2-STEADY STATE DAN RESPON ALAMI-dicopy

1.
RANGKAIAN LISTRIK :
i) Rangkaian Listrik : Kumpulan elemen listrik atau
komponen listrik yang saling dihubungkan dengan cara –
cara tertentu dan paling sedikit mempunyai 1 (satu) lintasan
tertutup.
Yang dimaksud dengan 1 (Satu) Lintasan tertutup
adalah : Adalah satu lintasan yang dimulai pada 1 (satu)
titik dan kembali ke titik asal rangkaian tersebut, tanpa
memandang jauh atau dekat lintasan tersebut.
2. Rangkaian
:
adalah
interkoneksi
dari
sekumpulan
elemen
atau
komponen
ditambahkan
dengan
rangkaian
penghubungnya. Yang
disusun dengan cara
cara
tertentu,
dan
minimal memiliki satu
lintasan tertutup.
2.
Berdasarkan jumlah terminalnya,
dikelompokkan :
1. Elemen Listrik 2 terminal :
1.
2.
3.
4.
5.
elemen
listrik
Sumber Tegangan.
Sumber Arus.
Resistor (R).
Induktor (L).
Kapasitor (C).
2. Elemen Listrik lebih dari 2 terminal :
Yang dibahas pada kuliah RL -1 ini adalah elemen listrik yang
mempunyai 2 terminal.
i)
Elemen listrik dalam rangkaian Listrik dibagi menjadi 2
bagian :
aktif : Elemen yang menghasilkan energy :
Sumber Tegangan dan Sumber Arus.
(1)Elemen
(2)Elemen
pasif : Elemen
menghasilkan energy.
yang
tidak
dapat
(a)
(b)
Elemen pasif yang hanya dapat menyerap energy. (Resistor –
R)
Elemen pasif yang dapat memyimpan energy.
(i)
Elemen yang dapat menyimpan energy dalam bentuk medan
magnet.(Induktor – L).
(ii)
Elemen yang dapat menyimpan energy dalam bentuk medan
listrik.(Kapasitor – C).
Pada bab ini akan di bahas mengenai pengaruh sumber
arus searah pada elemen kapasitor dan induktor, saat
terjadi perubahan keadaan yang ditandai dengan
perubahan switch atau saklar.
Ada beberapa istilah yang perlu dipahami :
1. Respon alami adalah respon yang hanya tergantung
pada energy dalam yang disimpan elemen (Kapasitor
dan induktor) dan bukan oleh sumber luar.
2. Respon steady state adalah respon yang muncul
setelah rentang waktu yang lama.
3. Respon paksa adalah respon yang muncul karena
reaksi satu atau lebih sumber bebasnya.
4. Respon transient atau respon peralihan adalah respon
sementara yang muncul dalam waktu terbatas.
Adalah sumber yang meghasilkan tegangan tetap tetapi
mempunyai sifat khusus, yaitu bahwa harga
tegangannya tidak bergantung pada harga tegangan
atau arus lainnya.
Artinya : nilai tersebut berasal dari sumber tegangan itu
sendiri.
Mempunyai sifat khusus, yaitu harga tegangannya
bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya.
Bila pada t > 0, tidak ada sumber arus atau sumber
tegangan (bebas sumber), maka rangkaian listrik hanya
dipengaruhi oleh kapasitor atau induktor yang
memberikan respon alami.
Kondisi switch seperti diatas t=0  kondisi steady state
(Kondisi yang muncul dalam rentang waktu yang lama).
Vc (0) = V0
Dengan asumsi bahwa kapasitor di charge sampai V0.
Maka energy di kapasitor ( t = 0)
Rangkaian RL bebas-sumber
Kondisi switch seperti diatas t=0  kondisi steady
state (Kondisi yang muncul dalam rentang waktu
yang lama).
Asumsi : induktor menyimpan arus I 0 pada t = 0
Bila rangkaian listrik memiliki satu jenis elemen
penyimpan energi, maka persamaan diferensial
berorde satu.
Persamaan diferensial yang dihasilkan dari rangkaian RC
bebas sumber dapat disederhanakan menjadi :
Persamaan diferensial yang dihasilkan rangkaian RL
bebas sumber dapat disederhanakan lebih lanjut
menjadi :
Secara umum, rangkaian listrik dengan satu elemen
penyimpan energi memiliki respon alami sebagai
berikut :
Daya pada resistor :
Energy pada resistor :
Daya pada resistor
Energy pada resistor
1. Jika rangkaian di bawah ini pada saat t = 0; berada
dalam kondisi steady state, cari Vc untuk t > 1
2. Cari i pada saat t > 0 ; ketika t = 0, kondisi steady state :