Rangkaian Listrik

I.              RANGKAIAN KUTUB EMPAT

Sepasang terminal yang dilalui oleh arus (menuju atau meninggalkan terminal disebut sebagai rangkaian kutub dua (misalnya pada resistor, induktor dan kapasitor).

Rangkaian kutub empat (K-4) adalah suatu rankaian yang memiliki sepasang terminal pada sisi input dan sepasang terminal pada sisi output (transistor, op,amp, transformator dan lainnya)

Parameter Impedansi”z”

 Parameter impedansi “z” ini pada umumnya banyak dipergunakan dalam sintesa filter, dan jua dalam penganalisaan jaringan impedance matcing dan juga pada distribusi sistem tenaga.

rankaian kutub empat ada dengan sumber-sumber tegangan ataupun sumbersumber arus.

Adapun bentuk hubungan tegangan dalam parameter impedansi”z” ini adalah :

                                V₁=z₁₁I₁+z₁₂I₂

                                V₂=z₂₁I₁+z₂₂I₂

Contoh:

Carilah parameter”z” dari rangkaian berikut:

Jawab:

Untuk mendapatkan z₁₁ dan z₂₁ maka pasangan sumber tegangan V₁ pada terminal input dan terminal ourput terbuka

Untuk mencari z₁₂ dan z₂₂ maka V₁ dibuka dan sumber tegangan V₂ dipasangkan pada terminal output, sehingga rangkaian menjadi:

Hasil perhitungan z₁₂=z₂₁, maka kutub empat diatas adalah simetris

II.                   KONSEP DASAR

Carilah Nilai I pada rangkaian berikut ini !

Jawab:
Bila kita melihat resistor R₁, R₂, dan R₃ sebagai suatu rangkaian Δ (pada rumus berturut-turut R_ab, R_ac, dan R_bc) dan ingin menggantinya dengan rangkaian Y, kita bisa mengubah rangkaian jembatan ini menjadi rangkaian yang lebih sederhana yaitu rangkaian seri-paralel:

Sekarang kita telah mendapatkan rangkaian yang lebih sederhana. Kita bisa menganalisa rangkaian ini menggunakan aturan seri-paralel:

Serikan rangkaian R_B dan R₄ serta rangkaian R_c dan R₅
R_S1 = R_B + R₄
        = 2Ω + 3Ω = 5 Ω
R_S2 = R_C + R₅
        = 3Ω + 12Ω = 15 Ω
sehingga terbentuk rangkaian seperti ini:

Selanjutnya, hambatan R_S1 dan R_S2 di paralelkan
R_S1// R_S2 = R_P =
R_p =  =  = 3 Ω
Dan terbentuk rangkaian seri seperti ini :

Dan rangkaian diatas dihitung secara seri menjadi R_T
R_T = R_A  + R_P
 R­_T= 6 + 3 = 9 Ω
Lalu, hitung I dengan menggunakan hukum Ohm

III.                 HUKUM OHM

Contoh Soal

Diketahui nilai tegangan pada suatu rangkaian sebesar 24 volt dan nilai arus yang terbaca pada amperemeter sebesar 10 mA. Berapakah nilai resistansinya?

Pembahasan:

Pertama, semua nilai harus disesuaikan dulu dengan satuan sesuai standar. Diketahui besar arus:

I=10mA=0,001A

Dengan menggunakan rumus hukum Ohm, dapat langsung dicari besar resistansi dengan memakai rumus:

Jadi, resistansi pada rangkaian tersebut sebesar 2400 ohm atau 2,4 kilo ohm.

IV.                HUKUM KIRCHOFF 1

Soal:
Diketahui : Gambar seperti di bawah :

I1 = 15 mA
I2 = 5 mA
I3 = 8 mA
Ditanya : I4 ?
Jawab :
I1 + I2 = I3 + I4
15 + 5 = 8 + I4
I4 = 20 – 8 = 12 mA

V.                  HUKUM KIRCHOFF 2

Perhatikan gambar rangkaian tertutup dibawah ini!

Apabila maka kuat arus yang mangalir pada rangkaian adalah …
Jawaban:
Kita terlebih dahulu tentukan arah arus dan arah loop, dalam hal ini kita akan menentukan arah loop searah dengan arah jarum jam.

Dengan menerapkan hukum Kirchhoff 2, kita akan dapatkan nilai arus listrik sebagai berikut:

VI.                ELEMEN AKTIF

P1=I X V

P1= 5 X 3

P1= 15 V

Dan

P2= I x V

P2=  18 x 4

P2= 72 Volt

VII.               RESISTOR

Contoh soal :

dua buah resistor dirangkai paralel, jika nilai masing-masing resistor tersebut adalah R1 = 10Ω, R2 = 47Ω, berapakah nilai hambatan penggantinya?
Diketahui : R1 = 10Ω
                   R2 = 47Ω
Ditanya    : Rp = ?
Jawab       :

Pembuktian :