Ekivalen Sumber Tegangan dan Sumber Arus Rangkaian Resistor Gabungan

Pengetahuan Listrik Dasar 1-22 Tabel 1.8 Pengukuran RL § 50,1 20,1 10,1 6,1 4,1 3,1 2,1 1,1 0,6 0,1 I A 0 0,24 0,55 0,94 1,33 1,67 1,91 2,24 2,71 3,02 3,42 U V 13 12,1 11,0 9,5 8,1 6,8 5,9 4,7 3,0 1,8 0,38 P W 0 2,9 6.0 8,9 10,8 11,4 11,3 10,5 8,1 5,4 1,2 Dengan data pengukuran tegangan dan arus, maka tabel daya dapat diisi dengan menggunakan persamaan P = U. I . dari tabel diatas dapat dibuat tabel yang hasilnya seperti gambar dibawah. Karakteristik tegangan fungsi arus gambar 1-30, garis beban dapat ditarik pada dua titik, yaitu pada saat tegangan tanpa beban besarnya 13,1V dan saat terjadi hubung singkat 3,42A. Dari tabel diperoleh baris daya akan meningkat maksimum sampai 11,4 W dan kemudian menurun kembali. Saat terjadi daya maksimum tercatat tegangan besarnya 6,8V dan arus 1,67A, Titik ini disebut sebagai daya maksimum di titik A. Dititik A ini jika nilai R L bisa membesar atau jika digeser akan mengecil. Karakter istik daya fungsi arus gambar 1-31 merupakan ploting dari tabel-2 diatas. tampak garis daya melengkung dari kecil kemudian membesar sampai dicapai titik daya maksimum di titik Pmak. Jika tahanan R L diturunkan dan arus makin meningkat daya justru menurun kembali. Saat dititik Pmaks. yang terjadi adalah besarnya R L = R i , dimana R i merupakan tahanan dalam catu daya DC.

1.18. Ekivalen Sumber Tegangan dan Sumber Arus

Catu daya DC memiliki tahanan dalam Ri, tahanan dalam catu daya memiliki pengaruh terhadap tegangan dan arus yang dapat dialirkan ke beban. Untuk kebutuhan analisis rangkaian listrik, dapat dijelaskan dua cara, yaitu dengan pendekatan ekivalen sumber tegangan dan ekivalen sumber arus. Rangkaian ekivalen sumber tegangan Rangkaian ekivalen sumber tegangan gambar 1-32 , memperlihatkan tahanan dalam catu daya dihubungkan seri dengan sumber tegangan. Gambar 1.30 : Karakteristik tegangan fungsi arus Gambar 1.31 : Karakteristik daya fungsi arus Di unduh dari : Bukupaket.com Pengetahuan Listrik Dasar 1-23 Tahanan dalam baterai Ri yang dialiri arus sebesar I akan terjadi drop tegangan sebesar = I. Ri. Besarnya tegangan terminal adalah selisih tegangan baterai dikurangi tegangan drop tahanan dalam baterai. Besarnya tegangan di terminal beban R L berlaku per samaan : U = U O - I.R i Rangkaian ekivalen sumber arus Rangkaian ekivalen sumber arus gambar 1-33, memperlihatkan tahanan dalam Ri tehubung paralel dengan sumber arus. Sesuai kaidah hukum Kirchoff arus berlaku I k = I + I i. Arus yang ditarik oleh beban R L besarnya I. dengan mengatur nilai R L maka arus beban dapat diatur sebanding dengan nilai tahanan R L .

1.19. Rangkaian Resistor Gabungan

Gambar 1.32 : Rangkaian ekivalen sumber tegangan Gambar 1.34 : Karakteristik daya terhadap perubahan tahanan Gambar 1.33 : Rangkaian ekivalen sumber arus Di unduh dari : Bukupaket.com Pengetahuan Listrik Dasar 1-24 Dalam prakteknya Resistor dihubungkan dengan berbagai kombinasi seri, paralel, campuran seri dan paralel. Untuk menghitung tahanan pengganti dilakukan dengan menghitung secara bertahap. Contoh-1 : Lima buah Resistor R1 =4 Ω, R2 =6Ω, R3=10Ω, R4=4Ω, dan R5=5 Ω gambar 1-35 , Hitunglah besarnya tahanan pengganti dari kelima tahanan tersebut, menghitung drop tegangan dan besarnya arus cabang ? Jawaban : 1. Menghitung R1 yang paralel dengan R2 : 2. Menghitung R3, R4 dan R5 yang masing-masing tersambung paralel 3. Menghitung tahanan pengganti akhir : Gambar 1.35 : Rangkaian tahanan a sebenarnya b disederhanankan c hasil akhir Di unduh dari : Bukupaket.com Pengetahuan Listrik Dasar 1-25 R = R 12 + R 345 = 2,4 : + 1,82: = 4,22 : 4. Menghitung arus total 5. Menghitung drop tegangan U 12 dan U 345 : U 12 = I . R 12 = 2,84A . 2,4 : = 6,82V U 345 = I . R 345 = 2,84A. 1,82 : = 5,18V Tegangan catu daya = 12 V 6. Menghitung arus cabang I 1 , I 2 ,I 3 , I 4 dan I 5 Untuk pengecekan sesuai hukum Kirchoff arus I = I 1 + I 2 = 1,7A + 1,14A = 2,84A Untuk pengecekan sesuai hukum Kirchoff arus I = I 3 + I 4 + I 5 = 0,517A + 1,29A+1,03A = 2,84A Contoh2 : Resistor dengan bentuk seperti gambar 1-36, terdiri Resistor R1 =2 Ω, R2 =4Ω, R3=20Ω, R4=5Ω, R5=10Ω dan R6=5Ω, dipasang pada catu daya DC 48V. Hitunglah tahanan pengganti dan besarnya arus cabang I 456 ? Di unduh dari : Bukupaket.com Pengetahuan Listrik Dasar 1-26 Jawaban : 1. Menghitung tahanan pengganti R 3456 R = R 1 + R 3456 + R 2 = 2 : + 10: + 4: = 16 : 2. Menghitung arus total dari catu daya DC 3. Menghitung drop tegangan U 1 , U 2 dan U 3 U 1 = I . R 1 = 3A . 2 : = 6V U 2 = I . R 2 = 3A . 4 : = 12V U 3 = I . R 3456 = 3A . 10 : = 30V Tegangan catu daya U = U 1 + U 2 + U 3 = 6V + 12V+30V = 48V 4. Menghitung arus cabang I 456 . 5. Menghitung drop tegangan U 4 , U 5 dan U 6 U 4 = I 456 . R 4 = 1,5 A. 5 : = 7,5 V U 5 = I 456 . R 5 = 1,5 A. 10 : = 15V Di unduh dari : Bukupaket.com Pengetahuan Listrik Dasar 1-27 U 6 = I 456. R 6 = 1,5 A. 5 : = 7,5 V Tegangan U 3 = U 6 + U 5 + U 4 = 7,5V + 15V+ 7,5V = 30V 6. Menghitung arus cabang I 3

1.20. Konversi Hubungan Bintang-Segitiga