Teori Superposisi Ini Hanya Berlaku Untuk Rangkaian Yang Bersifat Linier

5
Teori superposisi ini hanya berlaku untuk rangkaian yang bersifat linier. Rangkaian linier adalah suatu rangkaian dimana persamaan yang muncul akan memenuhi jika y = kx, dimana k = konstanta dan x = variabel. Pada setiap rangkaian linier dengan beberapa buah sumber tegangan/ sumber arus dapat dihitung dengan cara : Menjumlah aljabarkan tegangan/ arus yang disebabkan tiap sumber yang bekerja sendiri-sendiri. Pengertian dari teori diatas bahwa jika terdapat n buah sumber maka dengan teori superposisi sama dengan n buah keadaan rangkaian yang dianalisis, dimana nantinya n buah keadaan tersebut akan dijumlahkan. Ini berarti bahwa bila terpasang dua atau lebih sumber tegangan/sumber arus, maka setiap kali hanya satu sumber yang terpasang secara bergantian. Sumber tegangan dihilangkan dengan cara menghubung singkatkan ujung-ujungnya (short circuit), sedangkan sumber arus dihilangkan dengan cara membuka hubungannya (open circuit). Rangkaian berikut ini dapat dianalisa dengan mengkondisikan sumber tegangan aktif/bekerja sehingga sumber arusnya menjadi tidak aktif (diganti dengan rangkaian open circuit). Oleh sebab itu arus i dalam kondisi sumber arus OC yang mengalir di R 10 Ω dapat ditentukan. Kemudian dengan mengkondisikan sumber arus aktif/bekerja maka sumber tegangan tidak aktif (diganti dengan rangkaian short circuit). Disini arus i dalam kondisi sumber tegangan SC yang mengalir di R10Ω dapat ditentukan juga. Akhirnya dengan penjumlahan aljabar kedua kondisi tersebut maka arus total akan diperoleh.

Transcript of Teori Superposisi Ini Hanya Berlaku Untuk Rangkaian Yang Bersifat Linier

Page 1: Teori Superposisi Ini Hanya Berlaku Untuk Rangkaian Yang Bersifat Linier

Teori superposisi ini hanya berlaku untuk rangkaian yang bersifat linier. Rangkaian linier adalah suatu

rangkaian dimana persamaan yang muncul akan memenuhi jika y = kx, dimana k = konstanta dan x =

variabel. Pada setiap rangkaian linier dengan beberapa buah sumber tegangan/ sumber arus dapat

dihitung dengan cara :

Menjumlah aljabarkan tegangan/ arus yang disebabkan tiap sumber yang bekerja sendiri-sendiri.

Pengertian dari teori diatas bahwa jika terdapat n buah sumber maka dengan teori superposisi sama

dengan n buah keadaan rangkaian yang dianalisis, dimana nantinya n buah keadaan tersebut akan

dijumlahkan. Ini berarti bahwa bila terpasang dua atau lebih sumber tegangan/sumber arus, maka setiap

kali hanya satu sumber yang terpasang secara bergantian. Sumber tegangan dihilangkan dengan cara

menghubung singkatkan ujung-ujungnya (short circuit), sedangkan sumber arus dihilangkan dengan cara

membuka hubungannya (open circuit).

Rangkaian berikut ini dapat dianalisa dengan mengkondisikan sumber tegangan aktif/bekerja sehingga

sumber arusnya menjadi tidak aktif (diganti dengan rangkaian open circuit). Oleh sebab itu arus i dalam

kondisi sumber arus OC yang mengalir di R 10 Ω dapat ditentukan. 

Kemudian dengan mengkondisikan sumber arus aktif/bekerja maka sumber tegangan tidak aktif (diganti

dengan rangkaian short circuit). Disini arus i dalam kondisi sumber tegangan SC yang mengalir di R10Ω

dapat ditentukan juga. Akhirnya dengan penjumlahan aljabar kedua kondisi tersebut maka arus total akan

diperoleh.

Page 2: Teori Superposisi Ini Hanya Berlaku Untuk Rangkaian Yang Bersifat Linier

Teorema Thevenin

Teorema Thevenin menyatakan bahwa dimungkinkan untuk menyederhanakan suatu

rangkaian yang linier, seberapa rumit sekalipun rangkaian itu, menjadi sebuah rangkaian

ekivalen yang berisi sumber tunggal yang disusun seri dengan sebuah beban (resistor).

Kata-kata linier adalah identik dengan yang ditemukan pada teorema superposisi, dimana

semua persamaan dasarnya harus linier (tidak ada bentuk eksponen atau akar). Bila kita

menjumpai rangkaian pasif (seperti resistor, induktor, dan kapasitor), teorema ini bisa

dipakai. Namun, ada beberapa komponen seperti komponen semikonduktor adalah tidak

linier.

Teorema Thevenin ini berguna untuk menganalisa sistem daya dan rangkaian lainnya

dimana terdapat satu resistor pada rangkaian tersebut (biasa disebut resistor beban) yang

dijadikan subjek perubahan, sehingga apabila nilai resistor beban itu diubah-ubah, kita tidak

perlu susah-susah menganalisa rangkaian secara menyeluruh.

Perhatikan gambar rangkaian berikut ini:

Misalkan kita memilih R2 sebagai beban pada rangkaian ini. Kita bisa menyelesaikan

rangkaian semacam ini dengan berbagai cara (arus cabang, arus mesh, teorema

superposisi) untuk menghitung tegangan dan arus R2, tetapi metode-metode ini banyak

memakan waktu apabila nilai dari beban R2 ini diuba-ubah (tiap kali nilai R2 berubah, maka

kita harus menganalisa ulang rangkaian secara menyeluruh). Jadi, bila beban ini dirubah,

kita harus menganalisanya lagi, Nilai beban berubah, kita harus ,menganalisa lagi. Begitu

seterusnya, dan ini tidaklah praktis dan membuang banyak waktu.

Page 3: Teori Superposisi Ini Hanya Berlaku Untuk Rangkaian Yang Bersifat Linier

Teorema Thevenin membuat masalah ini menjadi sederhana yaitu dengan “membuang”

resistansi beban ini dari rangkaian aslinya dan mereduksi rangkaian yang sudah dibuang

bebannya itu hingga menyisakan sebuah sumber yang tersusun seri dengan sebuah

resistor. Kemudian resistansi beban yang telah dibuang tadi disambung ulang ke rangkaian

yang telah terduksi. Maka rangkaian ini disebut rangkaian ekivalen Thevenin. Rangkaian

Thevenin ini ekivalen/sama dengan/ sudah mewakili rangkaian yang asli.

Rangkaian Asli

Setelah diubah menjadi rangkaian ekivalen Thevenin

Rangkaian ekivalen Thevenin adalah rangkaian ekivalen dari B1, R1, R3, dan B2 yang

“terlihat”dari dua titik dimana resistor beban (R2) terhubung. Rangkaian ekivalen Thevenin,

bila diturunkan dengan benar, akan mempunyai sifat yang sama dengan rangkaian aslinya

Page 4: Teori Superposisi Ini Hanya Berlaku Untuk Rangkaian Yang Bersifat Linier

yang terdiri dari B1, R1, R3, dan B2. Dengan kata lain, resistor beban (R2) tegangan dan

arusnya haruslah sama dengan nilai R2 saat berada pada rangkaian aslinya. Keuntungan

menggunnakan konversi Thevenin adalah untuk menyederhankan rangkaian, tentu saja

agar nilai tegangan dan arus bisa dihitung lebih mudah dari pada dihitung dengan rangkaian

aslinya. Untuk mendapatkan sumber tegangan dan resistor Thevenin adalah hal yang

mudah. Pertama-tama, pilih resistor bebannya dan “singkirkan” dari rangkaian aslinya.

Selanjutnya, tegangan di antara dua titik yang ditempati oleh resistor beban tadi dihitung

nilainya. Gunakan analisa apa saja untuk menghitung  tegangan ini.  Untuk kasus ini,

rangkaian yang telah dibuang resistor bebannya ini hanyalah sebuah rangkaian seri,

sehingga kita bisa menghitung tegangan di terminal beban yang terbuka tadi dengan

mudah