Fundamental of Electronics

Arus Searah
(Direct Current)
Fundamental of Electronics
Presented by
Muchammad Chusnan Aprianto
STT Dr.KHEZ Muttaqien
Pendahuluan
O Arus listrik adalah jumlah total muatan yang melewati suatu
medium per satuan waktu
+
+
+
+
A
I
O Arus searah bersifat tetap (steady) dalam hal besar dan
arahnya
O Arus transien: arus searah yang berkaitan dengan pengisian
dan pengosongan muatan (kapasitor).
Hukum Ohm
Salah satu hasil percobaan laboratorium yang dilakukan oleh George Simon
Ohm (1787-1854)
O Jika sebuah penghantar atau resistansi
atau hantaran dilewati oleh sebuah arus
maka pada kedua ujung penghantar
tersebut akan muncul beda potensial,
atau
O Hukum Ohm menyatakan bahwa
tegangan melintasi berbagai jenis bahan
pengantar adalah berbanding lurus
dengan arus yang mengalir melalui
bahan tersebut.
V = I.R
O Secara matematis :
Hukum Kirchoff I / Kirchoff’s Current Law (KCL)
Hasil pemikiran ilmuwan Jerman Gustav Kirchhoff (1824- 1887)
O Jumlah arus yang memasuki suatu percabangan atau node
atau simpul samadengan arus yang meninggalkan
percabangan atau node atau simpul,
O dengan kata lain jumlah aljabar semua arus yang memasuki
sebuah percabangan atau node atau simpul samadengan
nol.
O Secara matematis :
O Σ Arus pada satu titik percabangan = 0
O Σ Arus yang masuk percabangan = Σ Arus yang keluar
percabangan
Hukum Kirchoff II / Kirchoff’s Voltage Law
(KVL)
O Jumlah tegangan pada suatu lintasan tertutup sama dengan
nol,
O atau penjumlahan tegangan pada masing-masing komponen
penyusunnya yang membentuk satu lintasan tertutup akan
bernilai samadengan nol.
O Secara matematis :
ΣV = 0
RANGKAIAN SETARA
Rangkaian setara Thevenin dan Norton
Rangkaian Setara
O Rangkaian setara merupakan rangkaian yang memiliki nilai
ekuivalen dengan rangkaian asli
O Dua buah resistor R1 dan R2 dirangkai dengan cara paralel
dapat digantikan dengan sebuah resistor yaitu
O R3 = (R1 R2)/(R1 + R2)
O R3 disebut hambatan setara dari R1 dan R2 sering ditulis
dengan: R1 // R2
O Rangkaian Thevenin menggunakan sumber tegangan tetap.
Rangkaian Norton menggunakan sumber arus tetap.
Theorema Thevenin
O Sembarang jaringan dc dua arah linier yang
memiliki dua terminal dapat diganti dengan
sebuah rangkaian setara, yang berisi sebuah
sumber tegangan dan sebuah tahanan seri
O Rangkaian setara thevenin menggunakan sumber
tegangan tetap
Langkah-langkah penyelesaian dengan teorema Thevenin :
1. Cari dan tentukan titik terminal a-b dimana parameter yang ditanyakan.
2. Lepaskan komponen pada titik a-b tersebut, open circuit kan pada terminal
a-b kemudian hitung nilai tegangan dititik a-b tersebut (Vab = Vth).
3. Jika semua sumbernya adalah sumber bebas, maka tentukan nilai tahanan
diukur pada titik a-b tersebut saat semua sumber di non aktifkan dengan
cara diganti dengan tahanan dalamnya (untuk sumber tegangan bebas
diganti rangkaian short circuit dan untuk sumber arus bebas diganti dengan
rangkaian open circuit) (Rab = Rth).
4. Jika terdapat sumber tak bebas, maka untuk mencari nilai tahanan
pengganti Theveninnya didapatkan dengan cara
5. Untuk mencari Isc pada terminal titik a-b tersebut dihubungsingkatkan dan
dicari arus yang mengalir pada titik tersebut (Iab = Isc).
6. Gambarkan kembali rangkaian pengganti Theveninnya, kemudian
pasangkan kembali komponen yang tadi dilepas dan hitung parameter yang
ditanyakan.
Contoh 1
O Tentukan rangkaian setara Thevenin pada jaringan yang
dikotak berikut
ETH ?
RTH ?
Jawaban Contoh 1
O ETH = Vo,b = E R2/(R1 + R2)
O RTH = R1 // R2
O Jika R1=R2 = 1K dan E = 12 V, maka:
O ETH = 6V dan RTH = (1K // 1K) = 500
O Ambil IL = 10 mA, tegangan keluaran  Vo = RTH IL = 5V
O Vo = ETH - Vo = 6- 5 = 1 V
O Jika R1=R2 = 100, maka:
O ETH = 6V dan RTH = (100 // 100) = 50
O Ambil IL = 10 mA, tegangan keluaran  Vo = RTH IL = 0,5V
O Vo = ETH - Vo = 6- 0,5 = 5,5 V
Jawaban Contoh 1
O ETH = Vo,b = E R2/(R1 + R2)
O RTH = R1 // R2
O Jika R1=R2 = 1K dan E = 12 V, maka:
KESIMPULAN:
O ETH = 6V dan RTH = (1K
// 1K) = 500
R1=R2keluaran
= 1Krangkaian
O Ambil IL Dengan
= 10 mA, tegangan
Vo = RTH IL = 5V
O Vo = ETH - lebih
Vo = mudah
6- 5 = 1 Vdibebani
daripada
menggunakan R1=R2 = 100 
O Jika R1=R2 = 100, maka:
O ETH = 6V dan RTH = (100 // 100) = 50
O Ambil IL = 10 mA, tegangan keluaran  Vo = RTH IL = 0,5V
O Vo = ETH - Vo = 6- 0,5 = 5,5 V
Contoh 2
O Buat rangkaian setara Thevenin untuk rangkian di bawah ini.
Hitung tegangan keluaran bila arus diambil 3 mA. Berapa
nilai hambatan RL yang harus dipasang?
Jawaban Contoh 2
O Tentukan ETH  Tentukan dulu Vo,b
O Io = E / [R1+R2//(R3+R4)] = 12V / [1K + (2K//2K)] = 6 mA
O Arus terpecah menjadi I1 melalui R1 dan I2 melalui (R3 + R4)
O Karena R2 = R3 + R4 = 2K, maka I1=I2 = (Io/2) = 3mA
O Tentukan ETH
O ETH = Vo,b = I2R4 = 3mA . 1K = 3V
O Tentukan RTH
O Ganti E dengan hubungan singkat dan lihat rangkaian yang
tersusun
Jawaban Contoh 2
O RTH = R4 // (R3 + R1//R2) = 625
Jika
ditarik
arus 3 mA
Jawaban Contoh 2
O Jika ditarik arus 3 mA, maka:
O Vo = ETH – Ro IL = 3V – (625) (3 mA) = 1,125 V
O RL = Vo / IL = 1,125 V / 3 mA = 375 
Theorema Norton
O Sembarang jaringan dc dua arah linier yang
memiliki dua terminal dapat diganti dengan
sebuah rangkaian setara, yang berisi sebuah
sumber arus dan sebuah tahanan sejajar
O Rangkaian setara thevenin menggunakan sumber arus tetap
Langkah-langkah penyelesaian dengan teorema Norton :
1. Cari dan tentukan titik terminal a-b dimana parameter yang ditanyakan.
2. Lepaskan komponen pada titik a-b tersebut, short circuit kan pada terminal
a-b kemudian hitung nilai arus dititik a-b tersebut (Iab = Isc = IN).
3. Jika semua sumbernya adalah sumber bebas, maka tentukan nilai tahanan
diukur pada titik a-b tersebut saat semua sumber di non aktifkan dengan
cara diganti dengan tahanan dalamnya (untuk sumber tegangan bebas
diganti rangkaian short circuit dan untuk sumber arus bebas diganti dengan
rangkaian open circuit) (Rab = RN = Rth).
4. Jika terdapat sumber tak bebas, maka untuk mencari nilai tahanan
pengganti Nortonnya didapatkan dengan cara
5. Untuk mencari Voc pada terminal titik a-b tersebut dibuka dan dicari
tegangan pada titik tersebut (Vab = Voc).
6. Gambarkan kembali rangkaian pengganti Nortonnya, kemudian pasangkan
kembali komponen yang tadi dilepas dan hitung parameter yang ditanyakan.
Hubungan IN dan ETH
O Io,s = ETH / Ro = IN
O Io,s adalah arus keluaran jika dihubungkan singkat
Contoh 3
O Tentukan rangkaian setaran Norton untuk rangkaian di
bawah ini:
Jawaban Contoh 3
Rangkaian dapat
kita analisis
Jawaban Contoh 3
O Kita peroleh:
O Io = E / [R1 + (R2 // R3) = 12 / [1K + (2K // 1K)] =7,2 mA
O R2 I1 = R3 IN, karena R4 terhubung singkat, sehingga
O IN = Io . R2 / (R2 + R3) = 4,8 mA
O Ro dihitung seperti rangkaian Thevenin: Ro = RTH = 625 
O ETH = IN Ro = 4,8 mA . 625 = 3 V
Arus Transien dan
Rangkaian RC
Pendahuluan
O Arus transien = arus yang berhubungan dengan pengisian dan
pengosongan muatan kapasitor
O Digunakan untuk mengubah denyut, mengolah denyut dalam
pesawat televisi, penundaan waktu, menghasilkan pengapitan
tegangan
O Suatu kapasitor jika luas plat A, jarak antar plat d dan permitivitas
dielektrik , maka nilai kapasitansi:
O C =  A/d
O Jika kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan V, maka
setelah beberapa waktu akan terkumpul tegangan sebesar:
O q = CV
Arus Transien
O e adalah bilangan natural
O e = 2,712
O t = RC adalah tetapan waktu dinyatakan dengan 
Rangkaian Pengintegral RC
Rangkaian Pendifferential RC