KATA PENGANTAR
Bismillahirrohmairrohim…
Puji
syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan hidayah-Nya
sehingga makalah yang berjudul “RANGKAIAN
SEARAH” ini dapat terselesaikan
dengan baik tepat pada waktunya.
Makalah
ini disusun untuk mengembangkan kesan yang lebih positif dan lebih realistis
tentang sains sebagai aktivitas manusia. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa
makalah ini masih banyak kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan, baik dari
cara penulisan maupun tata bahasa, hal ini disebabkan karena terbatasnya
kemampuan dan pengalaman penulis.
Kami
juga menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini tidak lepas dari berbagai
hambatan dan rintangan namun karena kesabaran dan ketekunan serta bantuan dari
berbagai pihak baik moril maupun material. Untuk itu penulis mengharapkan
kritik dan saran dari para pembaca yang sifatnya membangun dem kesempurnaan
makalah ini.
Kami
berharap makalah ini bermamfaat bagi seluruh pembaca.
Makassar, 04 Juni 2012
Kelompok 3
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Dalam ilmu Fisika kita kenal yang namanya rangkaian
searah dimana jika berbicara masalah rangkaian searah kita mengenal ektronika.
Elektronika adalah teknik yang menerapkan kelakuan arus listrik yang mengalir
dalam suatu devais seperti pada tabung elektron dan devais semikonduktor
(dioda, transistor, op-amp, gerbang elektronik, dll) akibat medan listrik
maupun medan magnet, seperti Hall Effect sensor dan Hall Effect switch. Dalam
elektronika, suatu devais (komponen) elektronika bisa dikelompokkan menjadi komponen pasif dan komponen aktif. Komponen
pasif, yaitu komponen elektronik yang tidak terdapat sumber listrik (sumber
arus/tegangan). Beberapa contoh komponen pasif adalah hambatan, induktor,
kapasitor, termistor, fotoresistor, saklar (toggle, push-button, rotary),
relay, moving coil konektor, dll. Sedangkan Komponen aktif adalah
komponen elektronika yang memiliki sumber listrik internal (sumber tegangan,
sumber arus). Beberapa contoh komponen aktif adalah devais semikonduktor
(misalnya dioda, transistor, UJT (uni junction transistor), FET (fieldeffect
transistor), op-amp, fototransistor, tabung elektron, dll ). Penggunaan devais
elektronika sering kali lebih unggul dibandingkan dengan devais mekanik maupun
elektromekanik. Beberapa keunggulan devais elektronik tsb diantaranya adalah:
pada devais elektronik tanggapan terhadap waktu jauh lebih cepat dibandingkan
dengan devais mekanik apapun. Seperti
saklar elekronik dibandingkan dengan saklar mekanik.
tanggap terhadap perubahan besaran fisis seperti pada perbedaan suhu, gaya,
warna, dll sehingga dapat dipergunakan sebagai sensor.
dapat mengambil sinyal input listrik yang kecil dan memperkuat sinyal tsb
dengan karakteristik yang sama, sehinggainformasinya tidak hilang.
dapat memiliki sifat sebagai konduktor listrik pada suatu arah tertentu dan
bersifat sebagai isolator pada arah yang lainnya.
Devais elektronika beroperasi berdasarkan ide
pengontrolan arus dari partikel bermuatan. Dengan demikian material yang dipergunakan
untuk devais elektronika harus mampu menghasilkan sumber partikel bermuatan dan
mudah dikontrol. Pada devais semikonduktor partikel bermuatan itu adalah
elektron dan hole, sedang pada tabung transistor adalah elektron. Perpindahan
muatan terjadi akibat drift dan difusi. Arus drift adalah
perpindahan muatan akibat adanya medan listrik, sedangkan arus difusi adalah
perpindahan muatan akibat distribusi muatan yang tidak uniform (gradien
konsentrasi muatan). Perkembangan elektronika itu demikian pesatnya, barangkali
perkembangan elektronika bisa ditandai dengan dengan penemuan tabung sinar
katoda oleh Hittorf dan Crookes pada tahun 1869. Perkembangan ini terus
belanjut sampai saat ini sebagai akibat dari berbagai kontribusi oleh para
ilmuwan matematika, fisika, teknik dan para penemu lainnya.
B. Rumusan
Masalah
1. Apa
pengertian arus seaarah (DC) ?
2. Bagaimana
resistor dalam rangkaian seri dan paralel ?
3. Menentukan
macam-macam pembagi dalam rangkaian arus searah ?
4. Menjelaskan
dan menentukan bunyi dari teorema Thevenin dan Norton ?
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian
Arus Searah (DC)
Pada rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan
searah, yaitu arus dan tegangan yang tidak berubah terhadap waktu. Elemen pada
rangkaian DC meliputi:
·
Baterai
·
hambatan dan
·
kawat penghantar
Baterai
menghasilkan e.m.f untuk menggerakkan elektron yang akhirnya menghasilkan
aliran listrik. Sebutan “rangkaian” sangat cocok digunakan karena dalam hal ini
harus terjadi suatu lintasan elektron secara lengkap – meninggalkan kutub
negatif dan kembali ke kutub positif. Hambatan kawat penghantar sedemikian
kecilnya sehingga dalam prakteknya harganya dapat diabaikan.
Bentuk hambatan (resistor) di pasaran sangat
bervariasi, berharga mulai 0,1 W sammpai 10 MW atau lebih besar lagi. Resistor
standar untuk toleransi ± 10 % biasanya bernilai resistansi kelipatan 10 atau
0,1 dari: 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82.
Sebuah rangkaian
yang sangat sederhana terdiri atas sebuah baterai dengan sebuah resistor ditunjukkan
pada gambar 1-a. Perhatikan bagaimana kedua elemen tersebut digambarkan dan
bagaimana menunjukkan arah arus (dari kutub positif melewati resistor menuju
kutub negatif).
Gambar 1 : Rangkaian
arus searah : a) Pemasangan komponen dan arah arus dan
b) Penambahan komponen
saklar dan hambatan dalam.
Pada gambar b, telah ditambahkan dua komponen lain
pada rangkaian, yaitu:
·
Sebuah saklar untuk memutus rangkaian.
·
Sebuah resistor dengan simbol r (huruf
kecil) untuk menunjukkan fakta bahwa tegangan baterai cenderung untuk menurun
saat arus yang ditarik dari baterai tersebut dinaikkan.
Saklar mempunyai dua kondisi:
ON
: Kondisi ini biasa disebut sebagai
“hubung singkat” (shot circuit), dimana secara ideal mempunyai karakteristik: V = 0 untuk semua harga I (yaitu R = 0)
OFF
: Kondisi dimana arus tidak mengalir
atau biasa disebut sebagai “rangkaian terbuka”
(open circuit), secara ideal mempunyai karakteristik: I = 0 untuk semua harga V
(yaitu R = ¥).
Untuk menganalisis lebih lanjut, rangkaian di atas
perlu dipahami hukum dasar rangkaian yang disebut hukum Kirchhoff. Terdapat
beberapa cara untuk menyatakan hukum Kirchhoff, kita coba untuk menyatakan
supaya mudah diingat:
Gambar 2 : Rangkaian
sederhana dengan tiga loop
a. Arus
total yang masuk pada suatu titik sambungan/cabang adalah nol (Hukum I,disebut
KCL – Kirchhoff curent law ).
å I
n = 0
Arah setiap arus
ditunjukkan dengan anak panah, jika arus berharga positif maka arus mengalir
searah dengan anak panah, demikian sebaliknya. Dengan demikian untuk rangkaian
seperti pada gambar 2 kita dapat menuliskan:
å in = 0
-
I1 + I 2 + I 3= 0
Tanda negatif pada 1 I
menunjukkan bahwa arus keluar dari titik cabang dan jika arus
masuk titik cabang
diberi tanda positif.
b. Pada
setiap rangkaian tertutup (loop), jumlah penurunan tegangan adalah nol
(Hukum II, sering
disebut sebagai KVL – Kirchhoff voltage law)
å Vn
= 0
Pada gambar 2 dengan menggunakan KVL kita dapat
menuliskan tiga
persamaan , yaitu:
Untuk loop sebelah kiri : - E1 + R3I3
+ R1 I1 = 0
Untuk loop sebelah kanan : -E2 + R2 I2 +
R 1I1 = 0
Untuk loop luar :
-E1 + R3 I3 - R2 I2
+ E2 = 0
Kembali ke rangkaian pada gambar 1, bahwa semua
komponen dilewati arus I.
Menurut
hukum II berlaku:
å Vn = 0
-
E + Ir +IR = 0
jadi
besarnya arus yang mengalir tersebut adalah
I
=
Kita
tertarik pada
V
= I R
=
E
atau
dari persamaan V = E - I r ini bahwa tegangan V merupakan hasil
penurunan tegangan akibat adanya beban yang dialiri arus. Simbul r disebut
hambatan dalam baterai. Nampak bahwa V merupakan bagian (fraksi) dari E.
Rangkaian semacam ini biasa disebut sebagai “pembagi tegangan” (akan
dibicarakan lebih lanjut).
B. Resistor
Dalam Rangkaian Seri Dan Paralel
Ini merupakan konsep dasar yang memungkinkan kita
secara cepat dapat menyederhanakan rangkaian yang relatif kompleks.
Gambar 3 Resistor dalam
rangkaian a). seri, b). paralel
Seperti terlihat pada gambar 3-a, pada rangkaian
seri semua resistor teraliri arus yang sama. Jika arus yang mengalir
sebesar I, kita mempunyai
V
= I ( R1 + R2 + R3
)
V
/ I = R = R1+ R2 + R3
Nampak
bahwa untuk rangkaian seri, ketiga resistor tersebut dapat digantikan dengan
sebuah
resistor tunggal sebesar R.
Pada rangkaian paralel (gambar 3-b),
nampak bahwa masing-masing resistor
mendapat
tegangan yang sama. Jadi
I1
= V / R1
I2
= V / R2
I3
= V / R3
dan
I
= I1 + I2 + I3
V/
R =V
=
atau
G
= G1 + G2 + G3
dimana
G biasa disebut sebagai konduktansi, jadi G = 1/R, dinyatakan
dalam satuan
siemen
(dengan
simbul S atau mho atau W-1).
C. Macam-macam
Pembagi Dalam Rangkaian Arus Searah
1. Pembagi
Tegangan (potential divider)
Biasanya
rangkaian ini digunakan untuk memperoleh tegangan yang diinginkan dari suatu
sumber tegangan yang besar. Gambar 2.4 memperlihatkan bentuk sederhana
rangkaian pembagi tegangan, yaitu diinginkan untuk mendapatkan tegangan
keluaran
o
v yang
merupakan bagian dari tegangan sumber I v dengan memasang dua resistor R1
dan R2.
Gambar 4 Rangkaian pembagi tegangan
Nampak bahwa arus i mengalir
lewat R1 dan R2, sehingga
V1
= vo + vs (1)
Vs
= i
R1 (2)
Vo
= i
R2 (3)
V1
= i
R2
+ i R1 (4)
Dari
persamaan 2 dan 4 diperoleh
Vo
/
Vs = R2 / R1
Nampak
bahwa tegangan masukan terbagi menjadi dua bagian ( o S v , v ),
masing-masing
sebading dengan harga resistor yang dikenai tegangan tersebut. Dari
persamaan 3 dan 4 kita
peroleh
vo
= v1 x
Rangkaian pembagi tegangan adalah sangat penting
sebagai dasar untuk memahami rangkaian DC atau rangkaian elektronika yang
melibatkan berbagai komponen yang lebih rumit.
2. Pembagi
Tegangan Terbebani
Gambar 5
memperlihatkan suatu pembagi tegangan dengan beban terpasang pada terminal
keluarannya, mengambil arus i0 dan penurunan tegangan sebesar
v0 . Kita akan mencoba menemukan hubungan antara i0
dan v0 . Jika arus yang mengalir melalui R1 sebesar
i seperti ditunjukkan dalam gambar, maka arus yang mengalir lewat R2 adalah
sebesar i – i0 .
Kita mempunyai
V1
- V0 = I ´ R I
Tegangan
pada ujung-ujung beban adalah
V0
= ( i - i0)
´ R2
V0 = i
´ R2 - i0
´ R2
Persamaan
2.15 dan 2.16 dapat dituliskan kembali masing-masing menjadi
V1
x R2 – v0
x R2 = I x R1
x R 2
dan
v0
´ R1
+ i0
´ R1
´ R2
= i
´ R1
´ R2
dari keduanya di peroleh
v1
x R2 – v0 x
R2 = v0 x R1 + i0
x R1 x R2
atau
v0 x ( R1 + R2) = v1 x R2 – i0 x
R1 x R2
v0
= v0/c – i0 x RP
dimana
v 0 / c adalah besarnya tegangan vo
tanpa adanya beban, yaitu saat i0
= 0 , dan harga ini disebut
sebagai tegangan keluaran saat rangkaian terbuka (open-circuit output voltage)
sebesar
v0/c
= v1 x
dengan
RP
=
disebut
sebagai “rsistansi sumber”, dimana harganya sama dengan resistansi R1
dan R2 yang dihubungkan secara paralel. Harga v 0 / C atau RP tergantung
pada sifat dari beban, sehingga efek v0 akibat besarnya beban
dapat dengan mudah dihitung dengan menggunakan penyederhanaan rangkaian seperti
terlihat pada gambar 6.
Gambar 6 Penyederhanaan rangkaian
pembagi tegangan
Suatu contoh sederhana misalkan
beban yang terpasang adalah berupa hambatan sebesar L R , maka tegangan
keluaran mengikuti persamaan pembagi tegangan yaitu sebesar
V0
= V0/C x
3.
Pembagi Arus
Rangkaian pembagi arus tidaklah
sepenting rangkaian pembagi tegangan, namun perlu dipahami utamannya saat kita
menghubungkan alat ukur arus secara paralel.
Gambar
7 Rangkaian pembagi arus
Pada gambar 7 nampak bahwa v diambil dari
resistor R1 dan R2 , jelas bahwa
I1 = i0
+ is (1)
Is = v/R1 (2)
I0 = v/R (3)
I1 =
+
(4)
Dari persamaan 2 dan 3 diperoleh
atau
dimana G = 1/ R
= konduktasi.
Persamaan
diatas menunjukkan bahwa arus masukan terbagi menjadi dua bagian ( 0 i dan
S i ), masing-masing sebanding dengan besarnya harga konduktansi yang dilewati
arus tersebut. Dari persamaan 3 dan 4 diperoleh
I0 = v/R2
I0 =
x
I0 = I1 x
Jadi
arus keluaran 0 i merupakan
bagian (fraksi) dari arus masukan.
D. Teorema
Dalam Rangkaian Arus Searah
1. Teorema
Thevenin
Kembali pada pembahasan
pembagi tegangan yang terbebani, hasil yang diperoleh dari penyederhanaan
rangkaian merupakan salah satu kasus dari teorema Thevenin. Secara singkat
teorema Thevenin dapat dikatakan sebagai berikut.
“Jika suatu kumpulan
rangkaian sumber tegangan dan resistor dihubungkan dengan dua terminal
keluaran, maka rangkaian tersebut dapat digantikan dengan sebuah rangkaian seri
dari sebuah sumber tegangan rangkaian terbuka v
0
/ C dan sebuah resistor RP
”
Gambar 8 menunjukkan
suatu jaringan rangkaian yang akan dihubungkan dengan sebuah beban RL
. Kombinasi seri v 0 / C dan RP pada
gambar 8-d merupakan rangkaian
ekivalen/setara Thevenin.
Gambar
8 Skema terbentuknya rangkaian setara Thevenin
Ada
beberapa kondisi ekstrem dari rangkaian pada gambar 8, seperti misalnya saat RL
= ¥ dan
RL = 0 .
Harga RL = ¥
berada
pada kondisi rangkaian terbuka, seolah-olah RL dilepas dari terminal
keluaran, dengan demikian diperoleh tegangan rangkaian terbuka sebesar V O / C (lihat
gambar 8-b). Saat RL = ¥
(gambar 8-c) berarti rangkaian berada pada
kondisi hubung singkat (kedua ujung terminal terhubung langsung) dengan arus
hubung singkat IS / C
sebesar
IS
/ C =
Pada beberapa rangkaian, perhitungan
V0 / C ataupun I S / C kemungkinan sangat sulit
untuk dilakukan. Langkah yang paling mudah adalah dengan menghitung harga RP
(harga resistansi yang dilihat dari kedua ujung terminal keluaran). Dalam
hal ini RP dihitung dengan melihat seolah-olah tidak ada sumber
tegangan.
2. Teorema
Norton
Teorema ini merupakan
suatu pendekatan analisa rangkaian yang secara singkat dapat dikatakan sebagai
berikut.
“Jika suatu kumpulan rangkaian
sumber tegangan dan resistor dihubungkan dengan dua terminal keluaran, maka
rangkaian tersebut dapat digantikan dengan sebuah rangkaian paralel dari sebuah
sumber arus rangkaian hubung singkat N I dan sebuah konduktansi G
N ”
Gambar 9 Skema
terbentuknya rangkaian setara Norton
Pada gambar 9, rangkaian setara
Norton digambarkan dengan kombinasi paralel antara sebuah sumber arus IN dan sebuah konduktan GN
(lihat gambar 9-d). Jika rangkaian ini akan dibebani dengan sebuah beban
konduktan GL , maka
ada dua harga ekstrem yaitu GL = ¥ dan GL = 0 . Harga GL = ¥ (atau RL
= 0 ) berada pada kondisi
hubung singkat dan arus hubung singkat IS /C sama
dengan IN . Sedangkan harga GL = 0 (atau RL = ¥ ) berada pada kondisi rangkaian terbuka, dimana
terlihat bahwa VO/C merupakan tegangan
rangkaian terbuka. Dengan demikian untuk rangkaian setara Norton berlaku
IN = IS/C dan GN =
BAB III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
1. Elemen
pada rangkaian arus searah (DC) meliputi :
o
Baterai
o
hambatan dan
o
kawat penghantar
2. Resistor
dalam rangkaian seri dan parallel :
·
pada rangkaian seri semua resistor
teraliri arus yang sama. Jika arus yang mengalir sebesar I.
·
Pada rangkaian paralel masing-masing
resistor mendapat tegangan yang sama.
3. Macam-macam
pembagi dalam rangkaian arus searah yaitu :
ü Pembagi
tegangan (potential divider)
ü Pembagi
tegangan terbebani
ü Pembagi
arus (current divider)
4. Teorema
dalam rangkaian arus searah yaitu :
Ø Teorema
Thevenin
Ø Teorema
Norton
B. Saran
Dengan penulisan makalah ini semoga dapat
menjadi acuan bagi pembaca untuk lebih memahami tentang Rangkaian Arus Searah.
Maka dari itu kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca sehingga
selanjutnya kami bisa berkarya lebih baik lagi.
DAFTAR PUSTAKA
http// www.google.com
BalasHapusشركة درة البيت
تصليح مكيفات دبي
شركة مكافحة حشرات دبي
شركة مكافحة حشرات راس الخيمة
شركه مكافحه حشرات الفجيرة
شركه مكافحه حشرات عجمان
شركات مكافحة الحشرات في الشارقة
Great, The type of article you describe is exactly what I was looking for .Turkish visa Australia specifically for Australian citizens. With this visa an Australian visa applicant can easily visit in Turkish .
BalasHapusperde modelleri
BalasHapussms onay
mobil ödeme bozdurma
nft nasıl alınır
ankara evden eve nakliyat
Trafik sigortası
Dedektor
WEBSİTESİ KURMA
Ask romanlari