metoda numerik untuk solusi rangkaian listrik menggunakan matlab

35
METODA NUMERIK UNTUK SOLUSI RANGKAIAN LISTRIK MENGGUNAKAN MATLAB 7 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Seiring pesatnya perkembangan teknologi dan kemajuan zaman, maka diperlukan suatu produk dengan ketelitian dan akurasi tinggi, dan waktu pengerjaan yang singkat. Begitu juga dengan permasalahan dalam bidang ilmu pengetahuan fisika murni maupun terapan. Dalam suatu perhitungan dengan data numerik membutuhkan ketelitian dan akurasi yang cukup baik. Pada saat teknologi informasi belum maju pesat, para praktisi dan profesional di bidang rekayasa teknik dan sains menganalisa dengan perhitungan manual. Simplifikasi digunakan dimana struktur yang sangat kompleks disederhanakan menjadi struktur yang lebih sederhana. Hal ini dilakukan untuk menghindari kesulitan dalam analisa. Sering kali permodelan matematika muncul dalam bentuk yang tidak ideal, sehingga tidak dapat diselesaikan dengan menggunakan metode analitik untuk mendapatkan solusi sejatinya (exact solution).

Upload: dedhi-nugroho

Post on 28-Nov-2015

778 views

Category:

Documents


26 download

TRANSCRIPT

Page 1: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

METODA NUMERIK UNTUK SOLUSI RANGKAIAN LISTRIK MENGGUNAKAN

MATLAB 7

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Seiring pesatnya perkembangan teknologi dan kemajuan zaman, maka

diperlukan suatu produk dengan ketelitian dan akurasi tinggi, dan waktu

pengerjaan yang singkat. Begitu juga dengan permasalahan dalam bidang

ilmu pengetahuan fisika murni maupun terapan. Dalam suatu perhitungan

dengan data numerik membutuhkan ketelitian dan akurasi yang cukup

baik.

Pada saat teknologi informasi belum maju pesat, para praktisi dan

profesional di bidang rekayasa teknik dan sains menganalisa dengan

perhitungan manual. Simplifikasi digunakan dimana struktur yang sangat

kompleks disederhanakan menjadi struktur yang lebih sederhana. Hal ini

dilakukan untuk menghindari kesulitan dalam analisa.

Sering kali permodelan matematika muncul dalam bentuk yang tidak

ideal, sehingga tidak dapat diselesaikan dengan menggunakan metode

analitik untuk mendapatkan solusi sejatinya (exact solution).

Dengan menggunakan metode numerik, solusi exact dari persoalan yang

dihadapi tidak akan diperoleh. Metode numerik hanya bisa memberikan

solusi yang mendekati atau menghampiri solusi sejati sehingga solusi

numerik dinamakan juga solusi hampiran (approximation solution).

Pendekatan solusi ini tentu saja tidak tepat sama dengan solusi sejati,

sehingga ada selisih antara keduanya.

Page 2: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

Berdasarkan uraian di atas, maka penulis tertarik untuk membuat

makalah mengenai Metoda Numerik untuk Solusi Rangkaian Listrik.

Program yang digunakan nantinya adalah MATLAB 7.

B.     Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :

1.      Untuk mencari solusi rangkaian listrik secara numerik.

2.      Merupakan tugas akhir dari mata kuliah Fisika Komputasi.

Page 3: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

BAB II

KAJIAN TEORI

A.    Rangkaian Listrik

Rangkaian listrik merupakan suatu kumpulan elemen atau komponen

listrik yang saling dihubungkan dengan cara-cara tertentu dan paling

sedikit mempunyai satu lintasan tertutup. Yang dimaksud dengan satu

lintasan tertutup adalah satu lintasan saat kita mulai dari titik yang

dimaksud akan kembali lagi ketitik tersebut tanpa terputus dan tidak

memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang kita tempuh.

Pembatasan elemen atau komponen listrik dikelompokkan kedalam

elemen atau komponen aktif dan pasif. Elemen aktif adalah elemen yang

menghasilkan energi dalam hal ini adalah sumber tegangan dan sumber

arus. Elemen lain adalah elemen pasif dimana elemen ini tidak dapat

menghasilkan energi, dapat dikelompokkan menjadi elemen yang hanya

dapat menyerap energi dalam hal ini hanya terdapat pada komponen

resistor atau banyak juga yang menyebutkan tahanan atau hambatan

dengan simbol R, dan komponen pasif yang dapat menyimpan energi juga

diklasifikasikan menjadi dua yaitu komponen atau lemen yang menyerap

energi dalam bentuk medan magnet dalam hal ini induktor atau sering

juga disebut sebagai lilitan, belitan atau kumparan dengan simbol L, dan

kompone pasif yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet

dalam hal ini adalah kapasitor atau sering juga dikatakan dengan

kondensator dengan simbol C.

Menurut Hamdhani (2005), rangkaian adalah interkoneksi dari

sekumpulan elemen atau komponen penyusunnya ditambah dengan

rangkaian penghubungnya dimana disusun dengan cara-cara tertentu dan

minimal memiliki satu lintasan tertutup. Dengan kata lain hanya dengan

satu lintasan tertutup saja kita dapat menganalisis suatu rangkaian.

Page 4: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

B.     Arus Listrik

Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau

muatan yang mengalir dalam satuan waktu dengan simbol i (dari kata

Perancis : intensite), dengan kata lain arus adalah muatan yang bergerak.

Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika

muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang. Muatan akan bergerak

jika ada energi luar yang memepengaruhinya.

Muatan adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom.

Dimana dalam teori atom modern menyatakan atom terdiri dari partikel

inti (proton bermuatan + dan neutron bersifat netral) yang dikelilingi oleh

muatan elektron (-), normalnya atom bermuatan netral. Muatan terdiri

dari dua jenis yaitu muatan positif dan muatan negatif. Arah arus searah

dengan arah muatan positif (arah arus listrik) atau berlawanan dengan

arah aliran elektron. Suatu partikel dapat menjadi muatan positif apabila

kehilangan elektron dan menjadi muatan negatif apabila menerima

elektron dari partikel lain.

Coulomb adalah unit dasar dari International System of Units (SI) yang

digunakan untuk mengukur muatan listrik.

Simbol :

Q = muatan konstan

q = muatan tergantung satuan waktu

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

1 Coulomb = -6,24 x 1018 elektron

Page 5: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

Secara matematis arus didefinisikan :

               

Satuannya : Ampere (A)

Dalam teori rangkaian arus merupakan pergerakan muatan positif. Ketika

terjadi beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan muncul

arus dimaan arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial

rendah dan arah arus negatif mengalir sebaliknya.

Macam-macam arus :

1.      Arus searah (Direct Current/DC)

Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau konstan terhadap

satuan waktu, artinya diaman pun kita meninjau arus tersebut pada

wakttu berbeda akan mendapatkan nilai yang sama.

2.      Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)

Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan

waktu dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu

tertentu (mempunyai perida waktu : T).

 

 Gambar 1. Macam Arus Lisrik

(a)Arus Searah,

Page 6: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

(b)Arus Bolak-Balik

C.    Tegangan

Tegangan atau seringkali orang menyebut dengan beda potensial dalam

bahasa Inggris 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.

Keterkaitan antara kerja yang dilakukan sebenarnya adalah energi yang

dikeluarkan, sehingga pengertian diatas dapat dipersingkat bahwa

tegangan adalah energi per satuan muatan.

Secara matematis :

 

Satuannya : Volt (V)

 

Gambar 2. Lambang Tegangan

Page 7: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

Pada Gambar 2, jika terminal/kutub A mempunyai potensial lebih tinggi

daripada potensial di terminal/kutub B. Maka ada dua istilah yang

seringkali dipakai, yaitu :

1.      Tegangan turun/ voltage drop

Jika dipandang dari potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah dalam

hal ini dari terminal A ke terminal B.

2.      Tegangan naik/ voltage rise

Jika dipandang dari potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi dalam

hal ini dari terminal B ke terminal A.

Pada makalah ini istilah yang akan dipakai adalah pengertian pada item

nomor 1 yaitu tegangan turun. Maka jika beda potensial antara kedua titik

tersebut adalah sebesar 5 Volt, maka VAB = 5 Volt dan VBA = -5 Volt.

 D.    Resistor (R)

Sering juga disebut dengan tahanan, hambatan, penghantar, atau

resistansi dimana resistor mempunyai fungsi sebagai penghambat arus,

pembagi arus, dan pembagi tegangan.

Nilai resistor tergantung dari hambatan jenis bahan resistor itu sendiri

(tergantung dari bahan pembuatnya), panjang dari resistor itu sendiri dan

luas penampang dari resistor itu sendiri.

Secara matematis :

 

dimana :

Page 8: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

ρ = hambatan jenis

l = panjang dari resistor

A = luas penampang

Satuan dari resistor : Ohm (Ω)

Jika suatu resistor dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung dari

resistor tersebut akan menimbulkan beda potensial atau tegangan.

Hukum yang didapat dari percobaan ini adalah: Hukum Ohm.

 

1.  Hubungan seri resistor

  

Gambar 3. Rangkaian Seri Resistor

KVL :

 

Pembagi tegangan :

Page 11: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

Ada enam tahapan yang harus dilakukan dalam menyelesaikan persoalan

dengan metode numerik, yaitu :

1.      Pemodelan, semua parameter dalam persoalan dimodelkan dalam

bentuk persamaan matematika. Penyederhanaan model, model

matematika yang diperoleh pada tahap pertama bisa saja masih

kompleks. Untuk memudahkan dan mempecepat kinerja komputer, model

tersebut disederhanakan dengan membuang parameter yang dapat

diabaikan.

2.      Formulasi numerik, setelah model matematika yang sederhana

diperoleh, tahap selanjutnya adalah memformulasikannya secara

numerik.

3.      Menyusun algoritma dari metode numerik yang dipilih.

4.      Pemrograman, algoritma yang telah disusun diterjemahkan dalam

program komputer, dengan terlebih dahulu membuat flowchart-nya

kemudian dituliskan dalam bentuk program, misalnya MATLAB.

5.      Operasional, program komputer dijalankan dengan data uji coba

sebelum menggunakan data sebenarnya.

6.      Evaluasi, bila program sudah selesai dijalankan dengan

menggunakan data sesungguhnya, hasil yang diperoleh diinterpretasi.

Interpretasi meliputi analisis hasil perhitungan dan membandingkannya

dengan prinsip dasar dan hasil-hasil empiric untuk menentukan kualitas

solusi numerik.

Page 12: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

F.     MATLAB

Dengan bantuan komputer, langkah-langkah metode numerik

diformulasikan menjadi suatu program. Perkembangan teknologi yang

antara lain mencakup bahasa pemrograman telah melalui beberapa

tahap. Pada awalnya bersifat Low Level Language dengan

diperkenalkannya bahasa assembly. Disusul perkembangan bahasa

dengan tingkat Middle dan High Level Language seperti FORTRAN, C++,

BASIC / Visual Basic, Pascal, COBOL dan lain-lain.

Akhir-akhir ini bahasa script pemrograman dijadikan alternatif bagi

praktisi karena kemudahannya dalam membuat suatu aplikasi program.

Dalam membuat suatu program dapat dilakukan dengan cara yang sangat

mudah dengan waktu yang relatif lebih singkat dibandingkan dengan

menggunakan bahasa Middle dan High Level Language. Makalah ini ditulis

dengan menggunakan perintah yang sangat sederhana, namun dapat

mencakup tuntutan untuk menyelesaikan persoalan menganalisis data.

Sekarang ini MATLAB adalah salah satu bahasa pemrograman yang

banyak digunakan. MATLAB mampu menangani perhitungan sederhana

seperti penambahan, pengurangan, perkalian dan pembagian. MATLAB

juga mampu menyelesaikan perhitungan rumit, yang meliputi bilangan

kompleks, akar dan pangkat, logaritma dan fungi trigonometri. Seperti

kalkulator yang dapat diprogram, MATLAB dapat digunakan untuk

menyimpan dan mengambil data.

Dalam MATLAB juga dapat dibuat sekumpulan perintah untuk

mengotomatisasi suatu persamaan yang rumit, dan masih banyak lagi

kemampuan lain dari MATLAB. Dalam lingkungan MATLAB, kita dapat

mengembangkan dan melaksanakan program atau naskah, yang berisi

perintah MATLAB. Kita juga dapat melaksanakan perintah MATLAB,

mengamati hasilnya, dan kemudian melaksanakan sebuah perintah

Page 13: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

MATLAB lainnya yang berinteraksi dengan data dalam memori,

mengamati hasilnya.

Dalam menyelesaikan data numerik diperlukan beberapa metode dan dari

metode-metode tersebut nantinya kita dapat menggunakan sarana

komputer untuk membantu menyelesaikan perhitungannya. Di sini akan

dikemukakan 4 metode saja yang berhubungan dengan tugas akhir

penulis. Metode yang akan penulis gunakan adalah :

1.      Metode Langsung

Metode langsung ini artinya penyelesaian persoalan matematika

diselesaikan dengan cara menggunakan alat bantu yang sudah bisa

menyelesaikan persoalan tersebut. Metode langsung ini akan

menggunakan bahasa pemrograman MATLAB. Bahasa pemrograman

matlab sudah memiliki berbagai fasilitas untuk menyelesaikan persoalan-

persoalan yang ada dan sering muncul. Jadi perintah yang dipakai adalah

dengan perintah yang sudah disediakan oleh matlab.

Algoritma Metode Langsung :

a) Program dimulai

b) Sebagai persiapan membersihkan layar command window dan

menghapus isi variabel sebelumnya yang tidak berfungsi

c) Menginput elemen matriks berordo 3×3 ke dalam variabel matriks A

d) Menginput elemen matriks berordo 3×1 ke dalam variabel matriks C

e) Menentukan variabel matriks B yang diisi dari hasil perhitungan

matriks A dibagi matriks B (perintah ini khusus bahasa program

matlab)

f) Menampilkan hasil elemen matriks B

g) Program selesai

Flowchart Metode Langsung :

Page 14: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

2.      Metode Biasa

Metode biasa ini maksudnya adalah bahwa persoalan

matematika diselesaikan dengan metode

matematika biasa, yang memiliki cara-cara yang

sudah lazim digunakan. Dalam persoalan tugas nanti

penulis memperoleh persoalan yang merupakan

matriks. Jadi berkaitan dengan cara biasa ini

nantinya penulis akan menggunakan cara

penyelesaian matematika operasi matriks, seperti

penggunaan determinan dan lain-lain.

Algoritma Metode Biasa :

a.         Program dimulai

b.         Sebagai persiapan membersihkan layar command window dan

menghapus isi variabel sebelumnya yang tidak

berfungsi

c.         Menginput elemen matriks berordo 3×3 ke dalam variabel matriks

Z

d.         Menginput elemen matriks berordo 3×1 ke dalam variabel matriks

C

e.         Mengatur agar vcariabel angka hanya 5 digit atau dengan format

eksponen

f.          Menentukan variabel matriks akhir yang diisi dari hasil

perhitungan invers matriks Z dikali matriks C

g.         Menampilkan hasil elemen matriks Iakhir

Page 15: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

h.         Program selesai

Flowchart Metode Biasa :

 

 

3.      Metode Gauss Seidel

Metode Gauss Seidel adalah suatu cara penyelesaian

dengan menggunakan iterasi. Kemudian dengan

mengubah elemen matriks diagonalnya nol. Untuk

memulai perhitungan biasanya akan menggunakan

tebakan awal.

Algoritma Metode Gauss Seidel :

a.         Program dimulai

b.         Sebagai persiapan membersihkan layar command window dan

menghapus isi variabel sebelumnya yang tidak

berfungsi

c.         Menentukan variabel epsilon dengan nilai 0,0001 dan variabel x

dengan nilai 0

d.        Menginput elemen-elemen matriks berordo 3×3 ke dalam variabel

matriks A

e.         Menginput elemen matriks berordo 3×1 ke dalam variabel matriks

C

f.          Menentukan variabel I2, It3 dan iter serta memberikan masing-

masing nilai awal 0

Page 16: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

g.         Menentukan implikasi dengan syarat x lebih besar atau sama

dengan epsilon

h.         Jika Implikasi nomor 7 benar langkah berikutnya mengerjakan

nomor 9

i.           Menghitung proses dengan rumusan iter = iter + 1 ; I1=(C1-

A(1,2).I2-(1,3).It3)/A(1,1) ; I2=(C2-A(2,1).I1-

A(2,3).It3)/A(2,2) ; I3=(C3-A(3,1).I1-(3,2).I2)/A(3,3) ; Iakhir1 = mutlak dari

I1; Iakhir2 = mutlak dari I2; Iakhir3 =

mutlak dari I3; x = mutlak dari I3-It3; dan It3 = I3;

j.          Menampilkan hasil iter; Iakhir1; Iakhir2; dan Iakhir3

k.         Jika implikasi salah program selesai dan jika implikasi benar

mengulangi proses nomor 9

Flowchart Metode Gauss Seidel :

 

4.      Metode Cramer

Metode adalah metode yang menggunakan dasar

perhitungan dengan cara matriks juga, seperti

misalnya matriks  maka persamaannya dapat

dinyatakan sebagai .

 Algoritma Metode Cramer :

a.       Program dimulai

 

Page 17: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

b.      Sebagai persiapan membersihkan layar command window dan

menghapus isi variabel sebelumnya yang tidak

berfungsi

c.       Menginput elemen-elemen matriks berordo 3×3 ke dalam variabel

matriks Z

d.      Menginput elemen matriks berordo 3×1 ke dalam variabel matriks C

e.       Mengatur agar variabel angka hanya 5 digit atau dengan format

eksponen

f.       Menginput elemen-elemen matriks berordo 3×3 ke dalam variabel

matriks A1 dengan elemen samadengan elemen Z

kecuali A1(1,1) = C1, elemen A1(2,1) = C2 dan elemen A1(3,1) = C3

g.     Menginput elemen-elemen matriks berordo 3×3 ke dalam variabel

matriks A2 dengan elemen samadengan elemen Z

kecuali A3(1,3) = C1, elemen A3(2,3) = C2 dan elemen A3(3,3) = C3

h.     Menginput elemen-elemen matriks berordo 3×3 ke dalam variabel

matriks A3 dengan elemen samadengan elemen Z

kecuali A3(1,1) = C1, elemen A1(2,1) = C2 dan elemen A1(3,1) = C3

i.       Menentukan variabel matriks B1 dengan nilai determinan dari A1

dibagi determinan Z

j.       Menentukan variabel matriks B2 dengan nilai determinan dari A2

dibagi determinan Z

Page 18: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

k.      Menentukan variabel matriks B3 dengan nilai determinan dari A3

dibagi determinan Z

l.       Memasukkan nilai nilai mutlak dari B1, B2 dan B3 masing-masing ke

dalam varibel Ba1, Ba2 dan Ba3

m.    Menampilkan hasil Ba1, Ba2 dan Ba3

n.      Program selesai

 Flowchart Metode Cramer :

BAB III

APLIKASI DAN PEMBAHASAN

 

A.    Aplikasi

Apabila diketahui suatu

rangkaian listrik seperti Gambar

5, maka besar arus untuk

masing-masing hambatan dapat

dicari menggunakan metoda

numerik.

   

Page 19: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

 

Gambar 5. Rangkaian Listrik untuk Tiga Resistor dan Dua Tegangan

Untuk memperoleh tiga buah persamaan tersebut, kita gunakan hukum

tegangan Kirchoff pada tiap lup arus.

   

Persamaannya adalah :

 

Apabila kita susun kembali, maka :

 

Dari tiga persamaan di atas dapat kita buat ke dalam bentuk operator

matrik menjadi :

 

Berdasarkan data soal yang ada, maka dapat kita inputkan nilai resistor

dan tegangan masing-masing, sehingga :

Page 20: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

 

Dari persamaan matrik ini, maka dapat diselesaikan persoalan tersebut

dengan menggunakan beberapa metoda numerik. Diantaranya :

 

1.    Metode Eliminasi Gauss

Karena diagonal A baris pertama 0, maka ditukar letaknya dengan baris

lain. Maka :

 

Matrik augmentasinya menjadi :

Langkah selanjutnya menjadikan matrik triangularisasi dengan cara

menjadikan baris ketiga kolom kedua bernilai 0.

 

Matrik triangularisasinya menjadi :

Page 21: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

 

Maka arus masing-masing hambatan :

 

2.    Metode Cramer

Matrik yang digunakan :

 

Determinan matrik A adalah :

 

Solusi numeriknya adalah :

 

B.     Pembahasan

Page 22: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

Berdasarkan metoda numerik yang sudah diselesaikan pada bagian

aplikasi, maka hasilnya dapat diuji ke dalam program yang telah

dirancang algoritma dan diagram alirnya. Program yang dibuat adalah :

1.      Metoda Langsung (perintahnya sudah ada pada fasilitas program

MATLAB)

Setelah menginputkan matrik A dan matrik C, perintah selanjutnya yang

diketikkan hanya :

B=A\C;

Maka elemen matrik B merupakan penyelesaian dari permasalahannya.

Seperti pada contoh berikut ini :

 

Apabila program ini kita Run, maka hasilnya adalah :

Page 23: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

 

Pada bagian hasil jelas terlihat nilai arus masing-masing resistor yang

nilainya mendekati atau hampir sama dengan hasil pencarian pada bagian

aplikasi tadi.

2.      Metoda Biasa (perintahnya sudah ada pada fasilitas program

MATLAB)

Setelah menginputkan matrik Z dan matrik C, perintah selanjutnya yang

diketikkan hanya :

format short g ;

i 1akhir= abs(i(1));

i 2akhir= abs(i(2));

i 3akhir= abs(i(3));

Maka elemen matrik B merupakan penyelesaian dari permasalahannya.

Seperti pada contoh berikut ini :

Page 24: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

 

 

Apabila program ini kita Run, kita harus menginput nilai persamaannya

dalam bentuk matrik terlebih dahulu.

 

Maka hasilnya adalah :

Page 25: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

 

Pada bagian hasil juga jelas terlihat nilai arus masing-masing resistor

yang nilainya mendekati atau hampir sama dengan hasil pencarian pada

bagian aplikasi tadi.

3.      Metoda Gauss Siedel

Setelah menginputkan matrik Z dan matrik C, maka hasil iterasi akhir

merupakan penyelesaian dari permasalahannya. Seperti pada contoh

berikut ini :

                 

Page 26: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

 

Hasil program Gauss Siedel jika di Run adalah :

 

Pada iterasi bagian terakhir terlihat bahwa nilai arus masing-masing

resistor mendekati atau hampir sama dengan hasil pencarian pada bagian

aplikasi tadi dan sama dengan program lainnya.

4.      Metoda Cramer

Setelah menginputkan matrik Z dan matrik C, maka hasil I1, I2, dan

I3 merupakan penyelesaian dari permasalahannya. Seperti pada contoh

berikut ini :

Page 28: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

 

Pada bagian terakhir terlihat bahwa nilai arus masing-masing resistor

mendekati atau hampir sama dengan hasil pencarian pada bagian aplikasi

tadi dan sama dengan program lainnya.

5.      Metoda Eliminasi Gauss

Hasil I1, I2, dan I3 merupakan penyelesaian dari permasalahannya. Seperti

pada contoh berikut ini :

 

Page 29: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

 

Hasil Metoda Eliminasi Gauss

   

Pada bagian terakhir terlihat bahwa nilai arus masing-masing resistor

mendekati atau hampir sama dengan hasil pencarian pada bagian aplikasi

tadi dan sama dengan program lainnya.

 

BAB IV

PENUTUP

 

A.    Kesimpulan

Page 30: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

Berdasarkan uraian materi yang telah dibahas pada makalah ini, maka

dapat disimpulkan bahwa permasalahan dalam bidang ilmu pengetahuan

fisika murni maupun terapan dapat diselesaikan secara numerik. Hal ini

dikarenakan oleh suatu perhitungan dengan data numerik membutuhkan

ketelitian dan akurasi yang cukup baik. Serta untuk menghindari kesulitan

dalam analisa.

Dengan menggunakan metode numerik, solusi exact dari persoalan dapat

dipecahkan. Tetapi metode numerik hanya bisa memberikan solusi yang

mendekati atau menghampiri solusi sejati sehingga solusi numerik

dinamakan juga solusi hampiran (approximation solution). Pendekatan

solusi ini tentu saja tidak tepat sama dengan solusi sejati, sehingga ada

selisih antara keduanya.

Dalam memecahkan permasalahan rangkaian listrik ini diperlukan suatu

persamaan yang dapat diubah ke dalam bentuk matrik. Apabila

programnya dialankan maka akan memperoleh hasil yang cukup

memuaskan dengan selisih kesalahan yang cukup kecil.

B.     Saran

Saran penulis adalah  jangan  mudah putus asa dan lakukan

pengembangan program ini secara terus menerus sehingga nantinya

didapatkan suatu solusi permasalahan yang memiliki nilai keakuratan

yang lebih tinggi lagi.

 

DAFTAR PUSTAKA

Page 31: Metoda Numerik Untuk Solusi Rangkaian Listrik Menggunakan Matlab

Cekmas Cekdin. 2005. Teori dan Contoh Soal Teknik Elektro. Andi ;

Yogyakarta.

Duane Hanselman & Bruce Littlefield. 2000. MATLAB Bahasa Komputasi

Teknis. Andi ; Yogyakarta.

Hamdhani, Mohamad. 2005. Rangkaian Listrik. STTTELKOM ; Bandung.

http://www.google.com

Share this: