rangkaian listrik 1 konsep dasar, definisi dan

RANGKAIAN LISTRIK 1
KONSEP DASAR, DEFINISI DAN
SATUAN
OLEH : DANNY KURNIANTO, ST
AKADEMI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
SANDHY PUTRA PURWOKERTO
2012
1.1 DEFINISI
Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen atau
komponen listrik yang saling dihubungkan dengan
cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu
lintasan tertutup.
Lintasan tertutup adalah satu lintasan yang dimulai
dari suatu titik dan kembali ke titik tersebut tanpa
terputus.
Contoh beberapa listasan tertutup bisa dilihat pada
gambar dibawah ini
Contoh rangkaian loop tertutup
Elemen listrik yang akan dibahas pada Rangkaian
Listrik 1 ini meliputi
1. Sumber tegangan
2. Sumber arus
3. Resistor
4. Induktor
5. Kapasistor
1.2 ARUS LISTRIK
Arus listrik adalah perubahan kecepatan muatan
terhadap waktu atau muatan yang mengalir dalam
satuan waktu dengan simbol i (dari kata Perancis :
intensite), dengan kata lain arus adalah muatan yang
bergerak.
Secara matematis didefinisikan sebagai :
Satuan Arus adalah Ampere
Muatan adalah satuan terkecil dari atom atau sub
bagian dari atom
Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif
dan muatan negatif .
Arah arus searah dengan arah muatan positif (arah
arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran
elektron.
Satuan muatan (Q) listrik adalah Coulomb
muatan 1 elektron = -1,6021 x 10^-19 coulomb
1 coulomb = -6,24 x 10^18 elektron.
Ketika terjadi beda potensial disuatu elemen atau
komponen maka akan muncul arus dimana arah arus
positif mengalir dari potensial tinggi ke potensial
rendah dan arah arus negatif mengalir sebaliknya
Untuk menuliskan arus (i) pada suatu rangkaian,
tidak cukup hanya menuliskan besarnya saja tapi
harus menuliskan arah arusnya.
1.2.1 Jenis-jenis arus listrik
Arus Searah (Direct Current/DC)
Arus DC adalah arus yang mempunyai nilai tetap atau
konstan terhadap satuan waktu.
Arus bolak-balik (Alternating Current /AC)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang
berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik
akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu
(mempunyai perida waktu : T)
1.3 TEGANGAN LISTRIK
Tegangan adalah kerja yang dilakukan untuk
menggerakkan satu muatan (sebesar satu coulomb)
pada elemen atau komponen dari satu
terminal/kutub ke terminal/kutub lainnya.
Secara matematis :
Satuan tegangan adalah Volt (V)
Pada gambar diatas, jika terminal A mempunyai
potensial yang lebih tinggi daripada terminal B, maka
ada dua istilah yang muncul , yaitu :
1. Tegangan turun/ voltage drop
Jika dipandang dari potensial lebih tinggi ke
potensial lebih rendah dalam hal ini dari terminal
A ke terminal B.
2. Tegangan naik/ voltage rise
Jika dipandang dari potensial lebih rendah ke
potensial lebih tinggi dalam hal ini dari terminal B
ke terminal A.
Istilah penamaan tegangan yang akan sering
digunakan adalah istilah nomor 1 yaitu
tegangan turun.
Maka jika beda potensial antara kedua titik
tersebut adalah sebesar 5 Volt, maka VAB = 5
Volt dan VBA = -5 Volt.
A
A
-5V
5V
B
B
1.4 ENERGI LISTRIK
Energi adalah kerja yang dilakukan oleh gaya sebesar
satu Newton sejauh satu meter.
Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dimusnahkan. Energi hanya berubah dari bentuk
energi satu ke bentuk energi yang lain.
Secara matematis, energi pada suatu elemen yang
bertegangan v dengan muatan yang melewatinya
sebesar q adalah
w = vq
Satuan energi listrik adalah Joule (J)
 Macam-macam elemen berdasarkan energi yang
diserap atau dikirim
1. Elemen yang menyerap energi
Jika arus positif meninggalkan terminal positif
menuju terminal elemen/komponen, atau arus
positif menuju terminal positif elemen/komponen
tersebut.
2. Elemen yang mengirim energi
Jika arus positif masuk terminal positif dari terminal
elemen/komponen, atau arus positif meninggalkan
terminal positif elemen/komponen.
1.5 DAYA LISTRIK
Daya merupakan rata-rata kerja yang dilakukan.
Secara matematis, Daya (P) :
Satuan daya (P) adalah Watt
1.6 PREFIX DALAM SI
Dalam SI untuk menyatakan bilangan yang lebih
besar atau lebih kecil dari satu satuan dasar,
dipergunakan notasi desimal (“standard decimal
prefixes”) yang menyatakan pangkat dari sepuluh.
Lihat tabel dibawah ini
1.7 ELEMEN LISTRIK
Elemen Listrik
Elemen
aktif
Elemen
pasif
1.7.1 Elemen Aktif
Elemen aktif adalah elemen yang menghasilkan
energi.
Elemen aktif yang akan dibahas pada Rangkaian
listrik 1 adalah sumber tegangan dan sumber arus.
Sumber Tegangan
Sumber tegangan ideal adalah suatu sumber yang
menghasilkan tegangan yang tetap, tidak tergantung
pada arus yang mengalir pada sumber tersebut,
meskipun tegangan tersebut merupakan fungsi dari
t.
1. Sumber tegangan bebas
Sumber yang menghasilkan tegangan tetap tetapi
mempunyai sifat khusus yaitu harga tegangannya
tidak bergantung pada harga tegangan atau arus
lainnya, artinya nilai tersebut berasal dari sumbet
tegangan dia sendiri.
2. Sumber tegangan tak bebas
Mempunyai sifat khusus yaitu harga tegangan
bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya
Sumber Arus
Sumber arus ideal adalah sumber yang menghasilkan
arus yang tetap, tidak bergantung pada tegangan dari
sumber arus tersebut.
1. Sumber arus bebas
Mempunyai sifat khusus yaitu harga arus tidak
bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya
2. Sumber arus tak bebas
Mempunyai sifat khusus yaitu harga arus
bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya
1.7.2 ELEMEN PASIF
Elemen yang tidak menghasilkan energi.
1. Resistor
Sering juga disebut dengan tahanan, hambatan,
penghantar, atau resistansi dimana resistor
mempunyai fungsi sebagai penghambat arus,
pembagi arus , dan pembagi tegangan.
Satuan : Ohm
2. Kapasitor
Sering juga disebut dengan kondensator atau
kapasitansi. Mempunyai fungsi untuk membatasi
arus DC yang mengalir pada kapasitor tersebut,
dan dapat menyimpan energi dalam bentuk
medan listrik.
Satuan : Farad
3. Induktor
Seringkali disebut sebagai induktansi, lilitan,
kumparan, atau belitan. Pada induktor mempunyai
sifat dapat menyimpan energi dalam bentuk
medan magnet.
Satuan : Hendry
di
VL  L
dt