. Konstanta waktu =R.C

7 Contoh 1 t = 0 i 12 V C 2 W

8 =? t < 0 t >= 0 12 V C 12 V C 2 W 2 W 12 Vc 2 = 0 t = = 0 = 6 A JANGAN LUPA BER TANDA POLARTAS PADA KOMPONEN

9 Pada saat t << 0 = 0 Pada saat t = 0 = 6 A Pada saat t >> 0 = 0 A 6 = 6 e t/ t

10 Vc =? t >= 0 12 V C 2 W 12 Vc 2 = 0 t = 12 Vc 2. 0 = 0 Vc = 12 V

11 11 Pada saat t << 0 Vc = 0 Pada saat t = 0 Vc = 0 Vc Pada saat t >> 0 Vc = 12 V t/ Vc = 12 (1 e ) 12 t

12 12 Contoh 2 t = 0 C 2 W 12 V

13 t < 0 t >= 0 C 12 V C 2 W 12 R Vc = R Vc = 0 t = 0 2 Vc = 0 Vc = 0 t = Vc = 12 V

14 Pada saat t << 0 Vc = 12 Pada saat t = 0 Vc = 12 V Pada saat t >> 0 Vc = 0 V Vc 12 t/ Vc = 12 e t =?

15 t >= 0 C 2 W 2 Vc = 0 Vc = 2 t = = Vc / 2

16 Pada saat t << 0 = 0 Pada saat t >> 0 = 0 Pada saat t = 0 = Vc /2 = 12/ 2 = 6 A t/ = 6(1 e ) 6 t 6

17 Contoh 3 t = 0 C 15 V 12 V 2 W

18 t < 0 t >= 0 15 V C 2 W 12 V 2 W C 15 2 Vc = Vc = 0 t < Vc = Vc = 0 Vc = 15 V Vc = 12 V t =

19 Pada saat t << 0 Vc = 15 V Pada saat t >> 0 Vc = 12 V Pada saat t = 0 Vc = 15 V Vc 15 t/ Vc = 27 e 12 t 12 =?

20 t >= 0 12 V 2 W C 12 2 Vc = 0 t = = 0 2 = 27 A = 13,5 A

21 Pada saat t << 0 = 0 Pada saat t >> 0 = 0 Pada saat t = 0 = 27/2 A t/ = 13,5 (1 e ) 13,5 t 13,5

22 Peralihan Rangkaian nduktor Nilai arus yang mengalir melalui sebuah induktor tidak dapat berubah secara seketika. Pada keadaan tunak (steady state) sebuah induktor akan berfungsi sebagai hubungan singkat (short circuit) sehingga nilai tegangan pada terminalnya = 0. Konstanta waktu =L/R

23 Contoh 4 t = 0 12 V L 2 W

24 t < 0 t >= 0 12 V L 12 V L 2 W 2 W = 0 12 VL 2 = = 0 = 6 A t =

25 Pada saat t << 0 = 0 Pada saat t = 0 = 0 Pada saat t >> 0 = 6 A 6 t/ = 6 (1 e ) t VL =?

26 t < 0 t >= 0 12 V L 12 V L 2 W 2 W VL = 0 12 VL 2 = 0 t = 0 12 VL 0 = 0 VL = 12 V masih 0!

27 Pada saat t << 0 VL = 0 Pada saat t >> 0 VL = 0 Pada saat t = 0 VL = 12 V VL 12 = 12 e t/ t

28 Contoh 5 t = 0 1 W L 3 W 12 V

29 t < 0 t >= 0 L 3 W 1 W 12 V L 3 W VL 12 = = 0 t << 0 VL 3 = = 0 t = = 12 A = 0 A

30 Pada saat t << 0 = 12 A Pada saat t = 0 = 12 A Pada saat t >> 0 = 0 A t/ = 12 (1 e ) 12 t 12 VL =?

31 Pada saat t << 0 VL = 0 Pada saat t >> 0 VL = 0 Pada saat t = 0 VL = 3 = 36 V VL t 36 t/ VL = 36 ( 1 e ) 36

32 Contoh 6 _ t = 0 15 V 12 V 2 W L Latihan!

33 Pada saat t << 0 = 6 A Pada saat t >> 0 = 7,5 A Pada saat t = 0 Vc = 6 A 6 t/ = 13,5 e 7,5 t 7,5 VL =?

34 Pada saat t << 0 VL = 0 Pada saat t >> 0 VL = 0 Pada saat t = 0 VL = 2 15 = 27 V VL t 27 t/ VL = 27 ( 1 e ) 27

35 Ringkasan Peralihan Rangkaian Kapasitor Nilai tegangan (V C ) pada terminal kapasitor tidak dapat berubah secara seketika. Pada keadaan tunak (steady state) sebuah kapasitor akan berfungsi sebagai hubungan terbuka (open circuit) sehingga tidak dapat dilalui arus ( = 0). Konstanta waktu =R.C nduktor Nilai arus ( L ) yang mengalir melalui sebuah induktor tidak dapat berubah secara seketika. Pada keadaan tunak (steady state) sebuah induktor akan berfungsi sebagai hubungan singkat (short circuit) sehingga nilai tegangan pada terminalnya = 0. Konstanta waktu =L/R

36 36 Rangkaian Peralihan Orde Dua t=0 12 V L 2W

37 37 12 V L C 2 W 12 VL 2 VC = 0 L d ( t ) dt 1 t ( ) C 0 t = t dt 12 2 = 0

38 38 Respons Orde Dua c(t) Allowable tolerance M p t s t