Konsep Dasar Pengantar Analisis Rangkaian Tujuan Pembelajaran Memahami

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 Untuk VA> VB VA Medan Listrik, E Bila selang waktu pergerakan muatan t Q>0 VB Muatan Positif Arus Listrik I = Q/t bergerak Serah Q>0 medannya Secara umum arus i = dq/dt Dq/Dt Muatan Q W=Q(VA-VB) Energi yang. Listrik, dilepaskan Muatan Negataif Daya dilepaskan P = W/t Q<0 bergerak Melawan Daya dilepaskan PArah = V IMedannya Antara duamuatan potensial listrik yang pada berbeda akan ada medan listrik Saat listrik berada medan tersebut, Pergerakan muatan inilah membentuk arus listrik muatan listrik akanyang bergerak Bila arah gerakan sebaliknya, muatan menerima daya

Arus dan. Tegangan Listrik Rangkaian Arus, Sederhana tegangan arus notasi I atau i ◦ Perubahan jumlah muatan per satuan waktu ◦ Rujukan dalam rangkaian: anak panah pada arah muatan/ arus ◦ Satuan A atau ampere Tegangan, notasi: V atau v ◦ Perbedaan potensial listrik dua titik pada saat yang sama ◦ Rujukan dalam rangkaian: tanda + dan – pada terminal ◦ Satuan: V atau volt

Elemen/ Komponen Rangkaian Pengelompokan umum elemen/ komponen rangkaian listrik ◦ Pasif: elemen yang menyerap energi Resistor, Kapasitor, Induktor ◦ Aktif: elemen yang mengeluarkan energi Sumber arus, Sumber tegangan Konektivitas elemen rangkaian ◦ Kawat penghubung ◦ Terminal ◦ Simpul/ titik terhubung

Konvensi Tanda Pasif Daya diserap elemen pada terminal A dan B sama dengan tegangan jatuh pada terminal A dan B dikalikan dengan arus yang mengalir melalui elemen tersebut IAB + VAB - Dengan konvensi ini, daya positif P>0 berarti elemen menyerap daya. Sebaliknya, daya negatif P<0 berarti elemen membangkitkan daya.

Rujukan Polaritas Arus dan Tegangan Berdasarkan konvensi tanda pasif ◦ Pada sumber arus atau sumber tegangan, arus mengalir dari potensial tinggi atau negatif amelalui beban luar ◦ Pada beban, arus mengalir dari terminal bertegangan positif ke negatif pada bebannya ◦ Arah arus sebaliknya adalah arus negatif + I>0 V>0 P<0 I>0 + I>0 - P>0

Alternatif Polaritas Arus. Tegangan Bila pada kasus berikut semua arus dan tegangan terukur posit Daya P=VA. IA Daya P=-VB. IB Daya P=-VC. IC Daya P=VD. ID Elemen Pasif Elemen Aktif Elemen Pasif

Polaritas Arus Tegangan Elemen Pasif Bila pada kasus elemen pasif berikut semua arus positif Tegangan VA>0 Tegangan VB<0 Tegangan VC<0 Tegangan VD>0

Contoh 01. 01 Tentukan arus atau tegangan yang tidak diketahui berikut positif (>0) atau negatif (<0) bila elemen adalah eleman pasif Tegangan V>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)

Contoh 01. 02 Dengan Konservasi Daya tentukan arus Ix pada rangkaian di samping ini Jawab Konservasi Daya sehingga dan diperoleh

Daya dan Energi Daya sesaat yang diserap sebuah elemen + v(t) - Energi yang diserap atau dibangkitkan pada selang antara to hingga t adalah i(t) v(t) + - i(t)

Contoh 01. 03 Tentukan biaya energi bila Rp 1000/k. Wh bila tegangan dan arus beban seperti pada grafik berikut Energi Daya diperoleh dengan mencari mengalikan area tegangan dibawaharus dengan kurva daya W = 8362, 5 Watt Jam Biaya Rp 8362, 5

Contoh 01. 04 Bila sebuah devais memiliki arus dan tegangan Tentukan daya dan energi yang diserap devais tersebut

Satuan Tegangan Daya V Volt Arus A ampere Waktu s sekon detik W Watt Volt x amp Energi J Joule Watt x detik

Latihan Problems 1. 3 1. 7 1. 9 1. 13 1. 15