RANGKAIAN LISTRIK

Tri Rahajoeningroem
T. Elektro - UNIKOM
Tujuan Pembelajaran
 Mahasiswa memahami dasar dan konsep
analisis rangkaian secara umum
 Mahasiswa memahami hukum-hukum dasar
dalam analisis rangkaian listrik
 Mahasiswa mampu menerapkan hukumhukum dasar tersebut dalam menganalisis
rangkaian DC
Outline




Konsep dasar dalam analisa rangkaian
Hukum Ohm
Hukum Kirchoff I (KCL)
Hukum Kirchoff II (KVL)
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam
rangkaian listrik
1. Tegangan antara 2 titik, a dan b digambarkan
dengan satu anak panah / tanda polaritas positifnegatif seperti pada gambar dibawah ini :
Vab menunjukkan besar potensial relatif titik a terhadap
titik b.
2. Tegangan yang dipakai pada materi ini adalah
tegangan drop/ jatuh dimana akan bernilai positif, bila
kita berjalan dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Voltage drop : Vac = Vab + Vbc = IR – V
3. Setiap arus yang melewati komponen pasif maka
terminal dari komponen tersebut pertamakali dialiri
arus akan menjadi potensial lebih tinggi dibandingkan
potensial terminal lainnya.
4. Bedakan antara sumber tegangan dan pengukur
tegangan/ Voltmeter.
 Sumber tegangan (Rd = 0)
 Voltmeter (Rd = ∞ )
Voltmeter dipasang paralel pada komponen yang akan
diukur supaya tidak ada arus yang melalui Voltmeter.
5. Bedakan antara sumber arus dan pengukur arus/
Amperemeter
 Sumber arus (Rd = ∞ )
 Amperemeter (Rd = 0)
Amperemeter dipasang seri pada komponen yang
akan diukur supaya tegangan pada Amperemeter
samadengan nol.
Perlu diingat bahwa rangkaian
paralel adalah pembagi arus dan
rangkaian seri adalah pembagi
tegangan.
6. Rangkaian Hubung Singkat (Short Circuit)
 Sifat : Vab selalu samadengan 0, tidak tergantung
pada arus I yang mengalir padanya.
 Vab = 0
 Rd = 0
7. Rangkaian Terbuka (Open Circuit)
 Sifat : arus selalu samadengan 0, tidak tergantung
pada tegangan a-b.
I=0
 Rd = ∞
Hukum Ohm
 Jika sebuah penghantar atau resistansi atau
hantaran dilewati oleh sebuah arus maka pada
kedua ujung penghantar tersebut akan muncul
beda potensial,
 atau Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan
pada berbagai jenis bahan pengantar adalah
berbanding lurus dengan arus yang mengalir
melalui bahan tersebut.
 Secara matematis :
V  I .R
Hukum Ohm
 Jika suatu resistor dilewati sebuah arus maka pada
kedua ujung dari resistor tersebut akan
menimbulkan beda potensial atau tegangan
V  I .R
Hukum Kirchoff I
Kirchoff’s Current Law (KCL)
Jumlah arus yang memasuki suatu percabangan atau node
atau simpul samadengan arus yang meninggalkan
percabangan atau node atau simpul,
dengan kata lain jumlah aljabar semua arus yang
memasuki sebuah percabangan atau node atau simpul
samadengan nol.
Secara matematis :
 Arus pada satu titik percabangan = 0
 Arus yang masuk percabangan =  Arus yang keluar
percabangan
KCL
i  0
i2  i4  i1  i3  0
 arus  masuk   arus  keluar
i2  i4  i1  i3
Contoh KCL
Tentukan nilai i dan vab !
Hukum KCL :
Σi = 0
i = −8 + 7 = −1A
Hukum Kirchoff II
Kirchoff’s Voltage Law (KVL)
 Jumlah tegangan pada suatu lintasan tertutup
samadengan nol, atau penjumlahan tegangan pada
masing-masing komponen penyusunnya yang
membentuk satu lintasan tertutup akan bernilai
samadengan nol.
 Secara matematis :
V  0
Contoh KVL
Lintasan a-b-c-d-a :
Lintasan a-d-c-b-a :
Vab  Vbc  Vcd  Vda  0
Vad  Vdc  Vcb  Vba  0
 V1  V2  V3  0  0
V3  V2  V1  0  0
V2  V1  V3  0
V3  V2  V1  0
Contoh KVL
Tentukan v1 pada rangkaian tersebut !
Jawaban :
Hukum KVL :
Σv = 0
searah jarum jam :
V1+10+2-15 = 0  V1=3 V
berlawanan arah jarum jam :
-V1+15-2-10 = 0
V1 = 3 V
Contoh KVL
Tentukan v1 pada rangkaian tersebut !
Hukum KVL :
Σv = 0
V1+15+2-10 = 0
V1 = -7 V
Contoh KVL
Tentukan nilai vab !
Hukum KVL :
Σv = 0
V ab = +8 + 4 + 56 − 6 = 62 V
Hubungan antar elemen
Secara umum digolongkan menjadi 2 :
1. Hubungan seri Jika salah satu terminal dari dua
elemen tersambung yang mengakibatkan arus
yang lewat akan sama besar.
2. Hubungan paralel Jika semua terminal
terhubung dengan elemen lain yang mengakibatkan
tegangan tiap elemen akan sama.
Hubungan seri
R ekivalen
KVL :  V  0
V1  V2  V3  V  0
V  V1  V2  V3  iR1  iR 2  iR3
V  i ( R1  R2  R3 )
V
 R1  R2  R3
i
Rek  R1  R2  R3
Hukum Pembagian Tegangan
V1  iR1
V2  iR2
sehingga :
R1
V
R1  R2  R3
V3  iR3
V1 
dan
R2
V2 
V
R1  R2  R3
V
i
R1  R2  R3
V3 
R3
V
R1  R2  R3
Hubungan Paralel
R ekivalen
KCL :
i  0
i  i1  i2  i3  0
i  i1  i2  i3
V
V
V
V



Rek R1 R2 R3
1
1
1
1



Rek R1 R2 R3
Hukum Pembagian Arus
Rek
i1 
i
R1
V
i1 
R1
V
i2 
R2
i3 
V
R3
dan V  iRek
sehingga
Rek
i2 
i
R2
Rek
i3 
i
R3
Soal Latihan