Konsep Dasar ipa konsep dasar ipa
Konsep Dasar
Pengantar Analisis Rangkaian
Tujuan Pembelajaran
Memahami konsep arus dan tegangan
Memahami konvensi tanda pasif
Memahami perhitungan daya dan energi
Efek Listrik
Konsep rangkaian listrik
didasari pemahaman
◦ Adanya pembawa muatan listrik: elektron atau
proton
◦ Muatan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan,
hanya dapat dialihkan (Hukum Kekekalan Muatan)
◦ Efek listrik timbul oleh pemisahan dan pergerakan
muatan
Medan, Muatan, dan Arus Listrik
U ntuk V A > V B
VA
VB
Medan
istrik, E muatan t
Bila selang
waktuLpergerakan
Muatan Positif Arus Listrik I Q/t
bergerak Serah
Q >0
medannya
Secara umum arus i dq/dt Dq/Dt
Q >0
Muatan
L istrik, QW Q(VA V B)
Energi yang dilepaskan
Muatan Negataif
Daya dilepaskan P W /t
Q 0 berarti
elemen menyerap daya.
Sebaliknya,
daya negatif P0
V>0
P0
+
I>0
P>0
Alternatif Polaritas ArusTegangan
Bila pada kasus berikut semua arus dan tegangan terukur positif
Daya PVA.IA
Daya PV B.IB
Daya PV C .IC
Daya PV D.ID
Elemen Pasif
Elemen Aktif
Elemen Aktif
Elemen Pasif
Polaritas Arus Tegangan E lemen Pasif
Bila pada kasus elemen pasif berikut semua arus positif
Tegangan
VA >0
Tegangan
V B0) atau negatif (0
Tegangan
V>0
Arus
I>0
Arus
I>0
Konservasi Daya
Prinsip konservasi daya:
Jumlah aljabar daya yang
diserap seluruh elemen
dalam rangkaian setiap saat
adalah nol.
Dengan kata lain jumlah
daya diserap setiap saat
sama dengan jumlah daya
dibangkitkan.
Prinsip konservasi energi
(disebut Teorema Tellegen)
P 0
C ontoh 01.02
Dengan Konservasi Daya
tentukan arus Ix pada
rangkaian di samping ini
Jawab
Konservasi Daya P 0
sehingga
7 2 + 2 1+ 5 2 + 13 + 31 8 I x 0
dan diperoleh I x 4 A
Daya dan Energi
Daya sesaat yang diserap
sebuah elemen
+
i(t)
v(t)
p(t ) v(t ) i (t )
Energi yang diserap atau
dibangkitkan pada selang
antara to hingga t adalah
t
i(t)
t
+
W p(t )dt v(t ) i (t ) dt
v(t)
to
to
C ontoh 01.03
Tentukan biaya energi bila Rp1000/kW h bila tegangan
dan arus beban seperti pada grafik berikut
Daya
Energi
diperoleh
dengan
mencari area
mengalikan
dibawah
tegangan
kurva daya
dengan
arus
W 8362,5 Watt Jam
Biaya Rp 8362,5
C ontoh 01.04
Bila sebuah devais memiliki arus dan tegangan
5t
v(t) 10e V
i (t) 4(1 e 5t ) mA
p(t) v.i 40( e 5t e 10t ) mW
Tentukan daya dan energi yang diserap devais
tersebut
10t
5t
w p(t).dt 4( e 2e ) mJ
Satuan
Tegangan
Daya
V Volt
Arus
A amp ampere
Waktu
s sekon
det detik
W W att
Volt x amp
Energi
J Joule
Watt x detik
Latihan
Problems
1.3
1.7
1.9
1.13
1.15
Pengantar Analisis Rangkaian
Tujuan Pembelajaran
Memahami konsep arus dan tegangan
Memahami konvensi tanda pasif
Memahami perhitungan daya dan energi
Efek Listrik
Konsep rangkaian listrik
didasari pemahaman
◦ Adanya pembawa muatan listrik: elektron atau
proton
◦ Muatan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan,
hanya dapat dialihkan (Hukum Kekekalan Muatan)
◦ Efek listrik timbul oleh pemisahan dan pergerakan
muatan
Medan, Muatan, dan Arus Listrik
U ntuk V A > V B
VA
VB
Medan
istrik, E muatan t
Bila selang
waktuLpergerakan
Muatan Positif Arus Listrik I Q/t
bergerak Serah
Q >0
medannya
Secara umum arus i dq/dt Dq/Dt
Q >0
Muatan
L istrik, QW Q(VA V B)
Energi yang dilepaskan
Muatan Negataif
Daya dilepaskan P W /t
Q 0 berarti
elemen menyerap daya.
Sebaliknya,
daya negatif P0
V>0
P0
+
I>0
P>0
Alternatif Polaritas ArusTegangan
Bila pada kasus berikut semua arus dan tegangan terukur positif
Daya PVA.IA
Daya PV B.IB
Daya PV C .IC
Daya PV D.ID
Elemen Pasif
Elemen Aktif
Elemen Aktif
Elemen Pasif
Polaritas Arus Tegangan E lemen Pasif
Bila pada kasus elemen pasif berikut semua arus positif
Tegangan
VA >0
Tegangan
V B0) atau negatif (0
Tegangan
V>0
Arus
I>0
Arus
I>0
Konservasi Daya
Prinsip konservasi daya:
Jumlah aljabar daya yang
diserap seluruh elemen
dalam rangkaian setiap saat
adalah nol.
Dengan kata lain jumlah
daya diserap setiap saat
sama dengan jumlah daya
dibangkitkan.
Prinsip konservasi energi
(disebut Teorema Tellegen)
P 0
C ontoh 01.02
Dengan Konservasi Daya
tentukan arus Ix pada
rangkaian di samping ini
Jawab
Konservasi Daya P 0
sehingga
7 2 + 2 1+ 5 2 + 13 + 31 8 I x 0
dan diperoleh I x 4 A
Daya dan Energi
Daya sesaat yang diserap
sebuah elemen
+
i(t)
v(t)
p(t ) v(t ) i (t )
Energi yang diserap atau
dibangkitkan pada selang
antara to hingga t adalah
t
i(t)
t
+
W p(t )dt v(t ) i (t ) dt
v(t)
to
to
C ontoh 01.03
Tentukan biaya energi bila Rp1000/kW h bila tegangan
dan arus beban seperti pada grafik berikut
Daya
Energi
diperoleh
dengan
mencari area
mengalikan
dibawah
tegangan
kurva daya
dengan
arus
W 8362,5 Watt Jam
Biaya Rp 8362,5
C ontoh 01.04
Bila sebuah devais memiliki arus dan tegangan
5t
v(t) 10e V
i (t) 4(1 e 5t ) mA
p(t) v.i 40( e 5t e 10t ) mW
Tentukan daya dan energi yang diserap devais
tersebut
10t
5t
w p(t).dt 4( e 2e ) mJ
Satuan
Tegangan
Daya
V Volt
Arus
A amp ampere
Waktu
s sekon
det detik
W W att
Volt x amp
Energi
J Joule
Watt x detik
Latihan
Problems
1.3
1.7
1.9
1.13
1.15