KARAKTERISTIK KOMPONEN RANGKAIAN LISTRIK

• KOMPONEN AKTIF

1. Sumber Tegangan (Voltage Source)

2. Sumber Arus (Current Source)

• KOMPONEN PASIF

1. Resistor (R)

2. Kapasitor (C)

3. Induktor/ Induktansi/ Lilitan/ Kumparan (L)

SumberTegangan (Voltage Source)

Karakteristik sumber tegangan ideal :• Menghasilkan tegangan yang tetap• Tidak tergantung pada arus yang mengalir pada sumber tersebut,

meskipun tegangan tersebut merupakan fungsi dari t.

• Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = 0 (sumber tegangan ideal)

Klasifikasi Sumber Tegangan (Voltage Source) :• Sumber Tegangan Bebas/ Independent Voltage Source• Sumber Tegangan Tidak Bebas/ Dependent Voltage Source

Sumber Arus (Current Source)

Karakteristik sumber arus ideal :• Menghasilkan arus yang tetap• Tidak bergantung pada tegangan dari

sumber arus • Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = tak

hingga (sumber arus ideal)

Klasifikasi Sumber Arus (Current Source) :• Sumber Arus Bebas/ Independent

Current Source• Sumber Arus Tidak Bebas/ Dependent

Current Source

Resistor (R)Fungsi Resistor (R) :• Penghambat arus• Pembagi arus • Pembagi tegangan

Nilai resistansi dari suatu resistor berdasarkan :

• Hambatan jenis bahan resistor • Panjang (l) • Luas penampang resistor (A)

Apabila arus melewati resistor maka akan terjadi beda potensial di kedua ujung terminalnya , (Hukum Ohm)

lR

Aρ=

RV IR=

Kapasitor (C)

Sering juga disebut dengan kondensator dimana fungsinya adalah :• Membatasi arus DC yang

mengalir pada kapasitor • Menyimpan energi dalam bentuk

medan listrik

Faktor penentu nilai suatu kapasitor tergantung dari :• Nilai permitivitas bahan pembuat

kapasitor• Luas penampang kapasitor • Jarak antara dua keping

penyusun kapasitor

d

AC ε=

Secara matematis dapat ditulis :

dimana : ε = permitivitas bahanA = luas penampang bahand = jarak dua keping

Satuan : Farad (F)

KARAKTERISTIK KAPASITOR

Jika suatu kapasitor dilewati oleh arus maka pada kedua ujung kapasitor

tersebut akan muncul beda potensial atau tegangan, berlaku hukum Ohm

juga. Rumus dapat diturunkan dari arus.

1dq

i dvi C v idtdt

dt CQ CV

= = ⇔ ==

∫

Sifat penyimpanan energi pada kapasitor

Dari karakteristik v - i, dapat diturunkan :

Misalkan , pada saat t = 0 maka v = 0 dan pada saat t = t maka v = V,sehingga :

Persamaan diatas merupakan energi yang disimpan pada kapasitor dalam bentuk medan listrik.

Jika kapasitor dipasang tegangan konstan/DC, maka arus sama dengan nol, sehingga kapasitor bertindak sebagai rangkaian terbuka/ open circuit untuk tegangan DC.

dwp dw pdt dw pdt

dtdv

w pdt vi dt vC dt C vdvdt

= ⇒ = ⇒ =

= = × = =

∫ ∫

∫ ∫ ∫ ∫

2

0

1

2

V

w C vdv CV= =∫

Kapasitor Hubung Seri

11

22

33

1

1

1

V idtC

V idtC

V idtC

=

=

=

∫

∫

∫

1

ek

V idtC

= ∫

1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

: 0

0

1 1 1

1 1 1 1

1 1 1 1ek

ek

KVL V

V V V V

V V V V

V idt idt idtC C C

idt idt idt idtC C C C

C C C C

=

+ + − == + +

= + +

= + +

= + +

∑

∫ ∫ ∫

∫ ∫ ∫ ∫

11

22

33

ek

ek

ek

CV V

C

CV V

C

CV V

C

=

=

=

Pembagi tegangan

Kapasitor Hubung Paralel

1 1

2 2

3 3

dVi C

dtdV

i CdtdV

i Cdt

=

=

=

1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

:

0

0

ek

ek

KCL

i

i i i i

i i i i

dV dV dV dVC C C C

dt dt dt dtC C C C

=

− − − == + +

= + +

= + +

∑ ek

ek

dVi C

dtdV i

dt C

=

⇒ =

11

22

33

ek

ek

ek

Ci i

C

Ci i

C

Ci i

C

=

=

=

Pembagi arus

Induktor/ Lilitan/ Kumparan (L)

Seringkali disebut sebagai induktansi, lilitan, kumparan, atau belitan. Pada induktor mempunyai sifat dapat menyimpan energi dalam bentuk medan magnet.Satuan : Henry (H)Arus yang mengalir pada induktor akan menghasilkan fluksi magnetik (Φ) yang membentuk loop yang melingkupi kumparan. Jika ada N lilitan, maka total fluksi adalah : LI L

Id di

v Ldt dt

λλ

λ

= ⇒ =

= =

Sifat penyimpanan energi pada induktor

Dari karakteristik v-i, dapat diturunkan :

Misalkan : pada saat t = 0 maka i = 0 dan pada saat t = t maka i = I

sehingga :

Persamaan diatas merupakan energi yang disimpan pada induktor L dalam bentuk medan magnet.

Jika induktor dipasang arus konstan/DC, maka tegangan sama dengan nol. Sehingga induktor bertindak sebagai rangkaian hubung singkat/ short circuit.

dwp dw pdt dw pdt

dtdi

w pdt vi dt L i dt L ididt

= ⇒ = ⇒ =

= = × = × =

∫ ∫

∫ ∫ ∫ ∫

2

0

1

2

I

w Li di LI= × =∫

Induktor Hubung Seri

1 1

2 2

3 3

diV L

dtdi

V Ldtdi

V Ldt

=

=

=

1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

1 2 3

: 0

0

ek

ek

KVL V

V V V V

V V V V

di di diV L L L

dt dt dtdi di di di

L L L Ldt dt dt dt

L L L L

=

+ + − == + +

= + +

= + +

= + +

∑ek

ek

diV L

dtdi V

dt L

=

⇒ =

11

22

33

ek

ek

ek

LV V

L

LV V

L

LV V

L

=

=

=

Pembagi tegangan

Induktor Hubung Paralel

Pembagi arus

11

22

33

1

1

1

i VdtL

i VdtL

i VdtL

=

=

=

∫

∫

∫

1 2 3

1 2 3

1 2 2

1 2 3

0

0

1 1 1 1

1 1 1 1ek

ek

i

i i i i

i i i i

Vdt Vdt Vdt VdtL L L L

L L L L

=

− − − == + +

= + +

= + +

∑

∫ ∫ ∫ ∫

1

ek

ek

i VdtL

Vdt L i

=

⇒ =

∫

∫1

1

22

33

ek

ek

ek

Li i

L

Li i

L

Li i

L

=

=

=