03-TK2092- Hukum Ohm dan Kirchhoff-rev

TK2092 Elektronika Dasar
Semester Ganjil 2014/2015
Fakultas Ilmu Terapan
Universitas Telkom Bandung 2014
HUKUM OHM DAN KIRCHOFF
Disusun oleh:
Duddy Soegiarto, ST.,MT
[email protected]
Rini Handayani, ST., MT
[email protected]
Revised oleh:
Giva Andriana M, ST.,MT
[email protected]
Hanya dipergunakan untuk kepentingan pengajaran di lingkungan Universitas Telkom
1
Materi Perkuliahan
•
•
•
•
Hukum Ohm
Hukum Kirchoff 1
Hukum Kirchoff 2
Aplikasi Hukum Ohm dan Kirchoff
2
Rangkaian Listrik
• Rangkaian listrik adalah jalur yang dilalui oleh
arus listrik
• Rangkaian listrik dibagi 2, yaitu
– Rangkaian terbuka (tidak ada arus listrik mengalir)
– Rangkaian tertutup (ada arus listrik mengalir)
3
Rangkaian Listrik
Rangkaian Terbuka
Rangkaian Tertutup
4
Hukum Ohm
5
Hukum Kirchoff I
Hukum Arus Kirchoff (HAK)
• Hukum Kirchoff I berbunyi :
“Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu
titik cabang sama dengan jumlah kuat arus
listrik yang keluar dari titik cabang tersebut “
I masuk  I keluar
6
Arus Pada Rangkaian
7
Contoh Soal (1)
• Jika I = 10 A, I1=I3=3 A,
Berapakah besar kuat arus I2 ?
8
• Penyelesaian :
• Diketahui :
I  10 A
I1  I 3  3 A
• Ditanya : I2 = ….?
• Jawab :
I
masuk
 I keluar I 2  10 A  (3 A  3 A)
I  I1  I 2  I 3
I 2  10 A  6 A
I 2  I  ( I1  I 3 ) I 2  4 A
• Jadi besar kuat arus I2 adalah 4A
9
Contoh Soal (2)
• Jika I1 = I5 = 3A , I2 = 3A , I3 = 5A, maka besar
I4 adalah ….
10
• Penyelesaian :
• Diketahui :
I1  I 5  3 A
I2  3A
• Ditanya : I4 = ….?
• Jawab :
I3  4 A
I masuk  I keluar
I 4  (3 A  3 A  4 A)  3 A
I1  I 2  I 3  I 4  I 5
I 4  10 A  3 A
I 4  ( I1  I 2  I 3 )  I 5
I4  7 A
• Jadi besar kuat arus I4 adalah 7A
11
Hukum Kirchoff 2:
Hukum Tegangan Kirchoff (HTK)
“Jumlah aljabar tegangan yang mengelilingi dalam
Suatu rangkaian tertutup adalah nol”
+
v2
-
+
+
v1
v3
-
-
12
Hukum Tegangan Kirchoff (cont.)
+
v2
-
+
+
v1
v3
-
-
v1  v2  v3  0
atau  v1  v2  v3  0
v1  v2  v3
13
Analisis Rangkaian Listrik
1. Rangkaian Seri
14
1
2
3
Diganti
15
Pada rangkaian Seri tersebut berlaku :
V AB  V1  V2  V3
V AB  IR1  IR2  IR3
dengan,
V AB  IRtotal
IRtotal  IR1  IR2  IR3
Rtotal  R1  R2  R3
Sehingga pada Rangkaian Seri berlaku,
Rseri  R1  R2  R3  ......  Rn
Dengan n = jumlah resistor
16
Contoh Soal (3)
• Tiga buah hambatan, masing-masing sebesar
30 ohm, 40 ohm, dan 50 ohm dirangkai seri
dengan sumber tegangan 60 volt.
• a. Berapa hambatan penggantinya?
• b. Berapa kuat arus pada rangkaian tersebut?
17
Diketahui :
R1  30 R3  50
R2  40 V  60V
• Ditanya : a. Rs = …?
b. I = …?
• Jawab :
a. R  R  R  R
s
1
2
3
Rs  30  40  50
Rs  120
b.
V
60V
1
I 

 A  0,5 A
Rs 120 2
• Jadi hambatan penggantinya adalah 120Ω dan kuat arusnya
adalah 0,5 A
18
Analisa Rangkaian Listrik
2. Rangkaian Paralel
19
Pada rangkaian paralel berlaku :
V
20
21
Contoh Soal (4)
• Tiga buah hambatan dipasang secara paralel.
Masing – masing sebesar 60Ω. Jika sumber
tegangan 12 volt, tentukan :
a. Berapa hambatan penggantinya ?
b. Berapa kuat arus yang mengalir ?
22
Diketahui :
• Ditanya : a. Rp = …?
• Jawab :
a.
R1  R2  R3  60
V  12V
b. I = …?
1
1 1
1
  
R p R1 R2 R3
b.
V
12V
I

 0,6 A
R p 20
1
1
1
1



R p 60 60 60
1
3
60

 Rp 
 20
R p 60
3
• Jadi hambatan penggantinya adalah 20Ω dan kuat arusnya adalah 0,6A
23
Analisa Rangkaian
• Rangkaian seri-paralel
24
• Rangkaian Seri-Paralel tersebut bisa diganti
menjadi :
25
Contoh soal (5)
• Dari rangkaian di atas, tentukan :
a. Hambatan penggantinya ?
b. Kuat arus listrik yang mengalir ?
26
Diketahui :
R1  3
R3  6
R2  6 V  6V
• Ditanya : a. Rp = …?
• Jawab :
a. Rs  R1  R2
b. I = …?
Rs  3  6  9
1 1 1
 
R p Rs R3
1
1
1


R p 9 6 
1
2
3
5
18



 Rp 
 3,6
R p 18 18 18
5
27
b.
V
6V
I

 1,67 A
R p 3,6
• Jadi hambatan penggantinya sebesar 3,6Ω
dan kuat arus listriknya adalah 1,67A
28
Contoh soal (6)
• Jika sumber tegangan pada rangkaian di atas
15 V, tentukan :
a. Hambatan penggantinya ?
b. Kuat arus listriknya ?
29
Diketahui :
R1  15
R3  4
R2  10 V  15V
• Ditanya : a. Rp = …?
• Jawab :
a. 1
1 1
 
R p R1 R2
b. I = …?
1
1
1


R p 15 10
1
2
3
5
30



 Rp 
 6
R p 30 30 30
5
Rs  R p  R3
Rs  6  4  10
30
b.
V
15V
I

 1,5 A
Rs 10
• Jadi hambatan penggantinya sebesar 10Ω
dan kuat arus listriknya adalah 1,5A
31
Latihan
Tentukan nilai i dan vab !
Dengan KVL dan KCL
32
Latihan
Carilah nilai I1, I2, I3, Vab, Vbc
33
Latihan
a. Carilah nilai I1, I2, dan arus masing-masing resistor
b. ganti simbol resistornya dengan transistor lengkap dengan
gelangnya
34
Latihan
V = 150 Volt
Cari nilai hambatan total dan hitung arusnya
35
Latihan
Carilah nilai I1, I2, I3, dan I
36
Referensi
• Adel Sedra and Kenneth Smith. 1998.
Microelectronics Circuits, 4th edition. Oxford
University Press. New York.
• Thomas L. Floyd and David M. Buchla. 2009.
Electronics Fundamentals: Circuits, Devices &
Applications (8th Edition). Prentice-Hall.
• Electrical & electronic system pearson
education limited 2004
• Jetking Infotrain Ltd 2010
37