program studi teknik elektro fakultas teknik...

19
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

Upload: phungngoc

Post on 04-Aug-2019

221 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

Page 2: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

ARUS LISTRIK

𝐼 = 𝑘𝑢𝑎𝑡 𝑎𝑟𝑢𝑠 𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒𝑄 = 𝑚𝑢𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑙𝑖𝑠𝑡𝑟𝑖𝑘 𝐶𝑜𝑢𝑙𝑜𝑚𝑏

𝑡 = 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 (𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛)

𝐼 =∆𝑄

∆𝑡𝐼 =

1

𝑅𝑉

Besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan beda

postensial dan berbanding terbalik dengan besar

hambatannya.

Simbol resistor

Page 3: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

CONTOH SOAL

Diilustrasikan pada gambar dibawah ini , titik A memiliki potensial lebih tinggi dari titik B. hambatan

tersebut dihubungkan dengan baterei yang memiliki potensial 1,5 V. Jika hambatan listrik antara titik A

dan B adalah100 ,

(a) berapa arus yang mengalir melalui hambatan dan ke mana arahnya?

(b) berapa besar muatan yang berpindah selama 5 s?

(a) Karena titik A memiliki potensial lebih tinggi dari titik B maka

arus listrik dalam hambatan mengalir dari A ke B

(b) Muatan yang berpindah selama selang waktu tersebut adalah

Page 4: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

ARUS PADA PERCABANGAN

𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘

𝑄 =

𝑘𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟

𝑄

Page 5: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

HAMBATAN LISTRIK PENGHANTAR

Page 6: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

CONTOH

a) Jika masing-masing kawat panjangnya 20 meter dan kawat tersebut terbuat

dari tembaga, berapakah diameter kawat agar hambatannya 0,1 ?

b) Jika besar arus yang mengalir ke masing-masing speaker 2A, berapakah

penurunan tegangan listrik sepanjang kawat?

Page 7: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

HAMBATAN KOMERSIAL

Page 8: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

RANGKAIAN HAMBATAN LISTRIK

Page 9: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

RANGKAIAN HAMBATANYANG MENGANDUNG SUMBER

TEGANGAN

Page 10: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

CONTOH KASUS 1

𝑉𝑎𝑏 = 𝐼𝑅1 + 𝐼𝑅2 − 𝜀

𝑉𝑎𝑏 = 0.01 𝑥 100 + 0.01𝑥700 + 3 = 11 𝑉

Page 11: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

CONTOH KASUS 2

𝑉𝐴𝐵 = 5 𝑣 Tentukan nilai 𝐼 !

Page 12: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

RANGKAIAN LOOP

Page 13: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

CONTOH SOAL

200I + 300I -(5+7) =0

500I - 12 = 0

I= 12/500 = 0.024

Page 14: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

RANGKAIAN LEBIH DARI SATU LOOP

Page 15: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

SOLUSI

Loop 1 Loop 2

4 V

Page 16: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

JEMBATAN WHEATSTONE

Rangkaian jembatan wheatstone digunakan sebagai

sensor untuk mendeteksi arus yang terbilang kecil.

Page 17: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

JEMBATAN WHEATSTONE (ANALISA ARUS)

Dengan menggunakan hukum Kirchoff di titik B dan D maka :

Di titik B berlaku : 𝐼3 = 𝐼𝐺 + 𝐼𝑥

Di titik D berlaku : 𝐼1 = 𝐼𝐺 + 𝐼2

Dengan menggunakan hukum Kirchoff pada Loop atas dan Bawah berlaku :

Loop atas :

𝐼3𝑅3 − 𝐼𝐺𝑅𝐺 − 𝐼1𝑅1 = 0

Loop bawah :

−𝐼2𝑅2 + 𝐼𝐺𝑅𝐺 + 𝐼𝑥𝑅𝑥 = 0

Jika nilai R2 diatur sampai pada posisi setimbang maka arus akan sama dengan 0.

Maka berlaku : 𝐼1 = 𝐼2 dan 𝐼3 = 𝐼𝑥

Page 18: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

JEMBATAN WHEATSTONE (MENENTUKAN 𝑅𝑥)

Dengan menggunakan hukum II Kirchoff maka diperoleh

𝐼3𝑅3 − 𝐼1𝑅1 = 0

𝐼𝑥𝑅𝑥 − 𝐼2𝑅2 = 0

Jika persamaan tersebut dibagi (karena pada posisi

setimbang) maka diperoleh :

𝐼𝑥𝑅𝑥𝐼3𝑅3

=𝐼2𝑅2𝐼1𝑅1

𝑅𝑥 =𝑅2𝑅3𝑅1

Karena 𝐼1 = 𝐼2 dan 𝐼𝑥 = 𝐼3 maka

Page 19: PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK …dinus.ac.id/repository/docs/ajar/Listrik_arus_searah.pdf · Simbol resistor. PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIAN NUSWANTORO

JEMBATAN WHEATSTONE (MENENTUKAN 𝑉𝐺)

Misalkan tegangan yang diterapkan adalah Vs (tegangan antara

titik A dan C). dengan menggunakan hokum Kirchoff antara titik

A dan C di jalur kiri diperoleh :

Di jalur kanan diperoleh

Persamaan loop bawah :