Arus Searah (Direct Current)
Arus Searah (Direct Current) Fundamental of Electronics Presented by Muchammad Chusnan Aprianto Pendahuluan O
Arus listrik adalah jumlah total muatan yang melewati suatu medium per satuan waktu
A I O
Arus searah bersifat tetap (steady) dalam hal besar dan
Hukum Ohm
Salah satu hasil percobaan laboratorium yang dilakukan oleh George Simon
Ohm (1787-1854)
O
Jika sebuah penghantar atau resistansi atau hantaran dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan muncul beda potensial, atau
O
Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan melintasi berbagai jenis bahan pengantar adalah berbanding lurus dengan arus yang mengalir melalui
Hukum Kirchoff I /
Kirchoff’s Current Law (KCL)
Hasil pemikiran ilmuwan Jerman Gustav Kirchhoff (1824- 1887)
O
Jumlah arus yang memasuki suatu percabangan atau node atau simpul samadengan arus yang meninggalkan percabangan atau node atau simpul,
O
dengan kata lain jumlah aljabar semua arus yang memasuki sebuah percabangan atau node atau simpul samadengan nol.
O
Secara matematis : O
Hukum Kirchoff II /
Kirchoff’s Voltage Law (KVL) O
Jumlah tegangan pada suatu lintasan tertutup sama dengan nol,
O
atau penjumlahan tegangan pada masing-masing komponen penyusunnya yang membentuk satu lintasan tertutup akan bernilai samadengan nol.
O
Secara matematis :
ΣV = 0 Rangkaian setara Thevenin dan Norton
Rangkaian Setara O
Rangkaian setara merupakan rangkaian yang memiliki nilai ekuivalen dengan rangkaian asli
O
Dua buah resistor R1 dan R2 dirangkai dengan cara paralel dapat digantikan dengan sebuah resistor yaitu O R3 = (R1 R2)/(R1 + R2)
O
R3 disebut hambatan setara dari R1 dan R2 sering ditulis
Theorema Thevenin O
Sembarang jaringan dc dua arah linier yang memiliki dua terminal dapat diganti dengan sebuah rangkaian setara, yang berisi sebuah sumber tegangan dan sebuah tahanan seri Langkah-langkah penyelesaian dengan teorema Thevenin :
1. Cari dan tentukan titik terminal a-b dimana parameter yang ditanyakan.
2. Lepaskan komponen pada titik a-b tersebut, open circuit kan pada terminal
a-b kemudian hitung nilai tegangan dititik a-b tersebut (Vab = Vth).3. Jika semua sumbernya adalah sumber bebas, maka tentukan nilai tahanan
diukur pada titik a-b tersebut saat semua sumber di non aktifkan dengan
cara diganti dengan tahanan dalamnya (untuk sumber tegangan bebas diganti rangkaian short circuit dan untuk sumber arus bebas diganti dengan rangkaian open circuit) (Rab = Rth).4. Jika terdapat sumber tak bebas, maka untuk mencari nilai tahanan pengganti Theveninnya didapatkan dengan cara
5. Untuk mencari Isc pada terminal titik a-b tersebut dihubungsingkatkan dan
dicari arus yang mengalir pada titik tersebut (Iab = Isc).Contoh 1 O
Tentukan rangkaian setara Thevenin pada jaringan yang dikotak berikut E
TH
? Jawaban Contoh 1 O
E TH = V o,b = E R2/(R1 + R2) O
R TH = R1 // R2
O
Jika R1=R2 = 1K dan E = 12 V, maka: O E TH
= 6V dan R TH = (1K // 1K) = 500 O Ambil I L = 10 mA, tegangan keluaran Vo = R TH
I L = 5V O Vo = E TH - Vo = 6- 5 = 1 V
O
Jika R1=R2 = 100 , maka:
Jawaban Contoh 1 O
E TH = V o,b = E R2/(R1 + R2) O
R TH = R1 // R2
O
Jika R1=R2 = 1K dan E = 12 V, maka: O E TH
KESIMPULAN: Dengan R1=R2 = 1K
= 6V dan R TH = (1K // 1K) = 500 O Ambil I L = 10 mA, tegangan keluaran Vo = R TH
I L = 5V O Vo = E TH - Vo = 6- 5 = 1 V
O
Jika R1=R2 = 100 , maka:
rangkaian lebih mudah dibebani daripada menggunakan R1=R2 = 100 Contoh 2 O Buat rangkaian setara Thevenin untuk rangkian di bawah ini.
Hitung tegangan keluaran bila arus diambil 3 mA. Berapa nilai hambatan R yang harus dipasang?
L Jawaban Contoh 2 O
Tentukan ETH Tentukan dulu V
O o,b
I o = E / [R1+R2//(R3+R4)] = 12V / [1K + (2K//2K)] = 6 mA O Arus terpecah menjadi I 1 melalui R1 dan I O 2 melalui (R3 + R4)
Karena R2 = R3 + R4 = 2K , maka I 1 =I 2 = (I o /2) = 3mA
O
Tentukan E
TH O
E TH = V o,b = I 2 R4 = 3mA . 1K
= 3V
O
Tentukan R
TH O
Ganti E dengan hubungan singkat dan lihat rangkaian yang
Jawaban Contoh 2 O
R
TH
= R4 // (R3 + R1//R2) = 625
Jawaban Contoh 2
Theorema Norton
OSembarang jaringan dc dua arah linier yang memiliki dua terminal dapat diganti dengan sebuah rangkaian setara, yang berisi sebuah sumber arus dan sebuah tahanan sejajar Langkah-langkah penyelesaian dengan teorema Norton :
1. Cari dan tentukan titik terminal a-b dimana parameter yang ditanyakan.
2. Lepaskan komponen pada titik a-b tersebut, short circuit kan pada terminal
a-b kemudian hitung nilai arus dititik a-b tersebut (Iab = Isc = IN).
3. Jika semua sumbernya adalah sumber bebas, maka tentukan nilai tahanan
diukur pada titik a-b tersebut saat semua sumber di non aktifkan dengan
cara diganti dengan tahanan dalamnya (untuk sumber tegangan bebas diganti rangkaian short circuit dan untuk sumber arus bebas diganti dengan rangkaian open circuit) (Rab = RN = Rth).4. Jika terdapat sumber tak bebas, maka untuk mencari nilai tahanan pengganti Nortonnya didapatkan dengan cara
Hubungan I N dan E
TH O
I
o,s
= E
TH
/ R
o
= I
N O
I
o,s
adalah arus keluaran jika dihubungkan singkat
Contoh 3 O
Tentukan rangkaian setaran Norton untuk rangkaian di bawah ini:
Jawaban Contoh 3
Rangkaian dapat
kita analisisJawaban Contoh 3 O
Kita peroleh: O Io = E / [R1 + (R2 // R3) = 12 / [1K + (2K // 1K)] =7,2 mA
O
R2 I
1
= R3 I
N
, karena R4 terhubung singkat, sehingga O
I N = Io . R2 / (R2 + R3) = 4,8 mA
O
Ro dihitung seperti rangkaian Thevenin: Ro = R
TH
= 625 Arus Transien dan Rangkaian RC
O Pendahuluan
Arus transien = arus yang berhubungan dengan pengisian dan O pengosongan muatan kapasitor Digunakan untuk mengubah denyut, mengolah denyut dalam pesawat televisi, penundaan waktu, menghasilkan pengapitan O tegangan
Suatu kapasitor jika luas plat A, jarak antar plat d dan permitivitas dielektrik , maka nilai kapasitansi: O O C = A/d Jika kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan V, maka setelah beberapa waktu akan terkumpul tegangan sebesar:
Arus Transien Rangkaian Pengintegral RC
Rangkaian Pendifferential RC