Rangkaian Pembagi Tegangan dan Arus

Rangkaian Pembagi
Tegangan dan Arus
Voltage and Current Divider Circuit
Lecture #2 By Yohandri
1
Kompetensi Dasar
Mahasiswa dapat menganalisis rangkaian
pembagi tegangan dan pembebanan,
rangkaian pembagi arus serta rangkaian
setara Thevenin dan Norton
Lecture #2 By Yohandri
2
1. Series And Parallel Circuits
Circuits consisting of just one battery and one load
resistance are very simple to analyze, but they are not
often found in practical applications. Usually, we find
circuits where more than two components are connected
together. There are two basic ways in which to connect
more than two circuit components: series and parallel.
Lecture #2 By Yohandri
3
1.1. Resistors in series
Two resistors, R1 and R2, connected in series have
voltage drop V = I(R1 + R2). That is, they have a
combined resistance Rs given by their sum:
This generalizes for n series resistors to
The first principle to understand about series circuits is
that the amount of current is the same through any
component in the circuit. This is because there is only
one path for electrons to flow in a series circuit, and
because free electrons flow through conductors.
Lecture #2 By Yohandri
4
OR
Lecture #2 By Yohandri
5
1.2. Resistors in parallel
R1
R2
Two resistors, R1 and R2, connected in parallel have
voltage drop V = I.Rp, where
1
1
1


RP
R1
R2
RP
R1 R2

R1  R2
This generalizes for n parallel resistors to
There are many paths for electrons
to flow, but only one voltage across all components
Lecture #2 By Yohandri
6
OR
Lecture #2 By Yohandri
7
2. Voltage Devider and Loading (Pembagi tegangan dan pembebanan)
2.1. Voltage Divider
A voltage divider consists of two
resistances R1 and R2 connected in
series across a supply voltage Vs. The
supply voltage is divided up between
the two resistances to give an output
voltage Vo which is the voltage across
R2. This depends on the size of R2
relative to R1
R2
Vo 
Vs
R1  R2
Lecture #2 By Yohandri
8
2.2. Pembebanan
Apabila keluaran suatu rangkaian dibebani maka
pada keluaran rangkaian tersebut dapat terjadi
penurunan tegangan atau jatuh tegangan, peristiwa
ini disebut pembebanan
Tegangan keluaran tanpa RL
R1
Vo 
E
R2
R2
Vs
R1  R2
Tegangan keluaran dengan RL
RL
I
E
R1  ( R2 // RL )
VOL  I .( R2 // RL )
Lecture #2 By Yohandri
9
Contoh
Tegangan keluaran tanpa RL
R1
E
1K
12V
E
R2
1
12  6V
11
R1
1k
R2
1k
Misal RL = 1K
12V
1K Vo
R2
Vo 
E
R1  R2
Vo 
Tegangan keluaran dengan RL
RL
E
I
R1  ( R2 // RL )
VOL  I .( R2 // RL )
12
I
 8 mA
1  (1 // 1)
VOL  8.(1 // 1)  4 V
Jatuh tagangan
Vo = 6 – 4 = 2V
Lecture #2 By Yohandri
10
3. Current Devider
A parallel circuit is often called a current divider for its
ability to proportion or divide the total current into
fractional parts
I1 = VR1 / R1
I
For parallel circuit VR1 = VR2 = E
I1
E
I2
E = I RT
RT = R1//R2
Current through R1
R1
R2
R1 R2
RT 
R1  R 2
RT
I1 
I
R1
 1  R1 R2
I 1   
I
 R1  R1  R 2
Lecture #2 By Yohandri
I1 
R2
I
R1  R 2
11
4. Rangkaian Setara Thevenin dan Norton
Rangkaian setara sangat penting dalam elektronika, dengan
rangkaian setara dapat dilakukan pengukuran pada
masukan dan keluaran suatu alat atau rangkaian tanpa
perlu tahu bentuk rangkaian di dalamnya.
Ada dua bentuk dasar rangkaian setara yaitu
 Rangkaian setara Thevenin
 Rangkaian setara Norton
Rangkaian setara Thevenin : Menggunakan sumber
tegangan tetap, yakni suatu sumber tegangan ideal
dengan tegangan keluaran yang tidak berubah,
berapapun besarnya arus yang diambil darinya.
Rangkaian setara Norton : Menggunakan sumber arus
tetap, yang dapat menghasilkan arus tetap, berapapun
besarnya hambatan yang dipasang pada keluarannya
Lecture #2 By Yohandri
12
4.1. Rangakaian Setara Thevenin
Thevenin's Theorem
Setiap rangkaian dengan dua ujung atau gerbang tunggal,
dapat digantikan dengan suatu sumber tegangan tetap
atau suatu gaya gerak listrik (ggl) dan suatu hambatan
seri dengan ggl tersebut
Vi
Ro
Ri
Ei
Eo
Ro
Vo
Lecture #2 By Yohandri
ETH
Vo
13
Analisis Rangkaian Thevenin
Contoh :
R1
Tentukan rangkaian setara
Untuk
E
R2
Vo
R1 = 1 K 
R2 = 1 K 
Bagaimana jika
RTH dapat dihitung dengan mengganti
E dengan hubungan singkat, sehingga
RTH 
R1 R2
R1  R2
R1 = 100 
R2 = 100 
Amati jika pada keluaranya
dari model 1 dan 2 diambil
arus 10 mA
Dan ETH dapat dihitung dengan sistem
pembagi tegangan
ETH 
R2
E
R1  R2
Lecture #2 By Yohandri
14
Latihan
R1
Ro
E
ETH
R2
Diketahui : R1
R2
R3
E
=1K
=2K
=1K
= 12V
R3
Vo
Vo
Lecture #2 By Yohandri
15
4.2. Rangakaian Setara Norton
Rangkaian setara ini terdiri dari sumber arus tetap IN
paralel dengan suatu hambatan RO
Ro
IN
Ro
ETH
Bila ujung kelauarn Thevenin dan Norton sama-sama
dihubung singkatkan maka arus yang mengalir pada
keluaran akan bernilai sama
RTH
Ios 
 IN
Ro
Ios adalah arus keluaran jika
dihubungkan singkat
Lecture #2 By Yohandri
16
Example
R1
R3
E
R2
R4
R1 = 1K
R2 = 2K
R3 = 1K
R4 = 1K
E = 12V
Lecture #2 By Yohandri
17