260 likes | 615 Views
RANGKAIAN LISTRIK. DOSEN: Drs. NUHUNG SULEMAN, ST.,MT. NIP. 1959 1231 1987 03 1 252. PRODI TEKNIK TELEKOMUNIKASI TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI JAKARTA. BAB I KONSEP RANGKAIAN LISTRIK. Definisi – definisi Arus listrik Tegangan Energi Daya Prefix dalam SI.
E N D
RANGKAIAN LISTRIK DOSEN: Drs. NUHUNG SULEMAN, ST.,MT. NIP. 1959 1231 1987 03 1 252 PRODI TEKNIK TELEKOMUNIKASI TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
BAB I KONSEP RANGKAIAN LISTRIK • Definisi – definisi • Aruslistrik • Tegangan • Energi • Daya • Prefix dalam SI
Definisi – definisi • Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan tertutup. • Elemenaktifadalahelemen yang menghasilkanenergidalamhaliniadalahsumbertegangandansumberarus
Elemen lain adalahelemenpasifdimanaelemeninitidakdapatmenghasilkanenergi, dapatdikelompokkanmenjadielemen yang hanyadapatmenyerapenergidalamhalinihanyaterdapatpadakomponen resistor ataubanyakjuga yang menyebutkantahananatauhambatandengansimbol R, dankomponenpasif yang dapatmenyimpanenergijugadiklasifikasikanmenjadiduayaitukomponenataulemen yang menyerapenergidalambentukmedan magnet dalamhaliniinduktoratauseringjugadisebutsebagaililitan, belitanataukumparandengansimbol L, dankomponepasif yang menyerapenergidalambentukmedan magnet dalamhaliniadalahkapasitoratauseringjugadikatakandengankondensatordengan symbol C
rangkaianadalahinterkoneksidarisekumpulanelemenataukomponenpenyusunnyaditambahdenganrangkaianpenghubungnyadimanadisusundengancara-caratertentudan minimal memilikisatulintasantertutup
Yang dimaksuddengansatulintasantertutupadalahsatulintasansaatkitamulaidarititik yang dimaksudakankembalilagiketitiktersebuttanpaterputusdantidakmemandangseberapajauhataudekatlintasan yang kitatempuh • Rangkaianlistrikmerupakandasardariteorirangkaianpadateknikelektro yang menjadidasaratay fundamental bagiilmu-ilmulainnyasepertielektronika, sistemdaya, sistem computer, putaranmesin, danteori control.
ArusListrik • Arusmerupakanperubahankecepatanmuatanterhadapwaktuataumuatan yang mengalirdalamsatuanwaktudengansimbol i (dari kata Perancis : intensite), dengankata lain arusadalahmuatan yang bergerak • Muatanadalahsatuanterkecildari atom atau sub bagiandari atom. Dimanadalamteori atom modernmenyatakan atom terdiridaripartikelinti (proton bermuatan + dan neutron bersifatnetral) yang dikelilingiolehmuatanelektron (-), normalnya atom bermuatannetral
Muatanterdiridariduajenisyaitumuatanpositifdanmuatan negative. • Araharussearahdenganarahmuatanpositif (araharuslistrik) atauberlawanandenganarahaliranelektron • Suatupartikeldapatmenjadimuatanpositifapabilakehilanganelektrondanmenjadimuatannegatifapabilamenerimaelektrondaripartikel lain
Coulomb adalah unit dasardari International System of Units (SI) yang digunakanuntukmengukurmuatanlistrik. • Simbol : Q = muatankonstan • q = muatantergantungsatuanwaktu • muatan 1 elektron = - 1,6021 x 10-19 coulomb • 1 coulomb = - 6,24 x 1018elektron • Secaramatematisarusdidefinisikan : i = dq/dt • Satuannya : Ampere (A)
Dalamteorirangkaianarusmerupakanpergerakanmuatanpositif. Ketikaterjadibedapotensialdisuatuelemenataukomponenmakaakanmuncularusdimaanaraharuspositifmengalirdaripotensialtinggikepotensialrendahdanaraharusnegatifmengalirsebaliknya.
Macam-macamarus : • 1. Arussearah (Direct Current/DC) Arus DC adalaharus yang mempunyainilaitetapataukonstanterhadapsatuanwaktu, artinyadiaman pun kitameninjauarustersebutpadawakttuberbedaakanmendapatkannilai yang sama
2. Arusbolak-balik (Alternating Current/AC) • Arus AC adalaharus yang mempunyainilai yang berubahterhadapsatuanwaktudengankarakteristikakanselaluberulanguntukperiodawaktutertentu (mempunyaiperidawaktu : T).
Tegangan • Teganganatauseringkali orang menyebutdenganbedapotensialdalambahasaInggris voltage adalahkerja yang dilakukanuntukmenggerakkansatumuatan (sebesarsatu coulomb) padaelemenataukomponendarisatu terminal/kutubke terminal/kutublainnya, ataupadakedua terminal/kutubakanmempunyaibedapotensialjikakitamenggerakkan/memindahkanmuatansebesarsatu coulomb darisatu terminal ke terminal lainnya
Keterkaitanantarakerja yang dilakukansebenarnyaadalahenergi yang dikeluarkan, sehinggapengertiandiatasdapatdipersingkatbahwateganganadalahenergi per satuanmuatan. • Secaramatematis : v = dw/dq • Satuannya : Volt (V) • Padagambardiatas, jika terminal/kutub A mempunyaipotensiallebihtinggidaripadapotensial di terminal/kutub B
Ada duaistilah yang seringkalidipakaipadaRangkaianListrik, yaitu : • 1. Teganganturun/ voltage drop Jikadipandangdaripotensiallebihtinggikepotensiallebihrendahdalamhalinidari terminal A ke terminal B. • 2. Tegangannaik/ voltage rise Jikadipandangdaripotensiallebihrendahkepotensiallebihtinggidalamhalinidari terminal B ke terminal A. istilah yang akandipakaiadalahpengertianpada item nomor 1 yaituteganganturun. Makajikabedapotensialantarakeduatitiktersebutadalahsebesar 5 Volt, maka VAB = 5 Volt dan VBA = -5 Volt
Energi • Kerja yang dilakukanolehgayasebesarsatu Newton sejauhsatu meter. • Jadienergiadalahsesuatukerjadimanakitamemindahkansesuatudenganmengeluarkangayasebesarsatu Newton denganjaraktempuhatausesuatutersebutberpindahdenganselisihjaraksatu meter. • PadaalamakanberlakuhukumKekekalanEnergidimanaenergisebetulnyatidakdapatdihasilkandantidakdapatdihilangkan, energihanyaberpindahdarisatubentukkebentuk yang lainnya..
Contohnyapadapembangkitlistrik • Energidari air yang bergerakakanberpindahmenjadienergi yang menghasilkanenergilistrik, energilistrikakanberpindahmenjadienergicahayajikaanergilistriktersebutmelewatisuatulampu, energicahayaakanberpindamenjadienergipanasjika bola lamputersebutpemakaiannya lama, demikianseterusnya. • Untukmenyatakanapakahenergidikirimataudiseraptidakhanyapolaritastegangantetapiaraharusjugaberpengaruh.
Elemen/komponenlistrikdigolongkanmenjadi : • 1. Menyerapenergi • Jikaaruspositifmeninggalkan terminal positifmenuju terminal elemen/komponen, atauaruspositifmenuju terminal positifelemen/komponentersebut.
2. Mengirimenergi • Jikaaruspositifmasuk terminal positifdari terminal elemen/komponen, atauaruspositifmeninggalkan terminal positifelemen/komponen. • Energi yang diserap/dikirimpadasuatuelemen yang bertegangan v danmuatan yang melewatinyaΔq adalahΔw = vΔq, Satuannya : Joule (J)
Daya • Rata-rata kerja yang dilakukan • Dayasecaramatematis : • Satuannya : Watt (W)
Contohlatihan : • 1. Jikaarus 6 A, tentukan v jikaelemenmenyerapdaya 18 W ? • Jawaban : • Menyerapdayajikaaruspositifmeninggalkan terminal positif. • Aruspositifkarenadaripotensialtinggikepotensialrendah • i = 6 A • P = 18 W
2. Jikaarus 6 A, tentukan v jikaelemenmengirimkandaya 18 W ? • Arus negatif karena dari potensial rendah ke potensial tinggi • i = - 6 A • P = 18 W
3. Tentukandayapadarangkaiantersebut, apakahsumberteganganmengirimkanataumenyerapdaya ! • Jawaban : • Aruspositifkarenadaripotensialtinggikepotensialrendah • i = 3 A • v = 6 V • p = vi = 3.6 = 18 W • Aruspositifmeninggalkan terminal positifsumber, sehinggasumbermengirimkandaya.