buku ajar

9

Click here to load reader

Upload: fitriady

Post on 04-Aug-2015

67 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: BUKU AJAR

  

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. 

Page 2: BUKU AJAR

  

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 

Page 3: BUKU AJAR

  

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. 

 

Page 4: BUKU AJAR

  

4  

BAB III TUJUAN PEMBELAJARAN KHUSUS DAN POKOK BAHASAN 

NO  Tujuan Pembelajaran Khusus (TIK) Pokok 

Bahasan 

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 

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 

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 

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 

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 

Page 5: BUKU AJAR

  

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. 

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 

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 

Page 6: BUKU AJAR

  

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  

Page 7: BUKU AJAR

  

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

Page 8: BUKU AJAR

  

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 

 

Page 9: BUKU AJAR

  

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