rangkaian listrik
tersebut adalah
dan .
Selain itu, terdapat pula istilah rangkaian planar. Berikut disajikan definisi dari rangkaian planar beserta contohnya:
Definisi 2.19. Rangkaian Planar Chi Kong Tse, 2002: 39
Rangkaian planar adalah rangkaian yang tidak mengandung cabang yang melewati sebelah atas atau bawah cabang-cabang lain manapun.
■ Dengan kata lain, tidak ada elemen rangkaian yang saling tumpang tindih.
Berikut disajikan contoh dari rangkaian planar dan non planar: Contoh 2.31
a b
Gambar 2.10. Rangkaian planar a dan rangkaian non planar b
D. Hukum-hukum pada Rangkaian Listrik
1. Hukum Ohm Hukum Ohm dikemukakan oleh fisikawan Jerman bernama George Simon
Ohm. Hukum Ohm merupakan suatu gagasan mengenai usaha untuk
mengukur arus dan tegangan serta menerangkan dan menghubungkannya secara matematis. Berikut bunyi Hukum Ohm:
Definisi 2.20. Hukum Ohm Hayt Kemmerly, 1990: 21
Hukum Ohm mengatakan bahwa tegangan yang melintasi berbagai jenis bahan pengantar adalah berbanding lurus kepada arus yang mengalir
melalui bahan tersebut. ■
Atau secara matematis, Hukum Ohm dinyatakan sebagai berikut: 2.10
Dimana adalah tegangan, adalah resistansi atau hambatan yang
terdapat pada penghantar, dan adalah arus yang mengalir melalui
penghantar tersebut. Karena maka
, dalam hal ini dilambangkan dengan
. G merupakan konduktansi atau kebalikan dari R.
2. Hukum Kirchhoff Dalam suatu rangkaian listrik, tegangan dan arus yang mengalir dapat
dihitung dengan hukum Kirchhoff. Berikut isi dari hukum tersebut:
Definisi 2.21. Hukum Arus Kirchhoff Hayt Kemmerly, 1990: 23
Hukum pertama Kirchhoff disebut Hukum Arus Kirchhoff Kirchhoff’s Current Law atau disingkat KCL yang mengatakan bahwa jumlah aljabar
semua arus yang memasuki simpul atau titik cabang pada suatu rangkaian listrik adalah nol.
■ Secara matematis, Hukum Arus Kirchhoff ditulis:
∑ ∑
∑
Arus yang menuju simpul dinyatakan positif dan arus yang meninggalkan simpul dinyatakan negatif Zukhri, 2007:8.
Gambar 2.11. Penerapan Hukum Arus Kirchhoff pada simpul sederhana
Berdasarkan Hukum Arus Kirchhoff rangkaian pada gambar 2.11 dinyatakan sebagai:
atau 2.12
Definisi 2.22. Hukum Tegangan Kirchhoff Hayt Kemmerly, 1990: 24
Hukum kedua Kirchhoff disebut Hukum Tegangan Kirchhoff Kirchhoff’s Voltage Law atau disingkat KVL yang mengatakan bahwa jumlah aljabar
seluruh tegangan mengelilingi sebuah jalan tertutup dalam sebuah rangkaian adalah nol.
■ Secara matematis, Hukum Tegangan Kirchhoff ditulis:
∑
Untuk memperjelas Hukum Tegangan Kirchhoff, disajikan gambar sebagai berikut:
Gambar 2.12. Rangkaian tiga sumber tegangan Misalkan pergerakan tegangan dimulai dari titik a menuju titik b,
lalu dari b ke c dan kembali menuju titik a atau searah perputaran jarum jam. Tegangan pada
bertanda positif +, tegangan pada bertanda
negatif - dan tegangan pada juga negatif -. Sehingga diperoleh
persamaan: 2.14
Untuk memperjelas pernyataan di atas, disajikan contoh dari Hukum Tegangan Kirchhoff pada suatu rangkaian sederhana.
Contoh 2.31 Misalkan terdapat rangkaian sederhana seperti pada gambar 2.13:
Gambar 2.13. Rangkaian dua sumber tegangan dan sebuah resistor
Jika diketahui besarnya , maka
tegangan yang mengalir melalui R dapat diketahui menggunakan Hukum Tegangan Kirchhoff. Diperoleh persamaan:
, dengan mensubstitusi nilai dari masing-masing sumber tegangan didapat
. Sehingga nilai dari diketahui, yaitu 12V.
E. Kerangka Pikir
