buku ajar
TRANSCRIPT
1
BAB I DESKRIPSI DIKTAT RANGKAIAN LISTRIK
1.1 Identitas Mata Kuliah
Judul mata kuliah : Rangkaian Listrik Nomor Kode /SKS : EL011/ 2 SKS Semester /Tingkat : I‐II/ I Prasyarat : ‐ Jumlah jam/minggu : 6 jam/minggu
1.2 Ringkasan Topik / Silabus
1.2.1 Konsep Dasar Rangkaian Listrik : Meliputi besaran‐besaran listrik dan sistem satuan listrik, muatan dan arus listrik, tegangan, daya dan energi listrik, serta elemen‐elemen rangkaian listrik.
1.2.2 Hukum‐Hukum Dasar Rangkaian Listrik: Meliputi hukum ohm, hukum tegangan dan arus kirchoff, resistor pengganti seri dan rangkaian pembagi tegangan serta resistor pengganti parallel dan rangkaian pembagi arus.
1.2.3 Metode Analisis Rangkaian Listrik: Meliputi metode analisis simpul, metode analisis simpul dengan sumber tegangan, metode analisis mesh dan metode analisis mesh dengan sumber arus.
1.2.4 Teorema‐Teorema Rangkaian Listrik Meliputi transformasi sumber, teorema superposisi, teorema Thevenin dan teorema Norton.
1.2.5 Dasar‐Dasar Rangkaian AC Meliputi karakteristik sinyal AC, fasor, bilangan kompleks, resistor dalam rangkaian AC, induktor dalam rangkaian AC, kapasitor dalam rangkaian AC, reaktansi dan impedansi, rangkaian RL seri dan parallel, rangkaian RC seri dan parallel, rangkaian RLC seri dan parallel.
1.3 Kompetensi yang ditunjang Analisis Rangkaian DC dan AC.
1.4 Tujuan Pembelajaran Umum Mampu memahami konsep‐konsep dan hukum‐hukum dasar rangkaian, berbagai teknik dan metode analisa rangkaian, mampu menganalisis rangkaian dengan menggunakan metode‐metode dan teknik‐teknik analisa rangkaian serta mampu manganalisis rangkaian RC, RL dan RLC.
2
BAB II TUJUAN PEMBELAJARAN UMUM DAN KHUSUS
TUJUAN PEMBELAJARAN UMUM TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS 1 Mampu memahami konsep‐konsep dan
hukum‐hukum dasar rangkaian, berbagai teknik dan metode analisa rangkaian, mampu menganalisis rangkaian dengan menggunakan metode‐metode dan teknik‐teknik analisa rangkaian serta mampu manganalisis rangkaian RC, RL dan RLC.
1 1. Mahasiswa mampu menjelaskan jenis‐jenis besaran listrik dan satuan yang digunakan.
2. Mahasiswa mampu menjelaskan hubungan antara muatan dan arus.
3. Mahasiswa mampu menjelaskan hubungan antara energi dan daya listrik.
4. Mahasiswa mampu menjelaskan elemen‐elemen aktif dan pasif.
2 1. Mampu menjelaskan hukum Ohm, hukum arus dan tegangan Kirchoff.
2. Mampu Menjelaskan rangkaian seri dan paralel, rangkaian pembagi arus dan tegangan.
3 1. Mampu menggunakan metode analisis simpul dan mesh dalam analisis rangkaian listrik.
2. Mampu menggunakan metode analisis simpul pada rangkaian yang mengandung sumber tegangan (super node).
3. Mampu menggunakan metode analisis mesh pada rangkaian yang mengandung sumber arus (super mesh).
4 1. Mahasiswa dapat menyederhanakan rangkaian dengan menggunakan transformasi sumber.
2. Mahasiswa dapat menggunakan teorema Superposisi, Thevenin dan Norton dalam analisis rangkaian.
5 1. Mahasiswa dapat mengetahui karakteristik yang terdapat pada sinyal‐sinyal AC.
2. Mahasiswa mampu melakukan
3
operasi‐operasi bilangan kompleks
3. Mampu menjelaskan tentang kapasitansi dan induktansi.
4. Menjelaskan energi yang tersimpan dalam kapasitor dan induktor
5. Dapat menghitung rangkaian ekivalen kapasitor dan induktor, baik yang dipasang secara seri maupun paralel.
6. Mampu menjelaskan karakteristik dari resistor, kapasitor dan inductor dalam rangkaian AC.
6 1. Mahasiswa dapat menjelasakan natural response, steady state response dan complex response.
2. Mahasiswa mampu mendapatkan solusi persamaan diferensial orde pertama untuk rangkaian RC dan RL tanpa sumber.
3. Masiswa mampu mendapatkan konstanta waktu untuk rangkaian RC dan RL.
4. Mahasiswa mampu mendapatkan respon rangkaian kompleks terhadap pemberian step response pada rangkaian RC dan RL.
7 1. Mahasiswa dapat menentukan initial and final conditions.
2. Mahasiswa mampu mendapatkan solusi persamaan diferensial orde kedua untuk rangkaian RLC tanpa sumber baik seri maupun paralel.
3. Mahasiswa mampu menjelaskan natural response, steady state response dan complex response pada rangkaian RLC seri dan paralel.
4. Mahasiswa mampu mendapatkan solusi komplek dari rangkaian RLC baik seri maupun paralel terhadap pemberian step response.
4
BAB III TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS DAN POKOK BAHASAN
NO Tujuan Pembelajaran Khusus (TIK) Pokok
Bahasan
1
1. Mahasiswa mampu menjelaskan jenis‐jenis besaran listrik dan satuan yang digunakan.
2. Mahasiswa mampu menjelaskan hubungan antara muatan dan arus.
3. Mahasiswa mampu menjelaskan hubungan antara energi dan daya listrik.
4. Mahasiswa mampu menjelaskan elemen‐elemen aktif dan pasif.
Konsep Dasar Rangkaian Listrik
2
1. Mampu menjelaskan hukum Ohm, hukum arus dan tegangan Kirchoff.
2. Mampu Menjelaskan rangkaian seri dan paralel, rangkaian pembagi arus dan tegangan.
Hukum‐Hukum Dasar Rangkaian Listrik
3
1. Mampu menggunakan metode analisis simpul dan mesh dalam analisis rangkaian listrik.
2. Mampu menggunakan metode analisis simpul pada rangkaian yang mengandung sumber tegangan (super node).
3. Mampu menggunakan metode analisis mesh pada rangkaian yang mengandung sumber arus (super mesh).
Metode Analisis Rangkaian Listrik
4
1. Mahasiswa dapat menyederhanakan rangkaian dengan menggunakan transformasi sumber.
2. Mahasiswa dapat menggunakan teorema Superposisi, Thevenin dan Norton dalam analisis rangkaian.
Teorema‐Teorema Rangkaian Listrik
5
1. Mahasiswa dapat mengetahui karakteristik yang terdapat pada sinyal‐sinyal AC.
2. Mahasiswa mampu melakukan operasi‐operasi bilangan kompleks
3. Mampu menjelaskan tentang kapasitansi dan induktansi.
4. Menjelaskan energi yang tersimpan dalam kapasitor dan
Dasar‐Dasar Rangkaian AC
5
induktor
5. Dapat menghitung rangkaian ekivalen kapasitor dan induktor, baik yang dipasang secara seri maupun paralel.
6. Mampu menjelaskan karakteristik dari resistor, kapasitor dan induktor dalam rangkaian AC.
6
1. Mahasiswa dapat menjelasakan natural response, steady state response dan complex response.
2. Mahasiswa mampu mendapatkan solusi persamaan diferensial orde pertama untuk rangkaian RC dan RL tanpa sumber.
3. Masiswa mampu mendapatkan konstanta waktu untuk rangkaian RC dan RL.
4. Mahasiswa mampu mendapatkan respon rangkaian kompleks terhadap pemberian step response pada rangkaian RC dan RL.
Rangkaian RL dan RC
7
1. Mahasiswa dapat menentukan initial and final conditions.
2. Mahasiswa mampu mendapatkan solusi persamaan diferensial orde kedua untuk rangkaian RLC tanpa sumber baik seri maupun paralel.
3. Mahasiswa mampu menjelaskan natural response, steady state response dan complex response pada rangkaian RLC seri dan paralel.
4. Mahasiswa mampu mendapatkan solusi komplek dari rangkaian RLC baik seri maupun paralel terhadap pemberian step response.
Rangkaian RLC
6
BAB IV POKOK BAHASAN DAN SUB POKOK BAHASAN
NO Pokok Bahasan
Sub Pokok Bahasan
1 Konsep Dasar Rangkaian Listrik
1.1. Besaran dan Satuan Listrik1.2. Muatan dan Arus Listrik 1.3. Tegangan 1.4. Energi dan Daya Listrik 1.5. Elemen‐elemen Rangkaian
2 Hukum Dasar Rangkaian Listrik
2.1. Hukum Ohm 2.2. Hukum Tegangan Kirchoff 2.3. Hukum Arus Kirchoff 2.4. Resistor Hubungan Seri 2.5. Resistor Hubungan Paralel 2.6. Rangkaian Pembagi Tegangan 2.7. Rangkaian Pembagi Arus
3 Metode Analisis Rangkaian
3.1. Metode Analisis Simpul 3.2. Metode Analisis Simpul dengan Sumber Tegangan3.3. Metode Analisis Mesh 3.4. Metode Analisis Mesh dengan Sumber Arus
4 Teorema Rangkaian Listrik
4.1. Teorema Transformasi Sumber4.2. Teorema Superposisi 4.3. Teorema Thevenin 4.4. Teorema Norton
5 Dasar‐Dasar Rangkaian AC
5.1. Karakteristik Sinyal AC 5.2. Fasor 5.3. Operasi Bilangan Kompleks 5.4. Resistor dalam Rangakaian AC 5.5. Induktor dalam Rangkaian AC 5.6. Kapasitor dalam Rangkaian AC 5.7. Reaktansi dan Impedansi
6 Rangkaian RL dan RC
6.1. Rangkaian RL Tanpa Sumber 6.2. Rangkaian RC tanpa Sumber 6.3. Step Respon pada rangkaian RL 6.4. Step Respon pada Rangkaian RC
7 Rangkaian RLC
7.1. Rangkaian RLC Seri tanpa Sumber 7.2. Rangkaian RLC Paralel tanpa Sumber 7.3. Step Respon pada Rangkaian RLC Seri 7.4. Step Respon pada Rangkaian RLC Paralel
7
BAB V SKEMA HUBUNGAN POKOK BAHASAN
1. Konsep Dasar Rangkaian Listrik
2. Hukum Dasar Rangkaian 5. Dasar‐Dasar Rangkaian AC
6. Rangkaian RL dan RC3. Metode Analisis Rangkaian Listrik 4. Teorema Rangkaian Listrik 7. Rangkaian RLC
8
BAB VI KRITERIA PENILAIAN HASIL PEMBELAJARAN
Sub Pokok Bahasan Kriteria Penilaian1.1. Besaran dan Satuan Listrik 1.2. Muatan dan Arus Listrik 1.3. Tegangan 1.4. Energi dan Daya Listrik 1.5. Elemen‐elemen Rangkaian
Mahasiswa dinilai dari kemampuan memahami konsep rangkaian beserta besaran dan satuan yang terdapat padanya, kemampuan memahami elemen pasif dan aktif, serta tugas.
2.1. Hukum Ohm 2.2. Hukum Tegangan Kirchoff 2.3. Hukum Arus Kirchoff 2.4. Resistor Hubungan Seri 2.5. Resistor Hubungan Paralel 2.6. Rangkaian Pembagi Tegangan 2.7. Rangkaian Pembagi Arus
Mahasiswa dinilai dari tugas dan kemampuan penguasaan hukum‐hukum dasar dalam menganalisis rangkaian listrik
3.1. Metode Analisis Simpul 3.2. Metode Analisis Simpul dengan Sumber
Tegangan 3.3. Metode Analisis Mesh 3.4. Metode Analisis Mesh dengan Sumber
Arus
Mahasiswa dinilai dari tugas dan kemampuan penguasaan metode‐metode dalam menganalisis rangkaian listrik
4.1. Teorema Transformasi Sumber 4.2. Teorema Superposisi 4.3. Teorema Thevenin 4.4. Teorema Norton
Mahasiswa dinilai dari tugas dan kemampuan penguasaan teknik‐teknik dalam menyelesaikan rangkaian listrik
5.1. Karakteristik Sinyal AC 5.2. Fasor 5.3. Operasi Bilangan Kompleks 5.4. Resistor dalam Rangakaian AC 5.5. Induktor dalam Rangkaian AC 5.6. Kapasitor dalam Rangkaian AC 5.7. Reaktansi dan Impedansi
Mahasiswa dinilai dari tugas, penguasaan operasi‐operasi bilangan kompleks dan kemampuan penguasaan karakterisktik elemen resistor, induktor dan kapasitor dalam rangkaian AC.
6.1. Rangkaian RL Tanpa Sumber 6.2. Rangkaian RC tanpa Sumber 6.3. Step Respon pada rangkaian RL 6.4. Step Respon pada Rangkaian RC
Mahasiswa dinilai dari tugas dan kemampuan membedakan step respon rangkaian
7.1. Rangkaian RLC Seri tanpa Sumber 7.2. Rangkaian RLC Paralel tanpa Sumber 7.3. Step Respon pada Rangkaian RLC Seri 7.4. Step Respon pada Rangkaian RLC Paralel
Mahasiswa dinilai dari tugas dan kemampuan membedakan step respon rangkaian
9
DAFTAR PUSTAKA
1. Charles K. Alexander , and Matthew N.O.Sadiku, “Fundamentals of Electric Circuits”, 3rd ed. McGraw-Hill. 2005.
2. Hyat, William H, and Jack E. Kemmerly, “Engineering Circuit Analysis”, 5th ed. Mc Graw-Hill, 1993 3. Ramdhani, Mohamad, “Rangkaian Listrik”, Erlangga, 2008