modul pet

FAKULTAS TEKNIK UNJ

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

MODUL

PENGANTAR ELEKTRO TEKNIK

PENYUSUN

LUTHFYATMA HARDY

5215122645


PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA

2012

FAKULTAS TEKNIK UNJ


MODUL


PENYUSUN

LUTHFYATMA HARDY

5215122645



2012

FAKULTAS TEKNIK UNJ


MODUL


PENYUSUN

LUTHFYATMA HARDY

5215122645



2012

i

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah puji serta syukur penulis ucapkan kehadirat Allat SWTyang telah memberikan kemudahan sehingga dapat tersusunnya karya tulis ini.Karena tanpa ridha dan kasih sayang serta petunjuk-Nya, mustahil modul ini dapatdiselesaikan.

Modul ini bermanfaat untuk membantu pemahaman siswa ataupunmahasiswa. Materi yang terkandung dalam modul ini berisi materi tentang listrikarus searah seperti mengenal Hukum Kirchoff, Teorema Norton dan TeoremaThevenin. Semoga modul ini bisa bermanfaat dalam kepentingan belajar. Aamiin.

Depok, 26 November 2012

Penyusun

Luthfyatma Hardy

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR....................................................................................... iDAFTAR ISI...................................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN.................................................................................. 11. DESKRIPSI JUDUL.................................................................................. 12. PRASYARAT............................................................................................ 13. TUJUAN AKHIR ...................................................................................... 1

BAB II PEMELAJARAN................................................................................. 21. KEGIATAN BELAJAR ............................................................................ 2

KEGIATAN BELAJAR 1 : HUKUM KIRCHOFF........................... 2KEGIATAN BELAJAR 2 : TEOREMA THEVENIN...................... 4KEGIATAN BELAJAR 3 : TEOREMA NORTON ......................... 6

BAB III EVALUASI ......................................................................................... 71. TEST PRAKTIK........................................................................................ 7

PRAKTIK 1........................................................................................... 7PRAKTIK 2........................................................................................... 8PRAKTIK 3........................................................................................... 9

2. TEST TERTULIS ...................................................................................... 10

BAB IV PENUTUP ........................................................................................... 12

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 13

1

BAB 1PENDAHULUAN

1. DESKRIPSI JUDULModul Pengantar Elektro Teknik merupakan modul bahan ajar

praktikum berisi pengetahuan, pengenalan, penggunaan tentang HukumKirchoff, Theorema Thevenin, dan Theorema Norton. Modul inimenekankan pada penguasaan ilmu kelistrikan mencakup tentangbeberapa dasar rangkaian listrik arus searah. Modul ini terdiri dari 3kegian belajar, meliputi : kegiatan belajar 1 berisi pengetahuan tentangHukum Kirchoff. Kegiatan belajar 2 berisi pengetahuan tentang TheoremaThevenin. Kegiatan Belajar 3 mengenai pengetahuan Theorema Norton.

2. PRASYARATModul pengantar elektro teknik tidak memerlukan prasyarat

karena modul ini merupakan modul paling dasar pada bidang keahlianteknik elektronika. Hanya saja kita harus mengerti terlebih dahulumengenai hukum kirchoff. Dan harus mengerti cara menggunakansoftware livewire.

3. TUJUAN AKHIRPeserta diklat memiliki penguasaan rangkaian listrik arus searah,

cara menghitungnya dan dapat menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.

2

i Masuk = i Keluar

BAB IIPEMBELAJARAN

KEGIATAN BELAJAR

Kegiatan Belajar 1 : Hukum KirchoffUraian Materi :

Seorang ahli ilmu alam dari Jerman, Gustov Kirchoff, telah menemukancara untuk menemukan perhitungan rangkaian listrik atau jala-jala yang tidakdapat diselesaikan menggunakan hukum Ohm, yaitu ketentuan-ketentuanrangkaian seri, paralel, maupun seri-paralel. Selanjutnya cara ini disebut hukumkirchoff.

Hukum kirchoff terdiri dari dua, yaitu :

1.1 Hukum Kirchoff Pertama :

“Jumlah aljabar dari arus-arus listrik pada suatu titik pertemuandari lingkaran listrik selalu sama dengan nol”Hukum kirchoff pertama dapat dijelaskan melalui gambar dibawah ini,

Dalam gambar arah arus bertentangan dengan arah arus , , . Padatitik pertemuan di A, arus menuju ketitik pertemuan sedangkan arus lain menjauhititik pertemuan tersebut. Arah arus yang datang diberi tanda plus (+) dan arah arusyang menjauhi diberi tanda min (-).

Jadi : - - - = 0

Atau : = + +

Jadi secara umum didapatkan persamaaan :

3

1.2 Hukum Kirchoff Kedua :

Hukum kirchoff kedua berhubungan dengan lingkaran listrik tertutup.

“Dalam suatu lingkaran listrik tertutup, jumlah aljabar antara GGL-GGLdengan kehilangan tegangan selalu sama dengan nol”

Yang dimaksud dengan kehilangan tegangan adalah perkalian antaraarus dengan resistansinya.

Rumus persamaan Hukum Kirchoff dapat ditulis :

Untuk mengaplikasikan hukum kirchoff kedua dapat dilakukandengan dua metode, yaitu:

a. Metode arus MESHMesh adalah bagian terkecil suatu rangkaian tertutup yang terdapat pada

suatu rangkaian listrik. Perhatikan skema rangkaian pada gambar dibawah ini.

Pada rangkaian gambar diatas terdapat dua mesh, yaitu mesh A dan meshB. Pada mesh A dibentuk dari rangkaian ABCDA, Terdapat E1, R1, R3Dan R5. Sedangkan pada mesh B dibentuk dari rangkaian DCEFD, Terdapat E2,R2, R3 dan R4.

Arus mesh adalah arus listrik yang mengalir pada tiap mesh tanpa terbagi-bagi. Arah arus mesh selalu ditetapkan searah dengan jarum jam tanpamemperdulikan polaritas sumber tegangan yang terpasang pada mesh tersebut.

Persamaan pada rangakaian diatas menggunakan metode mesh:

Pada mesh A: E1 = I1 ( R1 + R3 +R5 ) – I2 . R3

Pada mesh B: -E2 = I2 ( R2 + R3 +R4 ) – I1 . R3

E + i x R = 0

4

Keterangan:

Arus I2 pada mesh A dan I1 pada mesh B bertanda negatif karena keduapolaritas sumber tegangan berlawanan.

Tegangan E2 negatif karena polaritasnya berlawanan dengan arah arusmesh.

b. MetodearusLOOPPada metode arus loop, arah aliran arus loopnya ditentukan berdasarkan

polaritas sumber tegangan yang terpasang pada setiap loop. Untuk lebih jelasnyaperhatikan gambar dibawah ini.

Pada rangkaian diatas terdiri dari dua loop, loop A dan loop B. pada loopA mengalir arus I1 yang arahnya searah dengan jarum jam. Sedangkan pada loopB mengalir arus I2 yang arahnya berlawanan dengan arah jarum jam. Padametode arus loop yang perlu diperhatikan bahwa aliran arus mengalir dari kutubpositif ke kutub negatif.Persamaan rangkaian diatas menggunakan metode arus loop adalah:

Pada loop A: E1 = I1 ( R1 + R3 + R5 ) + I2 . R3

Pada loop B: E2 = I2 ( R2 + R3 + R4 ) + I1 . R3

Kegiatan Belajar 2 : Teorema TheveninUraian Materi :

Teorema Thevenin adalah suatu rangkaian listrik dapat disederhanakandengan hanya terdiri dari satu buah sumber tegangan (VT) yang dihubungserikandengan sebuah tahanan ekivelennya (RT) pada dua terminal yang diamati, dengansyarat rangkaian yang terdapat di dalamnya hanya sumber energi independenmaupun sumber dependen dan elemen pasif linier (R, L, C)

5

Rumus persamaannya adalah :

Cara lain mencari RT adalah untuk rangkaian K-2 yang terdiri darisumber energi independen dan elemen pasif linier saja, RT adalah resistansiyang terlihat kearah sumber energi, jika semua sumber energi independentersebut diganti resistansi dalamnya (Sumber tegangan Rd = 0, sumber arus Rd =~).

Gambar Rangkaian Pengganti Thevenin

Vt = VocRt =

6


Kegiatan Belajar 3 : Teorema NortonUraian Materi :

Teorema Norton adalah suatu rangkaian listrik dapat disederhanakandengan hanya terdiri dari satu buah sumber arus yang dihubung paralelkandengan sebuah tahanan ekivelennya pada dua terminal yang diamati.

Gambar rangkaian pengganti NortonRumus persamaannya adalah :

Dimana =Untuk cara mencari RN sama dengan cara mencari RT.

Gambar Rangkaian Untuk Mencari Rt

6







6







7

BAB IIIEVALUASI

1. TEST PRAKTIK

A. Tujuan :Siswa dapat menghitung arus dengan menggunakan bantuan software.Siswa dapat merangkai rangkaian listrik sederhana.Membuktikan rumus Hukum Kirchoff 1 ( i Masuk = i Keluar )

B. Alat dan bahan :Seperangkat komputer ataupun laptop menggunakan OS Windows XP /Vista / 7Software simulator rangkaian elektronik (Live Wire)

C. Skema Rangkaian :

D. Langkah Kerja :Buatlah rangkaian seperti gambar diatas menggunakan aplikasi livewirepada komputer anda.

Klik run ( ) yang ada pada livewire atau tombol F9 pada keyboardanda.Lihat dan perhatikan angka yang timbul pada ampermeter.Tuliskan hasil pengamatan anda pada tabel hasil pengukuran dibawah ini.

E. Tabel Hasil Pengukuran :

PRAKTIK 1

Pembuktian Hukum Kirchoff

Membuktikan

8

i1 mAi2 mAi3 mA

ArusMasuk Keluar

Arus masuk = Arus Keluar =

mAi4

A. Tujuan :Siswa dapat mengukur Tegangan Thevenin dengan menggunakan bantuansoftware.Siswa dapat merangkai rangkaian listrik sederhana.

B. Alat dan bahan :Seperangkat komputer ataupun laptop menggunakan OS Windows XP /Vista / 7Software simulator rangkaian elektronik (Live Wire).


D. Langkah Kerja :Buatlah rangkaian seperti gambar diatas menggunakan aplikas livewirepada komputer anda.

Klik run ( ) yang ada pada livewire atau tombol F9 pada keyboardanda.Lihat dan perhatikan angka yang timbul pada voltmeter.

PRAKTIK 2

MENGHITUNG TEGANGAN THEVENIN

9

Buatlah hasil pengukuran dari skema rangkaian diatas.

E. Tabel Hasil Pengukuran

1 5V2 10V3 15V4 20V5 25V6 30V7 35V

TeganganMasukan (Volt)

No.Tegangan

Thevenin (Volt)

A. Tujuan :Siswa dapat mengukur Tegangan Thevenin dengan menggunakan bantuansoftware.Siswa dapat merangkai rangkaian listrik sederhana.

B. Alat dan bahan :Seperangkat komputer ataupun laptop menggunakan OS Windows XP /Vista / 7Software simulator rangkaian elektronik (Live Wire).


PRAKTIK 3

MENGHITUNG ARUS NORTON

10

D. Langkah Kerja :Buatlah rangkaian seperti gambar diatas menggunakan aplikaslivewire pada komputer anda.

Klik run ( ) yang ada pada livewire atau tombol F9 padakeyboard anda.Lihat dan perhatikan angka yang timbul pada amperemeter.Buatlah hasil pengukuran dari skema rangkaian diatas.Tabel Hasil Pengukuran

1 5V2 10V3 15V4 20V5 25V6 30V7 35V


No. I ( Arus ) Norton(Volt)

2. TEST TERTULISJawablah soal-soal dibawah ini! (diperbolehkan menggunakan softwarelivewire)

1. Hitunglah berapakah arus yang mengalir pada rangkaian dibawah ini!

10



1 5V2 10V3 15V4 20V5 25V6 30V7 35V





10



1 5V2 10V3 15V4 20V5 25V6 30V7 35V





11

2. Hitunglah berapa besar nilai tahanan Thevenin yang ada di rangkaiandibawah ini.

3. Hitunglah berapa besar nilai Arus Norton yang ada di rangkaiandibawah ini.

4. Dari skema rangkaian disamping, tentukan:a. Tegangan pada

setiap resistor.b. Arus pada

rangkaian.

11





rangkaian.

11





rangkaian.

12

BAB IVPENUTUP

Dengan selesai anda membaca dan mempraktikan modul ini, maka andaberhak untuk menguji kompetensi yang telah dipelajari. Dan apabila andadinyatakan memenuhi syarat kelulusandari hasil evaluasi dalam modul ini, makaanda berhak untuk melanjutkan ke topik atau modul berikutnya. Mintalah padapengajar/instruktur untuk melakukan uji kompetensi dengan sistem penilaiannyadilakukan langsung dari pihak dunia industri atau asosiasi profesi yangberkompeten apabila anda telah menyelesaikan suatu kompetensi tertentu. Atauapabila anda telah menyelesaikan seluruh evaluasi dari setiap modul, maka hasilyang berupa nilai dari instruktur atau berupa porto foliodapat dijadikan sebagaibahan verifikasi bagi pihak industri atau asosiasi profesi. Kemudian selanjutnyahasil tersebut dapat dijadikan sebagai penentu standard pemenuhan kompetensitertentu dan bila memenuhi syarat anda berhak mendapatkan sertifikat kompetensiyang dikeluarkan oleh dunia industri atau asosiasi profesi.

13

DAFTAR PUSTAKA

~ Setyowulan, Endang, 2005, Modul Elektronika Digital & Komputer.Yogyakarta.

modul pet

Documents