Rangkaian Listrik

KONSEP RANGKAIAN LISTRIK

Rangkaian listrik adalah interkoneksi dari sekumpulan elemen atau komponen penyusunnya ditambah dengan rangkaian penghubungnya dimana disusun dengan caradisusun caracara tertentu dan minimal memiliki satu lintasan tertutup.

lintasan tertutup yaitu suatu lintasan yang dimulai dari titik awal dan akan kembali lagi ke titik tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang kita tempuh.

Elemen

Elemen aktif yaitu elemen yang menghasilkan energi (sumber tegangan dan sumber arus)

Elemen pasif adalah tidak dapat menghasilkan energi (R, L, C)

R →menyerap energi (resistor, tahanan atau hambatan, satuannya Ohm : ΩΩ) )

L →menyerap energi, dapat menyimpan energi dalam bentuk medan magnet (induktor, lilitan, belitan atau kumparan)

C →menyerap energi, dapat menyimpan energi dalam bentuk medan listrik (kapasitor, kondensator)

Elemen berdasarkan jumlah terminal

Elemen listrik dua terminal

– Sumber tegangan

– Sumber arus

– Resistor ( R )

– Induktor ( L )

– Kapasitor ( C )

Elemen listrik lebih dari dua terminal

– Transistor

– Op Op-amp

ARUS LISTRIK

Simbol i (dari kata Perancis : intensite intensite), i (kecil), untuk fungsi waktu dan I (besar) untuk nilai sesaat. Satuan Ampere (A) Arus merupakan perubahan muatan terhadap waktu atau banyaknya muatan yang melintasi suatu luasan penampang dalam satu satuan waktu.

Arah arus listrik searah dengan arah pergerakkan muatan positif atau berlawanan arah dengan arah pergerakkan muatan negatif (elektron).

Muatan positif Atom yang kekurangan elektron (proton lebih banyak dari elektron)

Muatan negatif →Atom yang kelebihan elektronAtom electron Simbol  

Q = muatan konstan

q = muatan tergantung waktu

muatan 1 elektron = -1,6021 x 10 10-19 Coulomb

1 Coulomb = -6,24 x 10 1018 18 elektron

Secara matematis arus didefinisikan :)

i=dq/dt

Mengapa ada Arus Arus?

-karena ada muatan yang bergerak

-karenaadakecepatan pada muatan

-karena ada percepatan yang  dialami muatan

-karena ada gaya (F=ma)(ma)

-karena ada medan listrik

-beda potensial (E=V/d)(d)

-beda muatan

-pemisahan  muatan-muatan positif  dengan muatan-muatan negatif

-Karena  ada   kerja yang memisahkan muatan

Jenis Arus searah(Direct Current/DC) →Arus yang mengalir dengan nilai konstan Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)→Nilainya berubah-ubah secara periodik

Tegangan

Tegangan, beda potensial, atau voltage

adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu terminal/kutub ke terminal/ kutub lainnya,

atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai beda potensial jika kita menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya.Kerja yang dilakukan adalah energi yang dikeluarkan,

sehingga pengertian diatas dapat dipersingkat bahwa tegangan adalah energi per satuan muatan.

Secara matematis :

Volt (V) Alexander VoltaAlexander Volta

Ada dua cara memandang beda potensial

1. Tegangan turun turun/ / voltage drop →Jika dipandang dari potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah.

2. Tegangan naik/ voltage rise →Jika dipandang dari potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi.

Misal : Sesuai notasi polaritas pada gambar, V = 5 Volt

1. Beda potensial antara titik A dengan titik B sebesar 5 V

2. Titik A memiliki tegangan 5 Volt lebih tinggi dari titik B.

3. VA -VB = VAB = 5 Volt dan VBA = VB –VA = -5 Volt

Elemen Aktif

1. Sumber Tegangan Bebas /Independent Voltage Source

2. Sumber Tegangan Tidak Bebas/Dependent Voltage Source

1. SumberArusBebas/ Independent Current Source

2. SumberArusTidakBebas/ Dependent Current Source

Sumber ideal dan tidak ideal

Sumber Ideal adalah  sumber   yang tidak memiliki tahanan dalam.

Sumber tidak Ideal adalah mempunyai tahanan dalam

Energi

Kerja yang dilakukan oleh gaya sebesar satu Newton untuk memindahkan benda sejauh satu meter.

Berlaku hukum Kekekalan Energi → tidak dapat dihasilkan dan tidak dapat dihilangkandapat dihilangkan

Energi hanya berpindah dari satu bentuk ke bentuk yang lain lainnya.

Contoh:

Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, energi dari air yang bergera bergerak berubah menjadi energi listrik,

energi listrik akan berubah menjadi energi cahaya dan energi panas

jika anergi listrik tersebut melewati suatu lampu.

Pada rangkaian listrik , bila ada suatu elemen  yang  mengirimkan energi,maka akan ada elemen/komponen lain menyerap  energi tersebut .

DAYA

Rata Rata-rata kerja yang dilakukan

Satuannya : Watt (W) James Watt

Daya secara matematis :

Daya P = v.i

Energi W = int/P.dt = v.i.t

Daya positif →menyerap  energi

Daya negatif →mengirim energi