580 likes | 1.09k Views
Dasar Rangk. Listrik. Analogi Rangkaian Listrik. masuk pompa. keluar pompa. Aliran Arus Konvensional dan Elektron. Arus konvensional. Arus elektron. Kata “ electricity ”, muncul sekitar 600 thn S.M.
E N D
Analogi Rangkaian Listrik masuk pompa keluar pompa
Aliran Arus Konvensional dan Elektron Arus konvensional Arus elektron
Kata “electricity”, muncul sekitar 600 thn S.M. Berasal dari “elektron” (Yunani kuno), di mana sifatnya -saat itu- blm dipahami betul.
Perbedaan potensial di antara kedua terminal [+ & -], akibat dari kelebihan elektron terminal negatif [-] dibanding terminal positif [+].
Bila kedua terminal dihubungkan dg kawat (konduktor), beda potensial menyebabkan arus mengalir dlm rangkaian.
Arus (elektron) merupakan aliran elektron yang keluar dari terminal negatif masuk ke terminal positif sumber.
Sebelum teori aliran elektron dipahami betul (17th), ilmuwan menetapkan sembarang bahwa arus dlm konduktor mengalir dari terminal positif ke negatif.
Sistem Satuan • Sistem Satuan Internasional (SI), didasarkan pada enam besaran dasar (Tabel 1).
Dalam praktek, orang kerap butuh menyebut bilangan satuan yang besar ataupun kecil. • OKI, dibutuhkan prefiks/awalan seperti Tabel 2.
Perbedaan Antara Sumber dan Beban Definisi/Aturan: Sumber: arus keluar dari terminal positif Beban: arus masuk ke terminal positif
Perbedaan Antara … Contoh: Sumber: generator, aki, sel surya dll. Beban: lampu, motor elektrik, TV dll.
Representasi Sitem Elektrik • Ada tiga cara memodelkansistem/rangkaian elektrik: • Model fisik • Model konseptual • Model simbol
Lampu Baterai Gbr. Model fisik
Aliran energi Gbr. Model konseptual
Alessandro Volta, menemukan: Baterai (copper-zinc)pertama.
Listrik statis dan arus yg mengalir dlm kawat disebabkan oleh mekanisme dasar yg sama:struktur atom zat, yg terdiri atas inti (proton dan neutron) dikelilingi oleh elektron.
Besaran elektrik dasar adlh muatan (charge). • Jumlah terkecil muatan yg ada, dibawa oleh sbh elektron.
Muatan elektron, qe= −1,602 × 10−19 C Partikel pembawa muatan yg lain, yakni proton, qp= +1,602 × 10−19 C Proton dan elektron disebut sbg muatan elementer
Electronvolt (eV) adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk membawa 1 elektron melalui suatu beda potensial sebesar 1 Volt.
Arus, I. Definisi: Kecepatan perubahan muatan yg melalui luasan penampang tertentu I = dq/dt
Contoh 1. Muatan dan arus dlm konduktor
Carilah muatan dlm konduktor silindris (kawat padat) dan hitunglah arus dlm kawat tsb. Geometri konduktor: panjang (L) = 1 m; diameter (D) = 2r = 2 x 10-3 m.
Besaran yg diketahui: • Kerapatan pembawa muatan (n) = 1029 pembawa/m3. • Muatan elektron (qe) = -1,602 x 10-19 C • Kecepatan pembawa muatan (v) = 19,9 x 10-6 m/s;
Carilah: • Muatan total dari pembawa (Q); • Arus (I).
Analisis • Untuk menghitung muatan total dlm penghantar, pertama-tama, tentukan volume penghantar. • volume penghantar = panjang x luas penampang
Skrg., menghitung jumlah pembawa (elektron) dlm konduktor serta muatan totalnya. • Jumlah pembawa = volume x kerapatan pembawa (-muatan)
Satuan arus adalah Ampere (A), • 1 A = 1 Coulomb/sekon
Hukum Arus Kirchhoff (HAK) • Simpul (dlm rangk. elektrik), sambungan dari dua atau lebih konduktor.
Hukum Arus Kirchhoff (HAK) • HAK: Jumlahsemuaaruspadasatusimpul (node) harussamadengan nol. Dengan: n = nomor konduktor/cabang (1,2, …, N)
Atau • Jumlah semua arus yang menuju simpul sama dengan yang meninggalkannya.
Gambar. Rangk. elektrik sederhana Beban Elektrik Sumber Elektrik Konduktor Elektrik
I1 + I2 = I3 + I4 + I5 Atau • I1 + I2 - I3 - I4 - I5 = 0
B: 50 = 20+I1; I1 = 30A • C: 20+15 = I2; I2 = 35A • D: I1 = I3 + 120 30 = I3 + 120; I3 = -90A • E: I4+I3 = 15; I4 = 105A