Rangkaian Loop Tunggal & Rangkaian Pasangan Node Tunggal

Rangkaian Loop Tunggal

•         Arus yang sama akan mengalir pada setiap elemen yang ada pada loop (elemen dalam rangkaian seri).

•         Akan diperlihatkan rangkaian yang terdiri dari sumber tegangan dan resistor.

 Penyelasaian untuk  I

•         Arus yang sama I mengalir melalui sumber dan setiap bohlam-bagaimana anda tahu hal ini?

•         Dalam bentuk I, berapakah tegangan pada masing-2 resistor? Pastikan polaritasnya benar!

•         Untuk menyelsaiakan I, gunakan KVL pada sebuah loop.

                     228I + 228I + … + 228I -120V = 0

                     I = 120V/(50 x 228W) = 10.5mA

Kita dapat menyelesakan tegangan pada setiap bohlam sbb:

       V = IR = (10.5mA)(228W) = 2.4V
Rangkaian ini mempunyai satu sumber tegangan dan banyak resistors. 
       The current is : Sumber tegangan/Jumlah resistansi

(Ingat bahwa resistansi series adalah penjumlahan)

Pembagian Tegangan

Perhatikan dua resistor seri dengan tegangan v(t) pada resistor:

Perhatikan N resistor seri:

Sumber tegangan “terbagi-bagi” dalam resistor secara proporsional terhadap nilai resistansi masing-masing.

Example 1:

Bagaimana kita menemukan I₁ dan I₂?

1.      Gunakan KCL Pada Node Atas:

                 I= I₁ + I₂

2.      Hukum Ohm:

3.      Penyelesaian untuk V:

   Menjadi, 

  
4.  Resistansi Ekivalen:

Jika kita ingin menggantikan dua resistor parallel dengan sebuah resistor, maka nilai ekivalen resistor adalah :

                                         

Definisi: Parallel - element-elemen memakai dua node yang sama

5.      Untuk memperoleh  I₁ :

                    

     •         Ini adalah persamaan Pembagian Arus.

     •         Memberikan gambaran bagaimana membagi arus yang melalui dua buah resistor parallel.

Example 2:

 Bagaimana kita mendapatkan I₁, I₂, and I₃?

1.      Gunakan KCL pada Node atas:

          
           I= I₁ + I₂ + I₃

2.      Req

Pembagian Arus

Menunjukkan pembagian arus untuk tiga atau lebih resistor parallel:

Catat bahwa persamaan ini mirip dengan persamaan pembagian tegangan.

  
Example 3 : Lebih dari satu sumber

Bagaimana kita mendapatkan I₁ or I₂?

1.      Gunakan KCL pada Node atas:

            I₁ + I₂ = I_s1 - I_s2

 

Rangkaian dengan Banyak Sumber Arus

•         Kita mendapatkan sumber arus sebagai penjumlahan aljabar dari masing-masing sumber arus.

•         Seperti sebelumnya, kita hitung resistansi ekivalen.

•         Kita hitung V sebagai ekivalen I kali ekivalen R.

•         Gunakan hukm Ohm untuk mendapatkan arus.

Secar umum: Pembagian Arus

Perhatikan N resistor parallel:

Kasus khusus (2 resistor parallel)

Read more »

Hukum Ohm dan hukum Kirchhoff

Resistor 

• Resistor adalah elemen rangkaian yang mendisipasikan energi (biasanya panas).
• Peralatan yang menggambarkan resistor: bola lampu, pemanas, kawat transmisi.
• Resistansi diukur dalam Ohms (W).

Hukum Ohm

•          v(t) = i(t) R          - or -                      V = I R

•          p(t) = i²(t) R = v²(t)/R      →  + (menyerap)

Contoh: sebuah bola lampu 25W

•          Jika tegangan yang ada pada bola lampu 25W adalah 120V, berapakan resistansinya?

                                R = V²/P = (120V)²/25W = 576 W

•          Berapakah arus yang mengalir pada bola lampu 25W ?

                                I = V/R = 120V/576 W = 0.208 A

Pertanyaan

•          Apabila saya mengukur secara langsung resistansi bola lampu 25W, saya memperoleh nilai sekitar 40W. Apakah yang salah dengan hasil ini?

•          Jawaban:  Resistansi filamen bohlam akan naik jika suhu filamen naik.  Filamen tungsten mrmpunyai, koefisien resistansi 4.5x10^-3/^oK. Sebuah bohlam beroperasi pada suhu sekitar 5000^oF.

Rangkaian Terbuka

•          Bagaimana jika R= ~ (Tak Terhingga)?

 •          i(t) = v(t)/R = 0

Rangkaian terhubung-singkat

•          Bagaimana jika R=0?

 •          v(t) = R i(t) = 0

Hukum Kirchhoff

•          Kirchhoff’s Current Law (KCL)

–        jumlah dari arus-arus yang masuk suatu simpul adalah NOL.

–        jumlah arus yang masuk suatu simpul sama dengan jumlah arus yang meninggalkan simpul tsb. 

•          Kirchhoff’s Voltage Law (KVL)

–        Jumlah tegangan pada loop tertutup adalah NOL.

KCL (Kirchhoff’s Current Law)

jumlah dari arus-arus yang masuk suatu simpul adalah NOL :

Analogi: aliran massa pada sambungan pipa.

KVL (Kirchhoff’s Voltage Law)

•          Jumlah tegangan pada loop tertutup adalah NOL.

•          Analogi: penurunan tekanan pada loop pipa

Polaritas KVL

•          Loop adalah suatu jalur tertutup pada suatu rangkaian dimana tidak ada simpul yang dilalui lebih dari satu kali.

•          Konvensi Polaritas Tegangan:

–        Sebuah tegangan dilewatkan dari + ke - adalah positif.

–        Sebuah tegangan dilewatkan dari - ke + adalah negatif.

Analogi Elektrik-Fisika 

	Elektrik	Hidrolik
Junction/Node Law	KCL: ΣI = 0	ΣG = 0
Loop Law	KVL: ΣV = 0	Σp = 0

Read more »

Pendahuluan (Satuan, besaran dan Elemen Rangkaian)

Arus, Tegangan dan Daya

1.  Arus: laju perubahan jumlah muatan persatuan waktu.

                I = dq/dt 

1 Amp = 1 Coulomb/sec

2.  Tegangan:  Gaya gerak listrik atau potensial, V 

1 Volt = 1 Joule/Coulomb = 1 N·m/coulomb

3.  Daya:  P = I V 

               1 Watt = 1 Volt·Amp = 1 Joule/sec

1.    Arus ( I)      

• Secara umum membicarakan mengenai perpindahan muatan positif, walaupun dalam suatu konduktor arus merupakan hasil dari pergerakan elektron.
• Tanda dari arus menunjukkan arah alirannya.
•  Jenis arus: 
  
  •  Arus searah (dc): battery, generator DC.
  •  Arus bolak-balik (ac): arus yang berubah terhadap waktu.

  2.   Tegangan, V

• Tegangan adalah perbedaan tingkat energi dalam suatu muatan yang terletak dalam dua titik dalam suatu rangkaian. Menggambarkan energi yang dibutuhkan untuk memindahkan muatan tsb dari stu titik ke titik lain.

Konvensi untuk Tanda

Konvensi tanda pasif : arus adalah masuk ke terminal positif.

 

Akibat untuk P = I V

–Daya Positif (+) : elemen menyerap daya.

–Daya Negatif (-) : elemen mensuplai daya.

Analogi Listrik (Fisika)

	Elektrik	Hidrolic
Dasar	Muatan (q)	Massa (m)
Aliran	Arus (I)	Aliran fluida (G)
Potensial	Tegangan (V)	Tekanan (p)
Daya	P = I V	P = G p

Elemen Aktif dan Pasif

1.    Elemen aktif dapat membangkitkan energi .

–          Battery

–          Sumber arus atau sumber tegangan

2.    Elemen pasif tidak dapat membangkitkan energi.

–          Resistor

–          Kapasitor dan Induktors (tetapi DAPAT menyimpan energi).

Sumber Dependen dan Independen

Suatu sumber independen (tegangan atau arus) bisa DC (konstan) atau berubah terhadap waktu tetapi tidak bergantung pada tagangan atau arus lain dalam sebuah rangkaian.

Dependent Voltage Sources

Magnitudo Sumber Tegangan Dependen adalah fungsi dari tegangan atau arus lain dalam rangkaian.

            

Dependent Current Sources

Magnitudo Sumber Arus Dependen adalah fungsi dari tegangan atau arus lain dalam rangkaian.

            

 

Read more »