analisis keadaan tunak rangkaian analisis keadaan tunak rangkaian

ANALISIS KEADAAN TUNAK RANGKAIAN
ANALISIS KEADAAN TUNAK RANGKAIAN ARUS
BOLAK BALIK ALTERNATING CURRENT (AC)
TF2105 Rangkaian Listrik dan Elektronika
Suprijanto
1
TEGANGAN DAN ARUS SINUSOIDAL
tegangan dan arus selain berubah nilainya, polaritasnya juga berubah
Secara matematis tegangan
2
TEGANGAN DAN ARUS SINUSOIDAL
Untuk mempermudah perhitungan, tegangan sinusiodal ini dinyatakan :
VR dan VI masing-masing adalah bagian nyata dan bagian imajiner dari V.
Untuk menyatakan amplituda tegangan bolak balik :
3
IMPEDANSI
Dalam arus bolak balik elemen listrik elemen yang terlibat : R, L dan C
Impedansi : Z = R + jX
Hukum Ohm yang lebih umum : V = ZI
Impedansi Induktor (ZL) :
Jika
4
IMPEDANSI
Impedansi suatu kapasitor Vc
impedansi dari tahanan, induktor dan kapasitor
5
RANGKAIAN SERI RL
Impedansi dalam kompleks
6
RANGKAIAN SERI RL
Impedansi dalam kompleks
Impedansi dalam fasor
tegangannya dinyatakan dengan notasi fasor :
Karena arus yang terjadi tertinggal fasanya oleh tegangan, maka rangkaian seri RL ini
disebut sebagai rangkaian lagging.
7
RANGKAIAN SERI RL
Contoh:
Menghitung impedansi rangkaian seri RL :
Arus
8
RANGKAIAN SERI RC
Impedansi dalam kompleks
Impedansi dalam fasor
9
RANGKAIAN SERI RC
Impedansi dalam kompleks
Impedansi dalam fasor
Karena arus yang terjadi mendahului tegangan, maka rangkaian seri RC ini disebut
sebagai rangkaian leading.
10
RANGKAIAN SERI RC
Tentukan arus yang terjadi pada rangkaian dibawah ini.
11
ADMITANSI
Untuk menganalisis rangkaian-rangkaian paralel dengan lebih mudah biasanya digunakan
pengertian admitansi (Y)yang merupakan kebalikan dari impedansi (Z) dengan satuan mho
atau S (Siemens).
Kebalikan dari resistansi (R) disebut kondukstansi (G)
kebalikan dari reaktansi (X) disebut suseptansi (B)
Admitansi kompleks
Impedansi kompleks
12
RANGKAIAN PARALEL RL
Admitansi gabungannya
Arus yang terjadi
13
RANGKAIAN PARALEL RL
14
RANGKAIAN PARALEL RC
15
RANGKAIAN PARALEL RC
Tentukan arus pada rangkaian di bawah ini
16
RANGKAIAN SERI RLC
17
RANGKAIAN SERI RLC
18
RANGKAIAN PARALEL RLC
19
RANGKAIAN PARALEL RLC
20
HUKUM KIRCHOFF PADA ARUS BOLAK BALIK
Pada HKT untuk arus searah, jumlah aljabar dari tegangan pada suatu simpal
harus nol. Untuk arus bolak balik, jumlah fasanya juga harus nol.
Pada HKA untuk arus searah, jumlah aljabar dari arus pada suatu titik cabang harus nol.
Untuk arus bolak balik, jumlah fasanya juga harus nol.
Jumlah tegangan dan arus kompleks harus nol.
21
HUKUM KIRCHOFF PADA ARUS BOLAK BALIK
Hitung arus I1 pada rangkaian di bawah ini dengan menggunakan hukum Kirchoff.
22
HUKUM KIRCHOFF PADA ARUS BOLAK BALIK
23
HUKUM KIRCHOFF PADA ARUS BOLAK BALIK
Menghitung pembilang dan penyebut :
24
HUKUM KIRCHOFF PADA ARUS BOLAK BALIK
Tentukan tegangan VAB pada rangkaian listrik di bawah ini.
elemen-elemen yang terhubung seri
digabungkan terlebih dahulu
25
HUKUM KIRCHOFF PADA ARUS BOLAK BALIK
aturan Cramer
26
HUKUM KIRCHOFF PADA ARUS BOLAK BALIK
Tentukan tegangan VAB pada rangkaian listrik di bawah ini.
27
DAYA PADA ARUS BOLAK BALIK
daya sesaat
28
DAYA PADA ARUS BOLAK BALIK
daya sesaat
daya rata-rata
daya rata-rata yang diserap oleh suatu elemen dua terminal
29
DAYA PADA ARUS BOLAK BALIK
Tegangan dan arus dinyatakan dengan notasi fasor
30
DAYA PADA ARUS BOLAK BALIK
Hitung daya rata-rata yang diserap oleh semua elemen pada rangkaian listrik di bawah
ini. Bandingkan dengan daya rata-rata yang dikeluarkan oleh sumber tegangan.
formula pembagian arus
31
DAYA PADA ARUS BOLAK BALIK
32
DAYA PADA ARUS BOLAK BALIK
sama dengan daya total yang diserap oleh semua elemen.
33
HARGA RMS (root mean square)
Harga rms dari tegangan dan arus didefinikan
Bila tegangan dan arusnya sinusiodal
34
HARGA RMS (root mean square)
sehingga daya-rata-rata
35
DAYA PADA ARUS BOLAK BALIK
Hitung daya rata-rata yang diberikan oleh generator yang bekerja pada frekuensi 60
Hz , daya yang diserap oleh beban dan daya yang didisipasi oleh impedansi generator
pada rangkaian di bawah ini.
36
DAYA PADA ARUS BOLAK BALIK
Z Load
Menghitung impedansi sumber dan impedansi beban :
Z Induktif
Z kapasitif
Z Load
Menghitung arus :
37
DAYA PADA ARUS BOLAK BALIK
Z Load
Menghitung arus :
Menghitung daya disipasi pada beban:
38
DAYA PADA ARUS BOLAK BALIK
Z Load
Menghitung daya yang diberikan oleh generator:
Menghitung daya yang didisipasi oleh impedansi generator :
39
DAYA KOMPLEKS
Misalkan suatu elemen dua terminal masing-masing mempunyai fasor
tegangan dan arus :
Daya kompleks didefinisikan
Bagian nyata dari daya kompleks
Bagian maya dari daya kompleks
40
DAYA KOMPLEKS
Bagian nyata = daya disipasi (P)
Bagian maya = daya reaktif (Q)
daya disipasi(P) dan daya reaktif(Q) dapat dihitung dengan terlebih dahulu
menentukan daya kompleksnya (S).
Daya kompleks  sebagai daya tampak ( apparent power)
Daya disipasi
 sebagai daya aktif  Daya terdisipasi dalam tahanan
Daya reaktif
 sebagai daya yang tersimpan didalam kapasitor & induktor.
41
DAYA KOMPLEKS
Daya disipasi
 sebagai daya aktif  Daya terdisipasi dalam tahanan
Daya reaktif
 sebagai daya yang tersimpan didalam kapasitor & induktor.
Faktor daya(pf) = perbandingan antara daya reaktif dan daya tampak
42
DAYA KOMPLEKS
Hitung daya yang terdisipasi dalam R, daya yang tersimpan dalam kapasitor, daya yang
tersimpan dalam induktor dan tunjukkan bahwa jumlah ketiga daya ini sama dengan daya
kompleks yang diberikan oleh sumber tegangan.
Menghitung daya kompleks yang keluar dari sumber tegangan :
43
DAYA KOMPLEKS
Menghitung daya aktif yang terdisipasi dalam tahanan :
Menghitung daya reaktif yang tersimpan dalam kapasitor
44
DAYA KOMPLEKS
Menghitung daya reaktif yang tersimpan dalam induktor
jumlah daya aktif dan daya reaktif
45