TUGAS PENDAHULUAN

MODUL 3 : HUKUM OHM, HUKUM KIRCHOFF, VOLTAGE & CURRENT

DIVIDER, MESH, NODAL, THEVENIN

1. jelaskan pengertian hukum ohm dan hukum kirchoff

jawab :

* hukum ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa arus listrik yang mengalir melalui suatu penghantar berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan padanya dan bebanding terbalik dengan hambatan penghantarnya, selama suhu konduktor tetap. dengan kata lain semakin besar tegangan yang diberikan pada suatu penghantar, maka arus listrik yang mengalir juga semakin besar, asalkan hambatan tidak berubah.

bunyi hukum ohm "kuat arus yang mengalir dalam suatu kawat penghantar sebanding dengan beda potensial (tegangan) dan berbanding terbalik dengan hambatannya, selama suhu penghantar tetap." jika secara matematis dapat ditulis rumus 

                                V = I   ×  R 

dimana V merupakan tegangan I arus yang mengalir serta R merupakan hambatan.

* hukum kirchoff adalah hukum yang berguna untuk mecari tegangan atau arus pada suatu rangkaian. hukum ini sangat berguna jika rangkaian memiliki lebih dari satu loop. hukum kirchoff terbagi dua yakni hukum kirchoff I dan hukum kirchoff II.

hukum kirchoff I  (KCL)

hukum kirchoff I (KCL) berbunyi "jumlah arus yang masuk ke titik percabangan dalam rangkaian sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut." hukum ini didasarkan pada hukum kekekalan muatan, yaitu tidak ada arus yang hilang pada titik percabangan (node). semua arus yang masuk akan dikeluarkan kembali.

hukum kirchoff II (KVL)

hukum kirchoff II (KVL) berbunyi "jumlah tegangan dalam suatu rangkaian tertutup adalah nol." hukum ini didasarkan oleh hukum kekelan energi, menyatakan bahwa energi yang diperoleh (dari sumber tegangan) akan sama dengan energi yang hilang (di hambatan atau beban) dalam suatu lintasan tertutup.

2. Jelaskan pengertian mesh, nodal, dan thevenin.

jawab :

*mesh analisis adalah metode yang digunakan untuk menganalisis rangkaian listrik dengan cara menentukan arus yang mengallir melalui "mesh" (loop tertutup) di dalam rangkaian. dalam analisis mesh, setiap loop di dalam rangkaian dianggap sebagai mesh dan diberi arus yang disebut mesh current. dalam prinsipnya untuk menetapkan persamaan berdasarkan nilai tegangan yang jatuh pada elemen resistif dalam mesh.

*nodal analisis adalah teknik untuk menganalisis rangkaian listrik dengan cara menghitung tegangan pada titik titik sambungan (node) dalam rangkaian. dalam metode ini, kita menetapkan tegangaan pada node dan menggunakan hukum kirchoff terhadap arus (KCL) untuk membentuk persamaan yang menggambarkan hubngan node - node tersebut. pada prinsipnya tentukan tegangan pada masing masing node yang tidak diketahui. gunakan KCL yang menyatakan bahwa jumlah arus yang masuk sama dengan jumlah arus yang keluar. 

*Thevenin

thevenin adalah metode yang digunakan untuk menyederhanakan rangkaian linear yang kompleks menjadi rangkaian sederhana yang terdiri dari sumber tegangan (thevenin voltage) dan resistor seri (thevenin resistance). pada prinsipnya rangkaian yang kompleks disederhanakan menjadi rangkaian dengan satu sumber tegangan (Vth) dan satu resistor (Rth) yang berada dalam seri dengan sumber tegangan tersebut. Vth merupakan tegangan pada saat terminal beban dilepas. Rth merupakan resistor yang terlihat dalam terminal beban ketika semua sumber dinilai 0.

3. Jelaskan apa itu voltage dan current divider.

jawab: 

voltage divider adalah sebuah konsep yang digunakan untuk membagi tegangan di dua atau lebih komponen dalam rangkaian seri. ini biasanya diterapkan dalam rangkaian yang terhubung denga resistor seri.

untuk mencari tegangan di R1 maka,

V1 = Vin × R1 / R1+R2

current divider adalah konsep yang digunakan untuk membagi arus yang mengalir pada rangkain yang hambatannya tersusun secara paralel.

utuk mencari I1 maka,

I1 = Iin × R2 / R1+R2

4.  dengan menggunakan teorema Mesh, berapa nilai teganagn pada Rl?

jawab:

Mesh 1:

1k.I1+1k(I1-I2)+1k.I1=12*10^-3

3I1-I2=12.10^-3....(1)

Mesh 2:

1kI2+1k(I2-I3)+1kI2+1k(I2-I1)=0

-I1+4I2-I3=0.....(2)

Mesh 3:

1kI3+2kI3+1k(I3-I2)=0

-I2+4I3=0

Subsitusi persamaam(1) dan (3) ke (2)

-I1+4I2-I3=0

-[(12mV+12)/3]+4I2-(1/4)I2=0

-48mV-4I2=48I2-3I2=0

41I2=48mV

I2=1.17mA

Subsitusi I2 ke persamaan(3)

I2=4I3

1.17mA=4I3

I3=0.293mA

Vrl = RL*I3=1k*0.293mA=0.293V

jadi tegangan di RL adalah 0.293V

5. Jelaskan kelebihan menganalisa rangkaian dengan menggunakan teorema thevenin norton dibanding teorema lain!

jawab

teorema thevenin dan norton dapat memudahkan dalam perhitungan arus dan tegangan karena menyederhanakan rangkaian listrik kompleks menjadi rangkaian sederhana yang terdiri dari satu sumber arus atau teganagan dan satu elemen impedansi, dibandigkan dengan metode lain seperti metode nodal atau mesh yang memerlukan sistem persamaan yang lebih banyak menggunakan variabel dalam perhitungannya.

[download tp]