Elemen Rangkaian Listrik

Elemen Rangkaian Listrik

Seperti dijelaskan pada bab sebelumnya, bahwa pada RangkaianListrik tidak dapat dipisahkan dari penyusunnya sendiri, yaituberupa elemen atau komponen. Pada bab ini akan dibahas elemenatau komponen listrik aktif dan pasif.

Elemen AktifElemen aktif adalah elemen yang menghasilkan energi, pada matakuliah Rangkaian Listrik yang akan dibahas pada elemen aktifadalah sumber tegangan dan sumber arus. Pada pembahasanselanjutnya kita akan membicarakan semua yang berkaitan denganelemen atau komponen ideal. Yang dimaksud dengan kondisi idealdisini adalah bahwa sesuatunya berdasarkan dari sifatkarakteristik dari elemen atau komponen tersebut dan tidakterpengaruh oleh lingkungan luar. Jadi untuk elemenlistrik seperti sumber tegangan, sumber arus, kompone R,L, dan C pada mata kuliah ini diasumsikan semuanya dalamkondisi ideal.

1. Sumber Tegangan (Voltage Source)Sumber tegangan ideal adalah suatu sumber yang menghasilkantegangan yang tetap, tidak tergantung pada arus yang mengalirpada sumber tersebut, meskipun tegangan tersebut merupakan fungsidari t.Sifat lain :Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = 0 (sumber tegangan ideal)a. Sumber Tegangan Bebas/ Independent Voltage Source Sumber yang menghasilkan tegangan tetap tetapi mempunyaisifat khusus yaitu harga tegangannya tidak bergantungpada harga tegangan atau arus lainnya, artinya nilai tersebutberasal dari sumbet tegangan dia sendiri. Simbol :

b. Sumber Tegangan Tidak Bebas/ Dependent Voltage SourceMempunyai sifat khusus yaitu harga tegangan bergantungpada harga tegangan atau arus lainnya.Simbol :

2. Sumber Arus (Current Source)Sumber arus ideal adalah sumber yang menghasilkan arusyang tetap, tidak bergantung pada tegangan dari sumber arus tersebut.Sifat lain :Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = ∞ (sumber arus ideal)a. Sumber Arus Bebas/ Independent Current SourceMempunyai sifat khusus yaitu harga arus tidak bergantungpada harga tegangan atau arus lainnya.Simbol :

b. Sumber Arus Tidak Bebas/ Dependent Current SourceMempunyai sifat khusus yaitu harga arus bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya.Simbol :

Elemen Pasif1. Resistor (R)Sering juga disebut dengan tahanan, hambatan, penghantar,atau resistansi dimana resistor mempunyai fungsi sebagai penghambat arus, pembagi arus , dan pembagi tegangan.Nilai resistor tergantung dari hambatan jenis bahan resistor itu sendiri(tergantung dari bahan pembuatnya), panjang dari resistor itu sendiri dan luas penampang dari resistor itu sendiri.Secara matematis :R = ρ l Adimana : ρ = hambatan jenis

l = panjang dari resistorA = luas penampangSatuan dari resistor : Ohm ( Ω)

Jika suatu resistor dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung dari resistor tersebut akan menimbulkan beda potensial atautegangan. Hukum yang didapat dari percobaan ini adalah: Hukum Ohm.Mengenai pembahasan dari Hukum Ohm akan dibahas pada bab selanjutnya.VR = IR

2. Kapasitor (C)Sering juga disebut dengan kondensator atau kapasitansi.Mempunyai fungsi untuk membatasi arus DC yang mengalir pada kapasitor tersebut, dan dapat menyimpan energi dalam bentuk medanlistrik.Nilai suatu kapasitor tergantung dari nilai permitivitas bahan pembuat kapasitor, luas penampang dari kapsitor tersebut dan jarak antara dua keping penyusun dari kapasitor tersebut.Secara matematis :C = ε A/ddimana : ε = permitivitas bahan A = luas penampang bahan d = jarak dua kepingSatuan dari kapasitor : Farad (F)Jika sebuah kapasitor dilewati oleh sebuah arus maka padakedua ujung kapaistor tersebut akan muncul beda potensial atau tegangan, dimana secara matematis dinyatakan : ic =C dvc/ dt

Penurunan rumus : Q = CV dq = Cdv dim ana : i = dq/dtdq = i.dt

sehingga :i.dt = Cdv i = C dv/dt

Dari karakteristik v - i, dapat diturunkan sifatpenyimpanan energi pada kapasitor. p = dw/dtdw = p.dt

dw = p.dt∫ ∫w = p.dt = vi.dt = vC dv dt = Cvdv∫ ∫ ∫ ∫Misalkan : pada saat t = 0 maka v = 0 pada saat t = t maka v = V

Jika kapasitor dipasang tegangan konstan/DC, maka arus sama dengan nol. Sehingga kapasitor bertindak sebagai rangkaian terbuka/ open circuit untuk tegangan DC.

3. Induktor/ Induktansi/ Lilitan/ Kumparan (L)

Seringkali disebut sebagai induktansi, lilitan, kumparan,atau belitan. Pada induktor mempunyai sifat dapatmenyimpan energi dalam bentuk medan magnet.Satuan dari induktor : Henry (H)

Arus yang mengalir pada induktor akan menghasilkan fluksi magnetik ( φ ) yang membentuk loop yang melingkupi kumparan.Jika ada N lilitan, maka total fluksi adalah :λ = LIL = λ/Iv = dλ/dt = L di/dt

Dari karakteristik v-i, dapat diturunkan sifat penyimpan energi pada induktor.p = dw dtdw = p.dt

dw = p.dt∫ ∫w = p.dt == vi.dt = L di i.dt = Li.di∫ ∫ ∫ ∫Misalkan : pada saat t = 0 maka i = 0 pada saat t = t maka i = I Jika induktor dipasang arus konstan/DC, maka tegangan samadengan nol. Sehingga induktor bertindak sebagai rangkaian hubungsingkat/ short circuit.

Hal-Hal Yang Perlu Diperhatikan :

1. Tegangan antara 2 titik, a dan b digambarkan dengan satu anak panah seperti pada gambar dibawah ini :

Vab menunjukkan besar potensial relatif titik a terhadap titik b.

2. Tegangan yang dipakai pada buku ini adalah tegangan drop/ jatuh dimana akan bernilai positif, bila kita berjalan dari potensial tinggi ke potensial rendah.Contoh :

Voltage drop : Vac = Vab + Vbc = IR – V

3. Setiap arus yang melewati komponen pasif makaterminal dari komponen tersebut pertamakali dialiri arus akan menjadi potensial lebih tinggi dibandingkan potensial terminal lainnya.

4. Bedakan antara sumber tegangan dan pengukur tegangan/ Voltmeter.Sumber tegangan (Rd = 0) Voltmeter (Rd = ∞ )

Voltmeter dipasang paralel pada komponen yang akan diukur supaya tidak ada arus yang melalui Voltmeter.

5. Bedakan antara sumber arus dan pengukur arus/ AmperemeterSumber arus (Rd = ∞ ) Amperemeter (Rd= 0)Amperemeter dipasang seri pada komponen yang akan diukur supaya tegangan pada Amperemeter samadengan nol.

Perlu diingat bahwa rangkaian paralel adalah pembagi arus dan rangkaian seri adalah pembagi tegangan. Pembahasan rangkain seri dan paralel akan dibahas pada bab selanjutnya.

6. Rangkaian Hubung Singkat (Short Circuit)Sifat : Vab selalu samadengan 0, tidak tergantung pada arus I yang mengalir padanya.Vab = 0Rd = 0

7. Rangkaian Terbuka (Open Circuit)Sifat : arus selalu samadengan 0, tidak tergantung pada tegangan a-b. I = 0Rd = ∞

Salah satu sifat atau karakteristik dari sebuah muatan listrik adalah muatan tersebut dapatbergerak dengan mudah dari satu daerah ke daerah lain dalam medium tertentu. Beberapabahan yang ada di dunia ini memungkinkan muatan listrik bergerak denganmudah dalambahan tersebut. Misalkan sebuah kawat tembaga yang ditopang oleh sebuah batang gelas.Misalkan Anda menyentuhkan satu

ujung kawat itu dengan sebuah batang plastic yangbermuatan dan mengikatkan ujung yang lainnya pada sebuah bola logam yang pada mulanyatidak bermuatan; kemudian anda memindahkan batang bermuatan itu dan kawat tersebut. JikaAnda membawa sebuah benda bermuatan lainnya ke dekat bola tersebut maka bola itu akanditarik atau ditolak. Hal tersebut memperlihatkan bahwa bola tersebut mendapat muatan listrik yang terjadi akibat perpindahan muatan listrik tersebut sehingga bola tersebut menjadibermuatan.

Kawat itu dinamakan konduktor listrik. Jadi, konduktor adalah bahan yang dapatmenghantarkan muatan listrik dengan baik. Nah, jika Anda mengulangi eksperimen tersebutdan anda menggunakansebuah pita karet sebagai pengganti kawat tersebut, Andamendapatkan bahwa tidak ada muatan yang berpindah ke pita karet tersebut. Bahan-bahanyang serupa dengan pita karet itu dinamakan dengan Isolator.Sebagian besar logam adalah konduktor yang baik, sedangkan sebagian besar bahan non-logam adalah isolator. Di dalam logam padat seperti tembaga, satu atau lebih elektron sebelahluar dalam setiap atom menjadi tidak terikat dan dapat bergerak secara bebas di seluruh bahanitu. Gerak elektron bermuatan positif dan inti-inti yang bermuatan positif itu sendiri terikatdalam kedudukan yang hampir tetap di dalam bahan tersebut. Dalam isolator tidak ada, atausangat sedikit, elektron bebas, dan muatan listrik tidak dapat bergerak secara bebas melaluibahan tersebut. Nah, bahan semikonduktor adalah bahan yangmemiliki sifat-sifat di antarasifat konduktor baik dan sifat isolator baik. juraquillemihawk.wordpress.com/2008/.../rangkaian-listrik

Karakteristik Elemen Listrik

Karakteristik Elemen ListrikTujuan

- Menyelidiki suatu hubungan antara Arus dengan Tegangandari beberapa komponen listrik seperti Resistor, Dioda, danSemikonduktor.

- Mengenal bahan-bahan yang dibuat berdasarkan Hukum Ohm- Mengetahui prinsip dan cara kerja suatu komponen-komponen

ListrikTeori AwalKita tidak dapat mengatakan apa sebenarnya muatan listrik; kita hanyadapat menjelaskan sifat-sifatnya dan perilakunya. Orang Yunani kunopada tahun 600 sebelum masehi telah menemukan bahwa bila merekamenggosok amber (semacam resin) dengan wol, maka amber itu akan dapatmenarik benda-benda lain. Sekarang ini kita mengatakan bahwa amber itutelah mendapat muatan listrik netto, atau menjadi bermuatan. Katalistrik itu sendiri diturunkan dari kata Yunani electron, yang berartiamber. Bila anda menggosokkan sepatu Anda melewati sebuah permadaninilon, Anda menjadi bermuatan listrik, dan Anda dapat member muatansebuah sisir dengan melewatkannya melalui rambut yang kering.Salah satu sifat atau karakteristik dari sebuah muatan listrik adalahmuatan tersebut dapat bergerak dengan mudah dari satu daerah ke daerahlain dalam medium tertentu. Beberapa bahan yang ada di dunia inimemungkinkan muatan listrik bergerak dengan mudah dalam bahantersebut. Misalkan sebuah kawat tembaga yang ditopang oleh sebuahbatang gelas. Misalkan Anda menyentuhkan satu ujung kawat itu dengansebuah batang plastic yang bermuatan dan mengikatkan ujung yanglainnya pada sebuah bola logam yang pada mulanya tidak bermuatan;kemudian anda memindahkan batang bermuatan itu dan kawat tersebut.Jika Anda membawa sebuah benda bermuatan lainnya ke dekat bolatersebut maka bola itu akan ditarik atau ditolak. Hal tersebut

memperlihatkan bahwa bola tersebut mendapat muatan listrik yangterjadi akibat perpindahan muatan listrik tersebut sehingga bolatersebut menjadi bermuatan.Kawat itu dinamakan konduktor listrik. Jadi, konduktor adalah bahanyang dapat menghantarkan muatan listrik dengan baik. Nah, jika Andamengulangi eksperimen tersebut dan anda menggunakan sebuah pita karetsebagai pengganti kawat tersebut, Anda mendapatkan bahwa tidak adamuatan yang berpindah ke pita karet tersebut. Bahan-bahan yang serupadengan pita karet itu dinamakan dengan Isolator. Sebagian besar logam adalah konduktor yang baik, sedangkan sebagianbesar bahan non-logam adalah isolator. Di dalam logam padat sepertitembaga, satu atau lebih elektron sebelah luar dalam setiap atommenjadi tidak terikat dan dapat bergerak secara bebas di seluruh bahanitu. Gerak elektron bermuatan positif dan inti-inti yang bermuatanpositif itu sendiri terikat dalam kedudukan yang hampir tetap di dalambahan tersebut. Dalam isolator tidak ada, atau sangat sedikit,elektron bebas, dan muatan listrik tidak dapat bergerak secara bebasmelalui bahan tersebut. Nah, bahan semikonduktor adalah bahan yangmemiliki sifat-sifat di antara sifat konduktor baik dan sifat isolatorbaik.

2011 (10) 2010 (35)

oo Desember (2) oo November (33)

Latihan Array Latihan If Majemuk dengan strcmp (kondisi kode kue... Latihan Nested IF

Latihan perintah COUT Catatan elektronika PERTEMUAN I PENGERTIAN DASAR LOGIKA DAN ALGORITMA... PERTEMUAN 2 KONSEP ALGORITMA PERTEMUAN 3 KONSEP TIPE DATA Pertemuan 4. Diagram Alur (Flowchart) PERTEMUAN 5 STRUKTUR LOOPING PERTEMUAN 6 STRUKTUR REKURSIF PERTEMUAN 1 PENGENALAN TEKNOLOGI INFORMASI DAN KO... PERTEMUAN 2 RODUK TEKNOLOGI INFORMASI Pertemuan 4 PENGENALAN KOMUNIKASI DATA Pertemuan 5 PENGENALAN INTERNET PERTEMUAN 6 BROWSING elektronika dasar PERTEMUAN I BESARAN DAN SATUAN LISTRIK PERTEMUAN II : KONSEP DASAR ELEMEN ELEMEN RANG... PERTEMUAN III : RANGKAIAN DC RESISTIF PERTEMUAN IV : ANALISA LOOP ( MESH ANALYSIS ) PERTEMUAN V : ANALISA SIMPUL ( NODAL ANALYSIS ) PERTEMUAN VI : ANALISA RANGKAIAN EKIVALEN STAR & D... Bahasa inggris

logika dan algoritma latihan uts Tugas(if) switch case menghitung luas dan keliling lingkaran Bandara Data nilai dan hasil nilai 2 Data nilai dan hasil nilai menghitung luas dan keliling lingkaran penjualan tiket kereta api

Search

Popular Posts

soal dan latihan logika dan algoritma 1

PERTEMUAN 9 1.Kumpulan Elemen – Elemen yang terurut dan memiliki tipe data yang sama disebut: a. Rekursif b. Record *c. Array d. F...

logika dan algoritma latihan uts

1. Dalam menyusun suatu program, langkah pertama yang harus dilakukan adalah : a.Membuat program *b. Membuat Algoritma c. Membeli k...

PERTEMUAN 2 KONSEP ALGORITMA

Algoritma Variabel Pe-ubah Adalah variabel yang nilainya BUKAN konstanta (selalu berubah – sesuai dengan kondisi Variabel terKINI) Sintaks...

PERTEMUAN I BESARAN DAN SATUAN LISTRIK

1. Sistem Satuan Sistem satuan yang standar dianjurkan oleh National Bereau of Standard pada tahun 1964, yaitu Sistem Satuan Internasiona...

PERTEMUAN IV : ANALISA LOOP ( MESH ANALYSIS )

Analisa loop adalah arus yang mengalir dalam lintasan tertutup. Arus loop yang sebenarnya tidak dapat diukur. Pada analisa loop menggunaka...

PERTEMUAN II : KONSEP DASAR ELEMEN ELEMEN RANGKAIAN LISTRIK

1. Konsep Dasar a. Arus dan Rapat Arus Sebuah arus listrik i dihasilkan jika sebuah muatan netto q lewat melalui suatu penampang peng...

logika algoritma part 2

PERTEMUAN 9 LARIK ATAU ARRAY LARIK ATAU ARRAY adalah tipe terstruktur yang terdiri dari sejumlah komponen yang mempunyai tipe data yan...

PERTEMUAN VI : ANALISA RANGKAIAN EKIVALEN STAR & DELTA

1. Bentuk Rangkaian Ekivalen Dari gambar-gambar rangkaian ekivalen di atas, rangkaian T dan rangkaian Y, keduanya adalah sama,...

Pertemuan 4. Diagram Alur (Flowchart)

Flowchart √ Flowchart adalah representasi grafik dari langkah-langkah yang harus diikuti dalam menyelesaikan suatu permasalaha...

pertemuan semester ganjil

PERTEMUAN IX TEOREMA THEVENIN Sebuah rangkaian Aktif (dengan sebuah sumber arus atau dan dengan sumber tegangan tetap maupun variabl) bers...

Labels

Bahasa inggris (1) Borland pogram (6) Borland pogram 2 (5) Borland pogram part 2 (3) Catatan (1) contoh soal logika dan algoritma (2) Elektronika dasar (6) Jawaban Quiz Ke 2 array struct fungsi (4) logika algoritma part 2 (1) Logika dan algoritma (5) Soal dan Latihan (2) Teknologi informasi dan komunikasi (5)

BlogrollMobile Edition By Blogger Touch

Blog Archive

2011 (10)

2010 (35) o Desember (2) o November (33)

Latihan Array Latihan If Majemuk dengan strcmp (kondisi kode kue... Latihan Nested IF Latihan perintah COUT Catatan elektronika PERTEMUAN I PENGERTIAN DASAR LOGIKA DAN ALGORITMA... PERTEMUAN 2 KONSEP ALGORITMA PERTEMUAN 3 KONSEP TIPE DATA Pertemuan 4. Diagram Alur (Flowchart) PERTEMUAN 5 STRUKTUR LOOPING PERTEMUAN 6 STRUKTUR REKURSIF PERTEMUAN 1 PENGENALAN TEKNOLOGI INFORMASI DAN KO... PERTEMUAN 2 RODUK TEKNOLOGI INFORMASI Pertemuan 4 PENGENALAN KOMUNIKASI DATA Pertemuan 5 PENGENALAN INTERNET PERTEMUAN 6 BROWSING elektronika dasar PERTEMUAN I BESARAN DAN SATUAN LISTRIK PERTEMUAN II : KONSEP DASAR ELEMEN ELEMEN RANG... PERTEMUAN III : RANGKAIAN DC RESISTIF PERTEMUAN IV : ANALISA LOOP ( MESH ANALYSIS ) PERTEMUAN V : ANALISA SIMPUL ( NODAL ANALYSIS ) PERTEMUAN VI : ANALISA RANGKAIAN EKIVALEN STAR & D... Bahasa inggris logika dan algoritma latihan uts Tugas(if) switch case menghitung luas dan keliling lingkaran Bandara Data nilai dan hasil nilai 2 Data nilai dan hasil nilai menghitung luas dan keliling lingkaran

penjualan tiket kereta api

Blogger TouchMobile Edition By Blogger Touch

Blogger templates

Blogger news

PERTEMUAN II : KONSEP DASAR ELEMEN ELEMEN RANGKAIAN LISTRIK 00.14 | Diposkan oleh homeland321 | 1. Konsep Dasar

a. Arus dan Rapat ArusSebuah arus listrik i dihasilkan jika sebuah muatan netto q lewat melalui suatu penampangpenghantar selama waktu t, maka arus(yang dianggap konstan) adalah :

i = q/t…………...………(2.1.a)Satuan arus adalah ampere (A), coulomb untukmuatan q, dan detik untuk t.Jika banyaknyamuatan yang mengalir per satuan waktu tidak konstan, maka arus akan berubah denganwaktu dan diberikan oleh limit diferensial daripersamaan (2.5.b), atau :

dq/dt ………………….….(2.1.b)Sedangkan rapat arus j didefinisikan sbb:

j = i/A…………………….(2.1.c)b. Hukum Ohmhubungan antara tahanan, tegangan dan arusdapat ditunjukkan oleh rumus berikut:

V=tegangan V i=arus i |RR=tahanan

c. Daya Listrik Energi yang diubah bila muatan q bergerak melintasi beda potensial sebesar V adalah qV, maka daya P diberikan oleh :

P=daya= energi yang diubah= qV waktu t

Muatan yang mengalir per detik, q/t, merupakan arus listrik, i. dengan demikiankita dapatkan :

P=IVP = i ^2 . R…………………watt ( W ) = V ^2 / R…………………( 2.4.e.

2. Elemen-Elemen Rangkaian Listrik

2. 1. Elemen AktifElemen aktif adalah elemen yang menghasilkanenergi seperti sumber tegangan dan sumber arus.

2. 1.1. Sumber Tegangan (Voltage Source)Sumber tegangan ideal adalah suatu sumberyang menghasilkan tegangan yang tetapsepanjang waktu tidak tergantung pada arusyang mengalir di sumber tersebut danmemiliki tahanan dalam (RD ) sama dengan nol.

a. Sumber Tegangan Bebas (Independent Voltage Source)Sumber tegangan yang dihasilkan oleh sumbertegangan itu sendiri tidak tergantung pada hargategangan atau arus lainnya

b. Sumber Tegangan tidak Bebas (dependent Voltage Source)Sumber tegangan yang dihasilkan oleh sumbertegangan yang harganya tergantung pada hargategangan atau arus lainnya .

2.1.2. Sumber Arus (Current Source)

Sumber arus ideal adalah sumber yangmenghasilkan arus tetap tidak tergantungtegangan dari sumber arus tersebut dengannilai hambatan dalam tak hingga( RD =tak terhingga )

a. Sumber Arus Bebas ( Independent Current Source)Mempunyai sifat khusus yaitu harga arus tidaktergantung pada harga tegangan lainnya

b. Sumber Arus tidak Bebas ( Dependent Current Source)Mempunyai sifat khusus yaitu harga arus tergantung pada harga

2. 2. Elemen Listrik Pasif

Sebuah diagram rangkaian (circuit diagram) ataujaringan listrik dapat terbentuk dari gabunganseri dan paralel beberapa elemen-elemenrangkaian listrik.Tahanan, Induktor dan Kapasitoradalah elemen-elemen pasif yang menyerapataupun menyimpan energi dari sumber.Elemen-elemen aktif adalah sumber tegangandan sumber arus yang mampu menyalurkan energike rangkaian listrik.

Pada bagian berikut akan dijelaskan elemenlistrik pasif lainnya yaitu Resistor , Induktor dan Kapasitor

2.2.1. Tahanan ( Resistor )Tahanan ( resistor ) adalah elemen rangkaian yangmenyerap atau mengambil energi dari sumberpenggerak yang tidak dapat dikembalikan danselalu bersifat resistif. Satuan dari nilai tahananadalah ohm (Ω).

Resistivitas (p) dalam (ohm)m didefinisikan dari :

p=E/jdimana E adalah medan listrik dan j rapat arusKonduktivitas (σ) adalah kebalikan dariresistivitas, diberikan oleh :

σ=1/pSatuan SI dari σ adalah (ohm.m)-1

2.2.2. Kumparan ( Induktor )Kumparan ( Induktor ) adalah sebuah elemenrangkaian yang menyimpan energi selama satuperiode waktu tertentu dan pengembaliannyaselama periode waktu yang lain sedemikian rupa sehingga daya rata-rata adalah nol.Satuan dari nilai induktor adalah Henry ( H )

V(t) = L di / dt ………..(2.6.)i(t) = 1 / L v ( t ) dt…..(2.7.)∫

2.2. 3. Kapasitor 41-43 Muh Ramdani, RL , Erlangga 2008Kapasitor atau kondensator adalah elemenrangkaian yang menyimpan dan mengembalikanenergi dalam bentuk medan listrik dan berfungsisebagai pembatas arus DC yang mengalir padakapasitor tersebut.Satuan dari nilai Kapasitor adalah Farad ( F )

Nilai kapasitor tergantung pada nilai permisivitas(ε) bahan pembuat kapasitor , luas penampang (A)dan jarak antara 2 keping penyusun kapasitortersebut (d), dengan model matematis sbb:

C = ε. A / d…………………..(2.8.)Jika sebuah Kapasitor dilewati oleh arus makapada kedua ujung kapasitor tersebut akan munculbeda potensial atau tegangan secara matematis sbb:

i = C . dv / dt…………(2.9.) Pada karakteristik V-i dapat diturunkan rumus sifatpenyimpanan energi pada kapasitor dalam bentukmedan listrik sbb:

W = Co ^v V.dv∫W = ½ CV^2 …………(2.10.)

Jika sebuah Kapasitor dipasang tegangan konstanDC maka arus sama dengan nol sehingga kapasitorbertindak sebagai rangkaian terbuka (open circuit)untuk tegangan DC. Pada open circuit arus padarangkaian selalu sama dengan nol akan menghasilkan hambatan yang besar sekali secara matematis sbb:

i = 0 makaR = ∞

Hubungan antara tegangan dan arus dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel II.1 Perbandingan Tegangan dan Arus Pada Elemen Pasif

Jenis Rangkaian :: Elemen Dasar Rangkaian

Ada dua elemen dasar rangkaian yang akan mendominasi sistem kelistrikan kita yaitu rangkaian digital dan rangkaian analog. Saat ini sistem kelistrikan didominasi oleh rangkaian digital atau rangkaian analog atau kombinasi keduanya. Tetapi kira-kira empat dekade lalu, kursus-kursus dasar rekayasa listrik hanya membahas sistem analog. Penemuan transistor dan IC membuat rangkaian digital menjadi lebih ekonomis dan lebih mudah disediakan. Rangkaian digital mempunyai kelebihan yang signifikanuntuk banyak aplikasi. Pengggunaan rangkaian digital jauh lebih banyak dibandingkan penggunaan rangkaian analog.

Dilihat dari karakteristik yang dihasilkan maka dibedakan elemen linear dan elemen non linear. Yang termasuk elemen linear dalam rangkaian digital adalah suatu rangkaian digital yang mencakup digital adder atau digital subtraction serta digital multipliers.Sedang elemen linear dalam rangkaian analog mencakup resistor. Inductor, capasitor, arus dan tegangan.

Dalam banyak hal sifat-sifat elemen linear hampir sama komponen digital akan tetapi tidak sama persis.

Marilah kita tinjau satu model elemen linear yang paling sederhana yaitu resistor.

Jenis Rangkaian :: Elemen Dasar Rangkaian

Gambar Elemen Resistan dan Karakteristik UI

Karakteristik volt-ampere (UI) suatu resistor ideal dapat dijelaskan melalui hubungan sederhana dari hukum Ohm. Karakteristik linear suatu resistan diperlihatkan dalam gambar 1.1. sedang karakteristik UI dari suatu diode semikonduktor yang ideal diperlihatkan dalam gambar 1.2.

Jenis Rangkaian :: Elemen Dasar Rangkaian

Karakteristik UI Ideal Diode Semikonduktor

Karakteristik non linear dode dijelaskan sebagai berikut. Dari gambar 1.2 dapat kita lihat, bila sumber tegangan U positif maka ID juga postif dan diodenya short circuit (Ud = 0). Tetapi bila Ud

negatif, IDÂ menjadi nol dan diodenya open circuit (UD = U).

dalam hal ini diode dapat dianggap sebagai sakelar yang dikontrololeh polaritas sumber tegangannya. Sakelar akan tertutup pada sumber tegangan positif dan akan terbuka pada sumber tegangan negatif. Atau dengan kata lain diode hanya akan menghantar arus dari terminal positif (anoda) ke terminal negatif (anoda) dan penghantaran akan terjadi bila sumber tegangannya positif. Diode akan menghantar bila sumber tegangannya negatif. Dalam kenyataannya karakteristik diode tiak akan se-ideal seperti gambar 2.2 untuk lebih jelasnya pelajari lagi modul Piranti Elektronik.

Diode adalah suatu elemen dasar dari piranti non linear yang akankita pelajari dalam modul ini. Diode telah didesain dengan banyakjenis dan digunakan secara luas dalam bentuk satu atau lainnya dihampir setiap cabang teknologi kelistrikan. Antara lain : metalicdiode rectifier, semikonduktor diode, zener diode, tunel diode dll. Dalam bab ini perhatian akan difokuskan pada semikonduktor diode dan karena diode ini mempunyai aplikasi yang paling luas dan juga prinsip rangkaian yang akan dikembangkan untuk diode jenis ini hampir dapat langsung digunakan untuk diode jenis lainnya. Untuk keperluan praktis biasanya tahana diode RD dapat diabaikan

Jenis Rangkaian :: Elemen Dasar Rangkaian

REFERENCE1. Johnson, David. E,

1997,Electric Circuit Analysis,Prentice Hall, London.

2.Dorf C. Richard, James A. Svoboda, 1996,Introduction to Electric Circuits,3rd Edition, John Wiley & Son,Singapore

3. Hyat,William, 1972, Engineering Circuit Analysis, McGraw Hill., Singapore.

4. Franco Sergio, Electric Circuit Fundamentals,1995,Saunders College Publishing, USA

DefinisiDefinisiRangkaianRangkaianlistriklistrikÎÎinterkoneksi dari sekumpulan interkoneksi dari sekumpulan elemen atau komponen penyusunnya ditambah

elemen atau komponen penyusunnya ditambah dengan rangkaian penghubungnya dimana dengan rangkaian penghubungnya dimana disusun dengan caradisusun dengan cara--cara tertentu dan minimal cara tertentu dan minimal memiliki satu lintasan tertutup. memiliki satu lintasan tertutup.

lintasan tertutup lintasan tertutup ÎÎsuatu lintasan yang dimulaidari suatu lintasan yang dimulaidari titik awal dan akan kembalilagi ke titik tersebut titik awal dan akan kembalilagi ke titik tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa tanpa terputus dan tidak memandang seberapa

jauh atau dekat lintasan yang kita tempuh.jauh atau dekat lintasan yang kita tempuh.ElemenElemenElemen aktif Elemen aktif ÎÎelemen yang menghasilkan energi (sumber elemen yang menghasilkan energi (sumber tegangan dan sumber arus) tegangan dan sumber arus) Elemen pasif

Elemen pasif ÎÎtidak dapat menghasilkan energi (R, L, C)tidak dapat menghasilkan energi (R, L, C)R R ÎÎmenyerap energi (resistor, tahanan atau hambatan, menyerap energi (resistor, tahanan atau hambatan, satuannya Ohm : satuannya Ohm : ΩΩ

) ) L L ÎÎmenyerap energi, dapat menyimpanenergi dalam menyerap energi, dapat menyimpanenergi dalam bentuk medan magnet (induktor, lilitan, belitan atau bentuk medan magnet (induktor, lilitan, belitan atau kumparan)kumparan)C C Î

Îmenyerap energi, dapat menyimpanenergi dalam menyerap energi, dapat menyimpanenergi dalam bentuk medan listrik (kapasitor,kondensator)bentuk medan listrik (kapasitor,kondensator)

ElemenElemenberdasarkanberdasarkanjumlahjumlah

terminalterminalElemenElemenlistriklistrikduaduaterminalterminal––SumberSumber

tegangantegangan––SumberSumberarusarus––Resistor ( R )Resistor ( R )––InduktorInduktor

( L )( L )––KapasitorKapasitor( C )( C )Elemen listrik lebih dari dua terminalElemen listrik lebih dari dua terminal––TransistorTransistor

––OpOp--ampampARUS LISTRIKARUS LISTRIKSimbol Simbol ii(dari kata Perancis :

(dari kata Perancis : intensiteintensite), i (kecil) ), i (kecil) untuk fungsi waktu dan I (besar) untuk nilai untuk fungsi waktu dan I (besar) untuk nilai sesaat. Satuan sesaat. Satuan AmpereAmpere(A)(A)

Arus merupakan perubahan muatan terhadap Arus merupakan perubahan muatan terhadap waktu waktu atau banyaknya muatan yang melintasi suatu atau banyaknya muatan yang melintasi suatu luasan penampang dalam satusatuan waktuluasan penampang dalam satusatuan waktuÆÆ

Arah arus listrik searah dengan arah Arah arus listrik searah dengan arah pergerakkan muatan positif atau berlawanan pergerakkan muatan positif atau berlawanan arah dengan arah pergerakkan muatan negatif arah dengan arah pergerakkan muatan negatif (elektron)(elektron)Muatan positif Muatan positif

ÆÆAtom yang kekurangan Atom yang kekurangan elektron (proton lebih banyak dari elektron)elektron (proton lebih banyak dari elektron)Muatan negatif Muatan negatif ÆÆAtom yang kelebihan elektronAtom yang kelebihan elektron

SimbolSimbolQ = muatan konstan Q = muatan konstan q = muatan tergantung waktuq = muatan tergantung waktumuatan 1 elektron = muatan 1 elektron = --1,6021 x 101,6021 x 10--1919CoulombCoulomb

1 Coulomb = 1 Coulomb = --6,24 x 106,24 x 101818elektronelektronSecara matematis arus didefinisikan : Secara matematis arus didefinisikan : dtdqi

=MengapaMengapaadaadaArusArus??ÆÆkarena

karenaadaadamuatanmuatanyang yang bergerakbergerakÆÆkarenakarenaadaadakecepatankecepatan

padapadamuatanmuatanÆÆkarenakarenaadaadapercepatanpercepatanyang yang dialamidialami

muatanmuatanÆÆkarenakarenaadaadagayagaya(F=ma)(F=ma)ÆÆkarenakarena

adaadamedanmedanlistriklistrikÆÆbedabedapotensialpotensial(E=V/d)(E=V/d)ÆÆ

bedabedamuatanmuatanÆÆpemisahanpemisahanmuatanmuatanpositifpositifdengandenganmuatanmuatan

negatifnegatifÆÆKarenaKarenaadaadakerjakerjayang yang memisahkanmemisahkanmuatan

muatanJenisJenisArusArusArus searah (Direct Current/DC) ÆArus yang mengalir dengan nilai konstanArus bolak-balik (Alternating Current/AC)ÆNilainya berubah-ubah secara periodik

TeganganTeganganTegangan, beda potensial, atau vTegangan, beda potensial, atau voltage

oltageÎÎadalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke terminal/kutubkomponen dari satu terminal/kutub ke terminal/kutublainnya, lainnya, ÆÆ

atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai beda atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai beda potensial jika kita menggerakkan/memindahkan muatan potensial jika kita menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke terminal sebesar satu coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya.lainnya.Kerja yang dilakukan adalah energi yang dikeluarkan, Kerja yang dilakukan adalah energi yang dikeluarkan,

sehingga pengertian diatas dapatdipersingkat bahwa sehingga pengertian diatas dapatdipersingkat bahwa tegangan adalah energi per satuan muatan.tegangan adalah energi per satuan muatan.Secara matematis : dqdwv=

Volt (V) Volt (V) ÅÅ

Alexander VoltaAlexander VoltaAdaAdaduaduacaracaramemandangmemandangbedabedapotensialpotensial1.1.TeganganTeganganturun

turun/ / voltage dropvoltage dropÆÆJika dipandang dari Jika dipandang dari potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah. potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah. 2.2.Tegangan naik/ Tegangan naik/ voltage rise voltage rise Æ

ÆJika dipandang dari Jika dipandang dari potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi.potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi.Misal : Sesuai notasi polaritas pada gambar, V = 5 Volt ÆBeda potensial antara titik A dengan titik B sebesar 5 V ÆTitik A memiliki tegangan 5 Volt lebih tinggi dari titik B.ÆVA - VB = VAB = 5 Volt dan VBA = VB –VA = -5 VoltÎCara pandang nomor 1lebih banyak digunakan.

Elemen

ElemenAktifAktif1. 1. SumberSumberTeganganTeganganBebasBebas/ / Independent Voltage SourceIndependent Voltage Source

2. Sumber Tegangan Tidak Bebas/ 2. Sumber Tegangan Tidak Bebas/ Dependent Voltage SourceDependent Voltage Source1. Sumber Arus Bebas/ Independent Current Source2. Sumber Arus Tidak Bebas/ Dependent Current Source

SumberSumberideal ideal

dandantidaktidakidealidealSumberSumberIdeal Ideal ÆÆsumbersumber

yang yang tidaktidakmemilikimemilikitahanantahanandalamdalam..SumberSumbertidaktidakIdeal Ideal Æ

Æmempunyaimempunyaitahanantahanandalamdalamd

rd

rEnergiEnergiKerja yang dilakukan oleh gaya sebesar satu Newton untuk Kerja yang dilakukan oleh gaya sebesar satu Newton untuk memindahkan benda sejauh satu meter.

memindahkan benda sejauh satu meter. Berlaku hukum Kekekalan Energi Berlaku hukum Kekekalan Energi ÆÆtidak dapat dihasilkan dan tidak tidak dapat dihasilkan dan tidak dapat dihilangkandapat dihilangkanEnergi hanya berpindah dari satu bentukke bentuk yang lainEnergi hanya berpindah dari satu bentukke bentuk yang lainnya.nya.Contoh:Contoh:Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, energi dari air yang bergeraPada Pembangkit Listrik Tenaga Air, energi dari air yang bergerak k

berubah menjadi energi listrik, berubah menjadi energi listrik, energi listrik akan berubah menjadi energi cahaya dan energi panenergi listrik akan berubah menjadi energi cahaya dan energi panas as jika anergi listrik tersebut melewati suatu lampu.jika anergi listrik tersebut melewati suatu lampu.ÎÎPadaPadarangkaianrangkaianlistriklistrik, , bila

bilaadaadasuatusuatuelemenelemenyang yang mengirimkanmengirimkanenergienergi, , makamakaakanakanadaadaelemen/komponenelemen/komponen

lain yang lain yang menyerapmenyerapenergienergitersebuttersebut..MengirimMengirimenergienergiÆÆJJikaikaarusaruspositif

positifmasukmasukkeketerminal terminal negatifnegatifatauataumeninggalkanmeninggalkanterminal terminal positifpositifelemenelementersebuttersebut..

MenyerapMenyerapenergienergiÆÆJikaJikaarusaruspositifpositifmasukmasukkeketerminal terminal positifpositifelemenelemenatau

ataumeninggalkanmeninggalkanterminal terminal negatifnegatifelemenelementersebuttersebut..qvwΔ=ΔEnergi yang diserap/dikirim pada suatu elemen yang bertegangan v dan muatan yang melewatinya Δq adalah :

Satuannya : Joule (J)

Referensi

1. ^ a b c (Inggris)Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl. Fundamentals of Physics (ed. 6th). John Wiley & Sons, Inc. ISBN 9971-51-330-7.

2. Tetty Yulliawati, SP & Denny Indra Sukry, SP, Intisari Pengetahuan Alam Lengkap (IPAL) - SMP

3. (Inggris)Hayt, William Hart; Kemmerly, Jack; Durbin, Steven (2007). Engineering Circuit Analysis (dalam bahasa Inggris) (ed. 7th). McGraw-Hill Higher Education. hlm. 22-23. ISBN 978-0-07286611-7.

4. (Inggris)Robert A. Millikan and E. S. Bishop (1917). Elements of Electricity (dalam bahasa Inggris). American Technical Society. hlm. 54.

5. (Inggris)"The Galvanic Circuit Investigated Mathematically (work by Ohm)". Britannica Online Encyclopedia. Diakses 2010-04-29.

Pranala luar

Bunyi hukum Ohm kurang lebih sebagai berikut:

“Besarnya kuat arus listrik yang mengalir dalam sebuah penghantarakan sebanding dengan beda potensial antara kedua ujungpenghantar dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatanpenghantar tersebut.”

Hukum Ohm ini dipublikasikan oleh George Simon Ohm (fisikawanberkebangsaan Jerman) lewat sebuah paper yang berjudul The GalvanicCircuit Investigated Mathematically pada tahun 1827.

Hukum tersebut memperlihatkan bagaimana perbandingan antara KuatArus Listrik (I), Beda Potensial (V) dan Resistansi sebuahresistor (R).

Secara matematis Hukum Ohm dapat dituliskan sebagai berikut:

V = I x R atau I = V/R

Dimana:

V = Beda Potensial antar ujung penghantar

I = Kuat Arus Listrik

R = Resistansi/hambatan penghantar