dasar teori praktikum 8

Click here to load reader

Upload: fhisca

Post on 29-Dec-2015

73 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Dasar TeoriHukum dasar rangkaian mengikuti sifat besaran listrik. Hukum ini secara langsung memberikan tuntunan menuju cara yang sistematik dalampembahasan masalah rangkaian listrik. Hukum tersebut dikenal sebagai Hukum Kirchoff.Banyaknya rangkaian yang mempunyai komponen-komponen tidak semudah seperti rangkaian jembatan whitestone yang tidak seimbang. Untuk menyelesaikannya, dipakai hokum khirchoff dan teorema superposisi.Ada dua hukum khircoff :1. Hukum Khirchoff Arus (KCL)Hukum KCL hanya berlaku pada suatu rangkaian paralel. KCL (Kirchoff Current Law) berbunyi jumlah aljabar semua arus yang melalui suatu titik atau penghubung dalam suatu rangkaian adalah sama dengan nol . i =0 atau Imasuk = Ikeluar .Hukum Kirchoff Arus menjelaskan jumlah aljabar semua arus yang melalui suatu titik atau penghubung dlam suatu rangkaian adalah nol.

I = pada suatu penhubung ( junction )I1 + I2 = I3 + I4Jadi, jumlah arus yang masuk ke suatu titik percabangan, sama denganJumlah arus yang keluar dari titk percabangan tersebut.

Imasuk = IkeluarI1 + I3 = I2 + I4

Petunjuk penggunaan hukum kirchoff Dalam arah arus yang melewati sebuah sumbertegangan Dari terminal negatip ( - ) keterminal positip ( + ) menimbulkan potensial olehkarna itu tegangan tersebut akan didahului dengan tanda ( + ) dan sebaliknya Apabila melaluii sebuah tahanan ( R ) dimana arah loop tersebut searah dengan arusnya,maka penurunan tegangan akan di dahului dengan tanda ( - ) dan sebalik nya.

2. Hukum khirchoff tegangan (KVL)Hukum KVL hanya berlaku pada suatu rangkaian seri. KVL (Kirchoff Voltage Law) berbunyi jumlah aljabar semua tegangan pada suatu lintasan tertutup dalam suatu rangkaian adalah sama dengan jumlah tegangan jatuh pada masing-masing tahanan . v = 0 atauVs = V1 + V2 +...... VnHukum Khirchoff Tegangan menjalaskan jumlah aljabar semua tegangan pada suatu lintasan tertutup dalam suatu rangkaian adalah sam dengan jumlah tegangan jauh pada masing-masing tegangan .V = (I . R)

Perinsip SuperposisiDalam setiap rangkaian listrik, tegangan dan arus dalam suatuunsur adalah akibat yang ditimbulkan oleh adanya sumber yangdikenakan pada rangkaian tersebut. Jika suatu rangkaian mempunyaibeberapa sumber maka setiap tegangan dan arus padaunsur-unsurnya dapat dipandang sebagai jumlah beberapa komponendengan masing-masing komponen merupakan akibat dari sebuahsumber. Prinsip Superposisi, jika diterapkan pada suatu rangkaiandengan resistansi konstan, menyatakan bahwa arus atau tegangan disetiap cabang rangkaian yang dihasilkan oleh beberapa sumber yangdikenakan secara bersamaan adalah jumlah aljabar arus atau teganganyang dihasilkan pada cabang itu oleh masing-masing sumber tersebutsecara tersendiri.Jadi, apabila dalam suatu rangkaian terdapat 2 sumber bebas (arus atau tegangan) maka nilai arus dan tegangan pada rangkaian tersebut adalah dengan menjumlahkan nilai arus dan tegangan pada saat masing-masing sumber bekerja sendiri-sendiriTeorema super posisi dapat digunakan untuk menyelesaikan persoalan suatu rangkain yang mempunyai lebih suatu sumber tegangan atau sumber arus.

Arus yang mengalir pada suatu system adalah jumlah aljabar semua arus yang di sebabkan oleh setiap sumber tegangan yang diambil secara terpisah.Jadi, apabila satu sumber tegangan dipasang sebagai sumber tegangan yang lainnya I ganti tahanan dalamnya, bila pada suatu sumber tegangan dipasang sumber arus, maka sumber arus tersebut dibuka (open circuit)Kalimat sedehana untuk menggambarkan metode ini adalah arus(dalam rangkaian searah) dari suatu multi sumber yang melewati suatuelemen adalah sama dengan penjumlahan dari arus-arus yangmelaluinya jika sumber tersebut berdiri secara terpisahAda tiga prinsip dasar dalam penggunaan metode superposisi adalah:

1. Pada saat kita menganggap sumber tegangan sedang aktif makasumber arus harus dihubungbuka

2. Pada saat kita menganggap sumber arus sedang aktif makasumber tegangan harus dihubungsingkat

3. Arus suatu komponen adalah penjumlahan akibat langkah 1 dan 2dengan memperhatikan arahnya.

Teorema Node VoltageAnalisis node berprinsip pada Hukum Kirchoff/KCL, dimana jumlah arus yang masuk dan keluar dari titik percabangan akan sama dengan nol, dan tegangan merupakan parameter yang tidak diketahui. Atau analisis node lebih mudah jika pencatunya semuanya adalah sumber arus. Analisis ini dapat diterapkan pada sumber searah/ DC, maupun sumber bolak-balik/ AC.Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada analisis node, yaitu : Tentukan node referensi sebagai ground/potensial nol. Tentukan node voltage, yaitu tegangan antara node non referensi dan ground. Asumsikan tegangan node yang sedang diperhitungkan lebih tinggi dari pada tegangan node manapun, sehingga arah arus keluar dari node tersebut positif. Jika terdapat N node, maka jumlah node voltage adalah (N-1). Jumlah node voltage ini akan menentukan banyaknya persamaan yang dihasilkan. Analisis node mudah dilakukan bila pencatunya berupa sumber arus. Apabila pada rangkaian tersebut terdapat sumber tegangan, maka sumber tegangan tersebut diperlakukan sebagai supernode, yaitu menganggap sumber tegangan tersebut dianggap sebagai satu node.Theorema node Voltage atau metode arus cabang adalah metode untuk menentukan tegangan (beda potensial) antara "node" (titik-titik di mana unsur-unsur atau cabang terhubung) dalam sebuah sirkuit listrik dalam hal cabang arus. Dalam menganalisis suatu rangkaian yang menggunakan rangkaian Hukum Kirchoff, salah satu sentral dapat melakukan analisis menggunakan hukum arus Kirchoff (KCL) atau analisis mesh menggunakan hukum tegangan Kirchoff (KVL).

Node Voltage Dengan Sumber BerbedaContoh dengan 1 node : Rubahlah semua sumber dalam bentuk arus Tentukan arah arus dan titik simpulContoh dengan 2 node : Tentukan arah arus setiap beban dan tetapkan node

Teorema SuperposisiMenjumlah aljabarkan tegangan/arus yang disebabkan tiap sumber independent/bebas yang bekerja sendiri, dengan semua sumber tegangan/arus independent/bebas lainnya diganti dengan tahanan dalamnya.Pengertian dari teorema diatas bahwa jika terdapat n buah sumber bebas maka dengan teorema superposisi samadengan n buah keadaan rangkaian yang dianalisis, dimana nantinya n buah keadaan tersebut akan dijumlahkan. Jika terdapat beberapa buah sumber tak bebas maka tetap saja teorema superposisi menghitung untuk n buah keadaan dari n buah sumber yang bebasnya.Teorema superposisi untuk rangkaian listrik menyatakan bahwa respon (Tegangan atau Arus) dalam setiap cabang rangkaian linier yang memiliki lebih dari satu sumber independen sama dengan jumlah aljabar dari semua jawaban yang disebabkan oleh setiap sumber independen berkerja sendirian, sementara semua sumber independen lain digantikan oleh impedansi internal itu.

Teorema Superposisi tidak dapat digunakan untuk Perhitungan daya dalam jaringan AC, karena kita masih berhubungan dengan hubungan yang tidak linear. Teorema ini dapat diterapkan pada jaringan yang memiliki sumber yang frekuensinya berbeda hanya jika tanggapan total untuk masing-masing frekuensi diperoleh secara sendiri sendiri yang tidak tergantung satu sama lain.Salah satu pemakaian teorema superposisi yang paling sering adalah untuk system elektronika dimana analisis dc dan ac diperlakukan secara terpisah dan penyelesaian total adalah jumlah dari keduanya.

Analisa Rangkaian Dengan Teorema Superposisi . Berpatokan pada satu sumber Menentukan arah arus Menghitung besar arus pada masing-masing beban1. Langkah 1: Mengkondisikan sumber tegangan aktif/bekerja sehingga sumber arusnya menjadi tidak aktif (diganti dengan tahanan)2. Langkah 2 :Mengkondisikan sumber arus aktif/bekerja maka sumber tegangan tidak aktif (diganti dengan tahanan dalamnya yaitu nol atau rangkaian short circuit). Disini arus i dalam kondisi sumber tegangan SC yang mengalir di R10 dapat ditentukan juga. Akhirnya dengan penjumlahan aljabar kedua kondisi tersebut maka arus total akan diperoleh.