Teori Superposisi Ini Hanya Berlaku Untuk Rangkaian Yang Bersifat Linier
-
Upload
ocky-gathy -
Category
Documents
-
view
34 -
download
5
Transcript of 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.
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.
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
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