Konsep Dasar Rangkaian - Di Sini Rudi Susanto | Materi ... listrik? •Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara-cara

Konsep Dasar Rangkaian

Rudi susanto

1

Rangkaian listrik?

2

Rangkaian listrik?

• Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan tertutup.

• Komponen Listrik pada Rangkaian Listrik dapatdikelompokkan kedalam elemen atau komponenaktif dan pasif.

3

Komponen Aktif

• Komponen Aktif adalah elemen yang menghasilkan energi dalam hal ini adalahsumber tegangan dan sumber arus

4

Komponen Pasif

• Elemen pasif adalah elemen yang tidak dapatmenghasilkan energi.

• Dikelompokkan menjadi elemen yang hanya dapatmenyerap energi dalam hal ini hanya terdapat padakomponen resistor atau banyak juga yang menyebutkantahanan atau hambatan dengan simbol R.

• komponen pasif yang dapat menyimpan energi jugadiklasifikasikan menjadi dua yaitu komponen yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet dalam halini induktor/lilitan dengan simbol L dan kapasitor atausering juga di katakan dengan kondensator dengan simbol C

5

Arus Listrik

• Arus merupakan perubahan kecepatan muatanterhadap waktu atau muatan yang mengalir dalamsatuan waktu dengan simbol i (dari kata Perancis : intensite ), dengan kata lain arus adalah muatan yang bergerak.

• Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncularus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang.

• Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif danmuatan negative.

6

Arus Listrik

• Arah arus searah dengan arah muatan positif(arah arus listrik) atau berlawanan dengan arahaliran elektron. Suatu partikel dapat menjadimuatan positif apabila kehilangan elektron danmenjadi muatan negatif apabila menerimaelektron dari partikel lain. Coulomb adalah unit dasar dari International System of Units (SI) yang digunakan untuk mengukur muatan listrik.

7

Arus Listrik

• Formula

• Satuan SI untuk arus listrik adalah ampere (A).– 1 A = 1 C/s ( 1 C muatan yang melewati area dalam selang waktu

1 s)

• muatan 1 elektron = -1,6021 x 10-19 coulomb • 1 coulomb = -6,24 x 1018 elektron

8

t

QI

Contoh :Jumlah muatan yang melewati filamen dari lampu bolam dalam 2.00 s adalah1,67 C. Tentukan :

(a)arus listrik pada lampu

Solusi :

a.

1.67

2.000.835

Q CI

t sA

9

10

Dalam waktu dua menit arus listrik sebesar 2 A mengalir sepanjang kawatpenghantar. Tentukan:a) muatan yang berpindahb) jumlah elektron

PembahasanHubungan kuat arus listrik, muatan listrik dan waktu adalah:I = Q / t Q = I x tDengan demikian :a) Q = I x tQ = 2 x 120Q = 240 Coulombb) menentukan jumlah elektron dalam muatan n = Q/Qe

dimana:n = jumlah elektronQe = muatan satu elektron (1,6 x 10−19 Coulomb)Q = muatan yang akan dihitung jumlah elektronnya

sehingga:n = Q/Qe

n = 240 / (1,6 x 10−19)n = 150 x 1019

n = 1,5 x 1021 buah elektron

Jenis Arus Listrik

• Arus searah (Direct Current/DC)

Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan

terhadap satuan waktu, artinya diaman pun kita meninjauarus tersebut pada waktu berbeda akan mendapatkan nilaiyang sama.

11

Jenis Arus Listrik

• Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)

Arus bolak-balik (Alternating Current/AC) Arus AC adalah arus

yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktudengan karakteristik akan selalu berulang untuk periodawaktu tertentu.

.

12

Tegangan

• Tegangan atau seringkali orang menyebut dengan bedapotensial dalam bahasa Inggris voltage adalah kerjayang dilakukan untuk menggerakkan satu muatan(sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponendari satu terminal/kutub ke terminal/kutub lainnya, atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyaibeda potensial jika kita menggerakkan/memindahkanmuatan sebesar satu coulomb dari satu terminal keterminal lainnya.

13

Tegangan

• Keterkaitan antara kerja yang dilakukansebenarnya adalah energi yang dikeluarkan, sehingga pengertian diatasdapat dipersingkat bahwa teganganadalah energi per satuan muatan

• Secara matematis v: dw⁄dq• Satuannya : Volt (V)

14

Tegangan

15

Pada gambar diatas, jika terminal/kutub A mempunyaipotensial lebih tinggi daripada potensial di terminal/kutub B. Maka ada dua istilah yang seringkali dipakai pada RangkaianListrik, yaitu : 1. Tegangan turun/ voltage drop Jika dipandang dari

potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah dalam halini dari terminal A ke terminal B.

2. Tegangan naik/ voltage rise Jika dipandang dari potensiallebih rendah ke potensial lebih tinggi dalam hal ini dariterminal B ke terminal A.

Tegangan

• Note: istilah yang akan dipakai adalahpengertian pada item nomor 1 yaitu teganganturun. Maka jika beda potensial antara keduatitik tersebut adalah sebesar 5 Volt, maka VAB = 5 Volt dan VBA = -5 Volt

16

Simulasi

17

Energi dan Daya Listrik• Dengan adanya tumbukan pada proses pergerakan elektron dalam

konduktor maka energi listrik dapat berubah menjadi energi termal yang selanjutnya menghasilkan kalor. Contoh pemanas, setelika, toaster, lampu pijar.

• Laju perubahan energi ini disebut Daya P dengan satuan watt (joule/s)

• Dari hukum Ohm :

E QP V I V

t t

2

2V

P I V I RR

18

Pada sebuah lampu pijar tertulis 100W, 220V. Perkirakan hambatanlistrik dari lampu pijar tersebut!

Contoh :Sebuah pemanas listrik beroperasi 3 jam sehariselama 30 hari. Jika harga pemakaian listrik per kWh Rp. 300, berapakah biaya yang harus dikelurkan jikapemanas beroperasi pada tegangan 120V danmenarik arus 15A.

tVItPE

19

Solusi

Biaya = Rp.300 x 162 = Rp. 48.600

= 15 (A) 120 (V) 3 (h) 30

= 162.000 Wh

= 162 kWh

Praktikum Electronics Workbench (EWB)

• Electronics Workbench (EWB) adalah sebuahsoftware yang menyediakan berbagaikomponen dan instrumen untuk membuatrangkaian listrik pada PC. Hal inimemungkinkan untuk merancang danmenganalisis rangkaian tanpa menggunakanbreadboards, komponen nyata atau instrumenyang sebenarnya.

20

Interface

21

Percobaan 1

• Membuat rangkaian sederhana denganmenggunakan komponen Resistor

22

Percobaan 2

• Membuat rangkaian Resistor secara Seri (seperti gambar dibawah) dan Pararel

• Membandingkan hasil pengukuran padasoftware EWB dengan perhitungan secaramanual 23

Terima Kasih

24