perkenalan tentang rangkaian listrik untuk mahasiswa semester 2 Universitas mataram..

1. RANGKAIAN LISTRIK I (A)
3 sks / Semester II
I Made Ari Nrartha, ST., MT

2. TUJUAN PEMBELAJARAN
 Mahasiswa dapat menyelesaikan mengetahui dan
mengerti tentang hukum-hukum, sifat-safat, dan
prilaku fisik medan listrik dan magnet serta mampu
menterjemahkan ke dalam model matematika dan
mampu memberikan interpretasi dan penilaian
terhadap penggunaannya dalam bidang teknologi.

3. LINGKUP MATERI:
 Komponen dasar dan rangkaian listrik
 Hukum arus dan tegangan
 Metoda-metoda analisis rangkaian
 Operasional Amplifier
 Kapasitor dan induktor
 UTS
 Rangkaian RL dan RC dasar
 Rangkaian RLC
 Analisis sinusoidal steady state
 UAS

4. REFERENSI
 Hayt, W.H.Jr., & Kemmerly, J.E., 1995, Rangkaian
Listrik Jilid I, alih bahasa, Penerbit Erlangga,
Jakarta.
 Hayt, W. H. Jr., Kemmerly, J.E., Durbin, S. M, 2007
, Engginering Circuit Analysis, McGraw Hill, New
York.
Distribusi Nilai
Tugas + res. : 20 %
Quiz :5%
UTS : 35 %
UAS : 40 %

5. PENDAHULUAN

7. Deret Maclaurin

12. Strategi penyelesaian masalah :

13. DEFINISI-DEFINISI
 Rangkaian listrik adalah suatu kumpulan elemen
atau komponen listrik yang saling dihubungkan
dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit
mempunyai satu lintasan tertutup.
 Komponen listrik:
 Dua terminal (dibicarakan pada RL) :
 Sumber Tegangan,
Komponen aktif
 sumber arus,
 Resistor (R)
 Induktor (L) Komponen pasif
 Capasitor (C)
 Lebih dari dua terminal (dibicarakan di elka)
 Transistor ,
 Op-amp

14. ELEMEN PASIF
 R menyerap energi (resistor, tahanan atau
hambatan, satuannya Ohm : Ω)
 L  menyerap energi, dapat menyimpan energi
dalam bentuk medan magnet (induktor, lilitan,
belitan atau kumparan, satuannya hendry)
 C menyerap energi, dapat menyimpan energi
dalam bentuk medan listrik (kapasitor, kondensator,
satuannya farad)

15. UNIT & SKALA

17. MUATAN, ARUS,TEGANGAN ENERGI DAN DAYA
Muatan (Coulomb)
 Jenis muatan:
 + proton (1 proton = + 1.602 x 10-19 Coulomb)
 - elektron (1 elektron = - 1.602 x 10-19 Coulomb)
 Simbol:
 Q = muatan konstan
 q(t) = muatan tergantung waktu
Arus (Ampere)
 Definisi matematis

18. ARUS LISTRIK
 Simbol i (dari kata Perancis : intensite), i (kecil)
untuk fungsi waktu dan I (besar) untuk nilai sesaat.
Satuan Ampere (A)
 Arus merupakan perubahan muatan terhadap
waktu atau banyaknya muatan yang melintasi suatu
luasan penampang dalam satu satuan waktu
 Arah arus listrik searah dengan arah pergerakkan
muatan positif atau berlawanan arah dengan arah
pergerakkan muatan negatif (elektron)

19. MENGAPA ADA ARUS?
 karena ada muatan yang bergerak
 karena ada kecepatan pada muatan
 karena ada percepatan yang dialami muatan
 karena ada gaya (F=ma)
 karena ada medan listrik
 beda potensial (E=V/d)
 beda muatan
 pemisahan muatan positif dengan muatan negatif
 Karena ada kerja yang memisahkan muatan

20.  Macam-macam arus
 Arus searah (DC)
 Arus mengalir dengan nilai konstan
 Arus bolak-balik (AC)
 Nilainya berubah-ubah secara periodik
 Penulisan simbul arus dalam rangkaian

21. TEGANGAN
Tegangan, beda potensial, atau voltage
 adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan
satu muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen
atau komponen dari satu terminal/kutub ke
terminal/kutub lainnya,
 atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai
beda potensial jika kita
menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu
coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya.
 Kerja yang dilakukan adalah energi yang
dikeluarkan, sehingga pengertian diatas dapat
dipersingkat bahwa tegangan adalah energi per
satuan muatan.
 1 Coulomb = -6,24 x 1018 elektron

22. TEGANGAN
 Definisi matematis v = joule/coulomb = volt

23. SUMBER TEGANGAN DAN ARUS
 Sumber tegangan bebas
 Sumber arus bebas

24. SUMBER IDEAL DAN TIDAK IDEAL
 Sumber Ideal  sumber yang tidak memiliki
tahanan dalam.
 Sumber tidak Ideal  mempunyai tahanan dalam
rd
rd

25. SUMBER ARUS DAN TEG. TIDAK BEBAS

26. ENERGI
 Kerja yang dilakukan oleh gaya sebesar satu Newton
untuk memindahkan benda sejauh satu meter.
Berlaku hukum Kekekalan Energi :
 Energi tidak dapat dihasilkan dan tidak dapat
dihilangkan, energi hanya berpindah dari satu bentuk ke
bentuk yang lainnya.
Contoh:
 Pada Pembangkit Listrik Tenaga Air, energi dari air yang
bergerak berubah menjadi energi listrik,
 Energi listrik akan berubah menjadi energi cahaya dan
energi panas jika anergi listrik tersebut melewati suatu
lampu.
 Pada rangkaian listrik, bila ada suatu elemen yang
mengirimkan energi, maka akan ada
elemen/komponen lain yang menyerap energi tersebut.

27. Menyerap energi Jika MENGIRIM ENERGI  JIKA ARUS
arus positif masuk ke POSITIF MASUK KE TERMINAL
terminal positif elemen NEGATIF ATAU MENINGGALKAN
atau meninggalkan TERMINAL POSITIF ELEMEN
terminal negatif elemen
TERSEBUT.
tersebut.
Energi yang diserap/dikirim pada suatu elemen yang
bertegangan v dan muatan yang melewatinya Δq adalah :
w v q Satuannya : Joule (J)

28. DAYA
 Rata-rata kerja yang dilakukan
 Satuannya : Watt (W)  James Watt
 Daya secara matematis :
dw dw dq
P vi
dt dq dt
 Daya P = v.i
 Energi W = int/P.dt = v.i.t
 Daya positif  menyerap energi
 Daya negatif  mengirim energi

29. DAYA
 Ilustrasi konsensi tanda untuk daya.

30. CONTOH SOAL
 Bila dimungkinkan merangkai rangkaian berikut ini,
tentukan nilai tegangan, arus, dan daya yang
disalurkan untuk masing-masing sumber!
4V
4A 8V 6A