rangkaian dc

Click here to load reader

Upload: nufa11

Post on 05-Sep-2015

260 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

ppt rangkaian DC

TRANSCRIPT

BAB 19 RANGKAIAN DC

RANGKAIAN DCKetika dua atau lebih resistor dihubungkan dari ujung ke ujung seperti pada gambar disamping, dikatakan mereka dihubungkan secara seri.Resistor-resistor tersebut dapat berupa resistor biasa, atau dapat berupa bola lampu, elemen pemanas atau alat penghambat lainnya.Resistor Seri dan Paralel

Tabel. Simbol-simbol untuk elemen-elemen rangkaianMuatan yang melalui R1 juga akan melewati R2 dan kemudian R3 . Dengan demikian arus I yang sama melewati setiap resistor. Jika tidak berarti muatan terakumulasi pada beberapa titik pada rangkaian, yang tidak terjadi dalam keadaan stabil.Kita tentukan V menyatakan tegangan pada resistor. Anggap V sama dengan baterai. Kita tentukan V1,V2,dan V3 merupakan beda potensial berturut-turut melalui resistor R1,R2,dan R3.

Karena resistor-resistor tersebut dihubungkan ujung ke ujung, kekekalan energi menyatakan bahwa tegangan total V sama dengan jumlah semua tegangan dari masing-masing resistor.

Dengan hukum Ohm :Cara sederhana lainnya untuk menghubungkan resistor adalah paralel, sehinga arus dari sumber terbagi menjadi cabang-cabang yang terpisah seperti gambar disamping. Dengan pengkabelan paralel anda dapat memutuskan hubungan dengan satu alat, arus ke yang lainnya tidak terganggu.

Hambatan yang dihubungkan paralel, tegangan antara ujung2 hambatan adalah sama, sebesar V.Komponen seperti baterai atau generator listrik yang merubah satu jenis energi (kimia, mekanik, cahaya dsb) menjadi energi listrik disebut tempat atau sumber gaya gerak listrik atau ggl.

Beda potensial antara terminal sumber seperti itu, bila tidak ada arus yang mengalirke rangkaian luar, disebut ggl dari sumber. Simbol biasanya digunakan untuk ggl.

GGL DAN TEGANGAN TERMINALKedua titik a dan b pada gambar menunjukkan dua terminal baterai. Yang kita ukur adalah tegangan terminal Vab . Ketika tidak ada arus yang ditarik dari baterai, tegangan terminal sama dengan ggl, yang ditentukan oleh reaksi kimi pada baterai Vab = . Bagaimanapun, bila arus I mengalir dari baterai, ada penurunan internal pada tegangan yang sama dengan Ir.

Dengan demikian tegangan terminal (tegangan sebenarnya yang diberikan) adalah

HUKUM KIRCHOFFKuat Arus Dalam Rangkaian Bercabang

Hukum I Kirchoff :Pada setiap titik cabang, jumlah semua arus yang memasuki cabang harus sama dengan semua arus yang meninggalkan cabang tersebut.

Gambar. Rangkaian disusun paralelItotal= I1+I2Hukum II Kirchoff :Jumlah perubahan potensial mengelilingi lintasan tertutup pada suatu rangkaian harus nol.GGL SERI DAN PARALEL MEMUATI BATERAIBila dua atau lebih sumber ggl seperti baterai disusun seri, tegangan total merupakan jumlah aljabar dari tegangan masing-masing.

Baterai disusun seri

Baterai disusun paralelRANGKAIAN DENGAN KAPASITOR SERI DAN PARALELSebagaimana resistor dapat dirangkai seri atau paralel, demikian juga halnya dengan kapasitor.

Kapasitor disusun seriKapasitor disusun paralel

RANGKAIAN DENGAN RESISTOR DAN KAPASITORRangkaian RC (Resistor-Kapasitor), atau sering dikenal dengan istilah RC filter atau RC network, adalah rangkaian listrik yang tersusun dari resistor dan kapasitor. Rangkaian RC orde satu (first order) tersusun dari satu resistor dan satu kapasitor yang merupakan rangkaian RC paling sederhana.Rangkaian RC dapat digunakan untuk menyaring (filter) sinyal dengan cara menahan (block) frekuensi sinyal tertentu dan meneruskan (pass) sinyal yang lainnya. Ada 4 macam filter RC, di antaranya: high-pass filter, low-pass filter, band-pass filter, dan band-stop filter.

Rangkaian RC paling sederhana adalah rangkaian seri resistor dan kapasitor. Ketika rangkaian hanya terdiri dari satu kapasitor bermuatan dan satu resistor, kapasitor tersebut akan melepaskan energy yang disimpannya melalui resistor. Beda potensial di kapasitor, yang tergantung pada waktu, dapat dihitung menggunakan hukum arus Kirchhoff, yang menyatakan bahwa arus yang melewati kapasitor harus sama dengan arus yang melewati resistor. Hasilnya berupa persamaan diferensial linear.

Dengan menyelesaikan persamaan tersebut untuk V, dihasilkan persamaan eksponensial berupa:

dimana V0beda potensial kapasitor saat t = 0.

Waktu yang dibutuhkan agar voltase menjadi dinamakanRC time constantdengan persamaan:

tegangan antara pelat kapasitor bertambah terhadap waktuALAT PACU JANTUNGPenggunaan yang menarik dari rangkaian RC (Resistor Kapasitor) adalah pada pacu jantung elektronik, yang bisa membuat jantung yang berhenti mulai berdetak kembali dengan memberikan rangsangan listrik melalui elektroda yang dipasang didada. Rangsangan dapat diulang dengan kecepatan jantung normal jika diperlukan.Jantung itu sendiri berisi pacu jantung, yang mengirimkan pulsa listrik kecil dengan kecepatan 60 sampai 80 per menit.Pulsa ini merupakan sinyal yang menyebabkan mulainya setiap detak jantung. Dalam beberapa bentuk penyakit jantung, sel-sel pacu jantung gagal berfungsi dengan baik, dan jantung kehilangan detaknya. Setrum listrik dapat mengakibatkan kerusakan bagi tubuh atau bahkan fatal. Kekuatan setrum bergantung pada besar arus, berapa lama bekerja, dan melalui bagian tubuh mana ia mengalir. Arus yang melalui organ vital seperti jantung atau otak akan sangat serius karena dapat memperngaruhi kinerja organ-organ tersebut.Kebanyakan orang dapat meraakan arus sekitar 1mA. Arus beberapa mA menyebabkan sakit tetapi jarang mengakibatkan kerusakan pada orang yang sehat.BAHAYA LISTRIK KEBOCORAN ARUSKeseriusan setrum bergantung pada hambatan efektif dari tubuh. Jaringan hidup memiliki hambatan yang cukup rendah karena fluida sel terdiri dari ion-ion yang dapat menghantar dengan baik. Namun lapisan luar kulit jika kering memberikan hambatan besar. Hambatan efektif antara dua titik disisi yang berlawanan pada tubuh ketika kulit kering berkisar antara 10-4 sampai 10-6 . Jika kulit basah, hambatan mungkin sebesar 10-3 atau lebih kecil lagi. Seseorang yang bersentuhan dengan tanah, yang menyentuh jalur dc 120 V dengan tangan yang basah dapat menerima I = = 120 mA

AMMETER DAN VOLTMETER DCAmpere meter, sering juga disebut ammeter, adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur arus. Semua alat ukur memiliki tahanan sehingga Ammeter sering juga digambarkan sebagai sebuah resistor. Agar lebih mudah dimengerti, pembahasan rangkaian ammeter akan digunakan rangkaian DC.Ammeter pada pengukuran suatu rangkaian perlu diletakkan seri terhadap arus yang ingin diukur. Hal ini disebabkan arus tidak akan berubah bila melalui rangkaian seri, dan akan terbagi bila melewati rangkaian yang disusun paralel.

Pengaruh Ammeter pada RangkaianWalaupun arus pada rangkaian seri tidak berubah, akan tetapi peletakkan ammeter pada suatu rangkaian tersebut akan mempengaruhi pengukuran. Hal ini dikarenakan ammeter memiliki tahanan internal sehingga akan menambah besaran tahanan total pada rangkaian tersebut, sehingga akan merubah besar arus yang tadinya hanya mengalir ke tahanan pada rangkaian awal.

Peletakan ammeter dalam suatu rangkaianVolt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Konsep yang digunakan dalam sebuah volt meter DC hampir sama dengan konsep pada ampere meter. Pada volt meter arus searah atau DC volt meter tahanan shunt atau shunt resistor dipasang seri dengan kumparan putar magnet permanen (permanent magnet moving coil) PMMC yang berfungsi sebagai pengali (multiplier).

Adalah penting untuk mengetahui sensitivitas meteran, karena dalam banyak kasus hambatan alat ukur (meteran) dapat mempengaruhi hasil pengukuran dengan serius.Contoh : tegangan terbaca vs tegangan sebenarnya.

EFEK-EFEK HAMBATAN ALAT UKUR