Rangkaian Listrik Arus Searah

 GERAK GAYA LISTRIK DAN
RANGKAIAN ARUS
SEDERHANA
 ZULLYANDRI
 FAUZI AGAM

Rangkaian arus searah atau direct current (DC) adalah
aliran elektron dari suatu titik yang energi
potensialnya tinggi ke titik lain yang energi
potensialnya lebih rendah. Pada dasarnya dalam
kawat penghantar terdapat aliran elektron dalam
jumlah yang sangat besar, jika jumlah elektron yang
bergerak ke kanan dan ke kiri sama besar maka
seolah-olah tidak terjadi apa- apa. Namun jika ujung
sebelah kanan kawat menarik elektron sedangkan
ujung sebelah kiri melepaskannya maka akan terjadi
aliran elektron ke kanan (tapi ingat, dalam hal ini
disepakati bahwa arah arus ke kiri). Aliran elektron
inilah yang selanjutnya disebut arus listrik.

Tegangan listrik arus searah dapat dihasilkan oleh:
 Generator DC
 Aki (accumulator)
 Baterai
 Sumber tegangan arus bolak-balik (AC) yang
disearahkan.
Rangkaian DC Dengan Satu Sumber Tegangan

Sumber tegangan adalah alat
menimbulkan beda potensial listrik.
yang
dapat

Sebuah sumber tegangan memiliki energi yang
dapat digunakan untuk mengalirkan arus listrik
disebut gaya gerak listrik (GGL, E).

GGL merupakan suatu alat penghasil arus listrik mempunyai
dua buah kutub positip dan negatip. Digambarkan dengan
dua garis sejajar tidak sama panjang, bagian panjang diberi
tanda positif sedangkan bagian yang pendek diberi tanda
negatif.

Didalam GGL terdapat “hambatan dalam”, ri yang harganya
kecil. Satuan dari GGL adalah volt.

Misalnya, sebuah rangkaian listrik sederhana yang terdiri
atas sebuah tahanan luar, R, sumber tegangan, E, dan
tahanan dalam r,

Kuat arus yang mengalir dalam rangkaian adalah:
Dimana:

Daya yang diserap oleh tahanan R:

Daya listrik merupakan energi listrik yang diserap
tahanan tiap detik.

Energi listrik yang diserap tahanan:

Satuan energi listrik, adalah watt-det [W.s = J].

Untuk beberapa elemen yang dipasang secara seri
berlaku:

Untuk beberapa elemen yang dipasang secara
paralel berlaku:
Diketahui rangkaian Dc seperti pada gambar
Hitung:
a. Arus pada setiap tahanan
b. Beda potensial antara A & B, antara B & C dan antara A & C.
c. Daya yang diserap setiap tahanan.

Rangkaian tersebut dapat diselesaikan dengan
menggunakan hukum Kirchoff I dan II.

Pada titik percabangan A, dengan menggunakan hukum
Kirchoff I diperoleh persamaan:

Pada loop (1) dan (2), dengan menggunakan hukum
Kirchoff II diperoleh:

Dari persamaan (a), (b), dan (c) di atas dapat dibuat
persamaan dalam bentuk matriks:

Diketahui rangkaian arus searah seperti pada gambar
berikut:

Jika R1 = 2 Ω, R2 = 4 Ω, R3 = 8 Ω, V1 = 32 V (tahanan
dalam diabaikan), V2 = 20 V (tahanan dalam
diabaiakan), tentukan arus pada setiap tahanan dan
tegangan pada R3.