Rangkaian Listrik I

32
RANGKAIAN LISTRIK 1 IR.SUPRAPDI,MT. Teknik Elektro FT UM Surabaya

description

Rangkaian Listrik I

Transcript of Rangkaian Listrik I

  • RANGKAIAN LISTRIK 1IR.SUPRAPDI,MT.Teknik Elektro FT UM Surabaya

  • TOPIC 1 Introduction 2 Pengenalan& Pembahasan Karakteristik Komponen 3 Hukum Ohm 4 AnalisaRangkaian: MetodeNode/Simpul 5 AnalisaRangkaian: MetodeMesh/Loop 6 Tutorial 7 UjianTengah Semester 8 AnalisaRangkaian: MetodeSuperposisidanSubstitusi 9 AnalisaRangkaian: MetodeThevenin 10 AnalisaRangkaian: MetodeNorton, Transformasi sumber11 Tutorial 12 ResponAlamidanResponSteady State 13 AnalisaArusBolak-Balik 14 Tutorial16 UjianAkhirSemester

    REFERENCE

    1. Johnson, David. E, 1997, Electric Circuit Analysis , Prentice Hall, London. Analysis, 2. Dorf C. Richard, James A. Svoboda, 1996, Introduction to Electric Circuits , 3rd Edition, John Wiley & Son, Singapore Circuits, 3. Hyat , William, 1972, Engineering Circuit Analysis , Mc Graw Hill., Singapore. Hyat, Analysis, 4. Franco Sergio, Electric Circuit Fundamentals,1995, Saunders College Publishing, USA 5. Others Others.

  • KONSEP RANGKAIAN LISTRIK

    Definisi Rangkaian ListrikPengertian muatan dan arus listrikHubungan antara arus, tegangan dan tahanan( Hukum OHM)Arus pada percabangan, Hk. Kirchoff I dan IISifatResistor dihubung seri dan paralelRangkaian ekivalen tahanan seri dan paralelPemahaman tentang sumber tegangan/ arus bebas dan tak bebasPembagi arus dan pembagi teganganPemahaman daya diserap dan daya dilepas dalam tahanan atau sumber

    tegangan/ arus.Tegangan pada sumber arus dan arus pada sumbe rtegangan

  • Definisi Rangkaian listrik adalah interkoneksi dari sekumpulan elemen atau komponen penyusunnya ditambah dengan rangkaian penghubungnya dimana disusun dengan caradisusun caracara tertentu dan minimal memiliki satu lintasan tertutup. Lintasan tertutup adalah suatu lintasan yang dimulai dari titik awal dan akan kembali lagi ke titik tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang kita tempuh.

  • Muatan Dan ArusMuatan : sifat elektrik dari suatu partikel-partikel atom, diukur dalam coulomb (C)

    e=-1,602 10-19 CArus Listrik : nilai perubahan muatan terhadap waktu (kecepatan), diukur ampere (A)

    1 A = 1 C/s

  • Jenis Arus Listrik Searah (dc)

    Bolak-balik (AC)

  • Tegangan (V) :energi untuk memindahkan 1 unit muatan melalui elemen

    Daya :kecepatan keluaran atau serap energi

    Energi :kemampuan untuk melakukan usaha, joule (J)

  • Elemen-elemen rangkaianE. Pasif : resistor, kapasitor, induktor E. Aktif : mampu membangkitan energi (sumber)Sumber bebasSumber tak bebas

  • AplikasiTabung gambar TV CRT Sorotan elektron dalam suatu tabung gambar TV membawa 1015 elektron per detik. Tentukan tegangan Vo yang dibutuhkan untuk mempercepat sorotan elektron mencapai 4 W!

    Solusi:

  • Hukum-hukum DasarH. Ohm: tegangan v membentang pd resistor viCabang:elemen tunggal (sumer tegangan, resistor dll) Node:point penghubung antara 2 atau lebih cabangLoop:jalur tertutup suatu rangkaian

  • Hukum-hukum Kirchhoff1.KCL: pada nodeimasuk = ikeluar

  • Resistor Seri Membagi TeganganReq = R1 + R2 + R3 + +RN =Resistor Parallel Membagi ArusGeq = G1 + G2 + +GN

  • Tidak dapat dengan seri/ParalelPenyelesaian Tranformasi Wye-Delta?

  • Transformasi Transformasi

  • AplikasiTiga lightbulb dihibungkan seri dengan sumber 100 Vtentukan arus yang mengalir pada setiap lampu!

  • Analisis Nodal (Simpul)Pilih satu node sbg node referensi, tandai simpul lain v1, v2, v3,.. Vn-1. Terapkan KCL pd semua simpul nonref. Gunakan H. Ohm untuk menyatakan arus dalam hal tegangan.Selesaikan persamaan simultan terbentuk shg diperoleh tegangan simpul yang blm diketahui.Langkah-langkah menentukan tegangan Node (n-Node)No.2. gunakan prinsip

  • Hitung tegangan tiap simpul dan arus tiap cabang rangkaian berikut!

  • Node 1: KCL & H. OhmNode 2: KCL & H. Ohm

  • Dengan metode matriks selesaikan (a) & (b)

  • Analisis Mesh (mata jala)Mesh: suatu loop yang tidak terdapat loop lain di dalamnya

  • Langkah-langkah menentukan arus meshTandai arus-arus mesh i1, i2, , in untuk n meshTerapkan KVL pd tiap mesh. Gunakan H. Ohm untuk menyatakan tegangan dalam hal arus meshSelesaikan n persamaan simultan shg didapat arus-arus mesh.

  • Carilah arus-arus cabang I1, I2 dan I3 pd rangkaian berikutKVL untuk Mesh 1-15+5i1+10(i1-i2)+10= 0 3i1-2i2=1 (a)KVL untuk Mesh 26i2+4i2+10(i2-i1)-10= 0i1 = 2i2 - 1 (b)Bisa dg matriks atau subtitusiSubt.(b)(a) shg diperoleh6i2-3-2i2 = 1 i2=1 Adani1=2i2-1=2-1=1 AShgI1 = i1=1 AI2 = i2= 1 AI3 = i1-i2 = 0

  • Aplikasi: Rangkaian Transistor DCtransistor VBE = 0,7V, = 50Carilah IB, IC, dan vo!Solusi:KVL pd input loop:-4+ IB(20103)+VBE = 0KVL pd output loop:-vo-100IC+6 = 0vo = 6- 100ICvo = 6- 0,825 vo = 5,175 V

  • Teorema RangkaianLinieritas : sifat sistem yg menunjukan hubungan linier antara sebab dan akibatRangkaian Linier:Keluaran bersifat linier thd input (berbanding langsung)v= i R (hom)kiR = kvv1 = i1 R v2 = i2 R (sup)v (i1+ i2 )R = i1 R + i2 R = v1+v2

  • Langkah2 penerapan Teorema SuperposisiSatu sumber bebas ON lainnya OFF. Cari output (V atau I)Ulangi 1 untuk sumber bebas lain satu persatuCari kontribusi total dengan menjumlahkan hasil2 1 & 2

  • Solusi:Dg 2 sumber mk:v = v1+ v2Maka: v = v1+ v2 = 2 + 8 =10 VPd gbr berikut cari v dengan T. superposisi

  • Teorema Thevenin & TeoremaNorton

  • Lanjutan TheveninVTh = vocRTh = RinJk rang. ada sumber tak bebas

  • Contoh ThAkan dicari rang. ek. Thevenin bag. Kiri a-b gbr berikutDengan mesh-32+4i1+12(i1-i2)=0Karena i2= -2 AShg i1= 0,5 AMaka: VTh=12 (i1-i2)=12(0,5+2)VTh =30 V

  • Pada T. NortonRN = RThIN = isc

  • Contoh NortonAkan dicari rang. ek. Norton gbr berikut

  • Transfer Daya Maximum