1. Rangkaian Listrik :
Elemen, Diagram,
Sumber Energi, Hukum
Ohm, Hukum Kirchhoff
Asep Najmurrokhman
Jurusan Teknik Elektro
Universitas Jenderal Achmad Yani
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 1

2. Elemen dan diagram
rangkaian listrik
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 2

3. Elemen rangkaian dan Simbol
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 3

4. Elemen rangkaian dan simbol
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 4

5. Elemen rangkaian dan simbol
• Induktor
• Transformator
• Dioda
• Transistor
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 5

6. 5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 6

7. Lampu indikator
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 7

8. • Dalam sebuah batere, ada bagian yang kelebihan
elektron dan ada yang kekurangan elektron (hole)
• Saat rangkaian terhubung secara tertutup, misalnya
dengan menyambungkan sebuah lampu, maka
sebuah aliran elektron akan terjadi dari satu bagian ke
bagian lain. Aliran elektron tersebut disebut arus
listrik
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 8

9. Model rangkaian
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 9

10. Hukum Ohm
 dipublikasikan tahun1827 oleh Georg
Simon Ohm
 Untuk resistansi yang tetap, semakin besar
tegangan pada sebuah resistor, semakin besar
arus yang mengalir dalam resistor tersebut.
Untuk tegangan yang sama, semakin besar nilai
resistansi, semakin kecil arus yang mengalir.
 Arus berbanding lurus dengan tegangan yang
diberikan dan berbanding terbalik dengan
resistansi.
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 10

11. Hukum Ohm
E
I
R
I = arus (amper, A)
E = tegangan (volt, V)
R = resistansi (ohm, )
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 11

12. grafik hukum Ohm
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 12

13. Grafik hukum Ohm
Insert Fig 4.8
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 13

14. Contoh
1. Sebuah lampu pijar kecil terhubung dengan sebuah batere.
Jika sebuah batere 5 volt dapat menyalakan lampu tersebut
yang memiliki resistansi 1 , hitung arus yang mengalir.
Jawab :
I = E/R => I = 5 v/1  = 5 A
2. Lampu LED memiliki resistansi minimal untuk mengalirkan
arus. Sebuah tegangan 5 volt dapat merusak lampu LED jika
arusnya tidak dibatasi. Jika resistansi lampu sebesar 1 , dan
lampu LED menyerap tegangan 1,4 v untuk menyala, hitung
arus yang mengalir dalam rangkaian.
Jawab :
I = (5V-1.4V)/1 = 3.6 A
(Arus maksimum LED biasanya sekitar 30mA atau 0,03 A)
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 14

15. Variabel dalam rangkaian
• Sumber tegangan (satuan : volt)
• Arus dalam rangkaian (satuan : A)
• Resistansi (satuan :  (ohm))
• Selisih tegangan dalam rangkaian
VAB = VA - VB
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 15

16. Tegangan Listrik
terminal
A B
+ -
i
vAB
– Tegangan atau perbedaan tegangan terdapat di antara
dua titik atau simpul
– Tegangan mempunyai polaritas
+ -
VAB = - VBA
A B
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 16

17. Arus listrik
– Arus mengalir pada cabang atau jalur
– Arus mempunyai arah aliran
i
iAB = - iBA
A B
• Konvensi polaritas tegangan dan arah arus:
– Arus mengalir dari ‘+’ ke ‘-’ berarti energi dilepaskan.
– Karena resistor melepaskan energi, arus mengalir dari ‘+’
ke ‘-’
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 17

18. Hukum Ohm
• Rangkaian elektrik yang paling sederhana terdiri dari
sebuah batere (sumber tegangan) dan sebuah resistor
• Arus mengalir dari terminal positif batere ke terminal
negatifnya.
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 18

19. Hukum Ohm
Ammeter pada rangkaian membaca arus yang
mengalir melalui resistor, sedangkan voltmeter
membaca tegangan di antara kedua terminal resistor
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 19

20. Resistor dalam rangkaian
• Bentuk seri
• Bentuk paralel
• Bentuk kombinasi seri paralel
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 20

21. Hubungan seri dua resistor
Dua resistor dihubungkan secara seri, maka arus yang
mengalir di resistor pertama akan sama dengan arus
yang mengalir di resistor kedua
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 21

22. Arus pada rangkaian seri
• Arus hanya mempunyai
satu kemungkinan rute
dalam rangkaian R1
• Setiap ammeter V
membaca harga arus
yang sama R2
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 22

23. Tegangan pada rangkaian seri
• tegangan pada R1
ditambah tegangan
pada R2 sama dengan
tegangan sumber R1 V1
• I=V1/R1=V2/R2 V
• Rtotal = R1 + R2 V2
R2
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 23

24. Contoh
Jawab :
• Rtotal = R1 + R2 = 30 
• I = VB/Rtotal = 30 V/30
=1A
• V1 = R1 I = 10   1
A = 10 V
Jika R1 = 10  dan R2 = 20  serta • V2 = R2 I = 20   1
VB = 30 volt, hitung I, V1, dan V2. A = 20 V
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 24

25. Rangkaian paralel 2 resistor
• Tegangan pada masing-masing resistor sama
dengan tegangan sumber
• Arus dari sumber terbagi 2, masing-masing
melalui resistor yang berbeda
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 25

26. Arus pada rangkaian paralel 2 resistor
• Arus pada R1 ditambah
arus pada R2 sama
dengan arus sumber
V
• I1=V/R1; I2=V/R2 R1 R2
• I= I1+ I2
• 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 26

27. contoh
Jawab :
• 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2
diperoleh Rtotal = 2,4 
• I = VB/Rtotal = 24 V/2,4  =
10 A
• I1 = VB/R1 = 24 V/4  = 6 A
• I2 = VB/R2 = 24 V/6  = 4 A
Jika R1 = 4  dan R2 = 6
 serta VB = 24 volt,
hitung I, I1, dan I2.
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 27

28. resistor
Resistor adalah komponen yang berfungsi membatasi arus
dalam rangkaian. Nilai resistansinya dinyatakan dalam pita
warna.
• Pita 1: digit 1
• Pita 2: digit 2
• Pita 3: pengali
• Pita 4 (jika ada): toleransi
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 28

29. contoh
Pita warna sebuah resistor :
kuning = 4, digit 1
ungu = 7, digit 2
coklat = 1, pengali 101
470 Ohm or 470
Nilai toleransi:
emas: 5%
perak: 10%
polos: 20%
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 29

30. Hukum kirchhoff
Berapa nilai arus i dalam rangkaian ?
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 30

31. Hukum Kirchhoff
1. Jumlah tegangan / potensial
dalam rangkaian tertutup
berharga nol. Hal ini diperoleh
dari sifat konservasi energi.
2. Jumlah arus yang masuk ke
dalam cabang rangkaian dari
sebuah rangkaian tertutup
sama dengan jumlah arus yang
keluar dari cabang tersebut.
Hal ini diperoleh dari sifat
konservasi muatan.
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 31

32. Penerapan hukum kirchhoff
• Asumsikan arah arus dalam rangkaian, biasanya searah dengan
jarum jam.
• Tanda untuk sumber tegangan adalah negatif apabila arus melintas
sumber tersebut dari arah polaritas negatif ke positif
• Tentukan titik awal pembacaan tegangan dalam rangkaian
• Jumlahkan seluruh tegangan dan samakan dengan nol
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 32

33. Contoh satu loop
 E1  ir2  iR1  iR2  E2  ir2  iR3  0
i r2  R1  R2  r2  R3   E1  E2
E1  E2 E1  E2
i 
r2  R1  R2  r2  R3 R1  R2  2r2  R3
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 33

34. Contoh satu loop
Hitung arus dalam rangkaian ?
( 12  4  2)V  i (1  5  5  1  1  3)  0
10 V
i  0.625 A
16 
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 34

35. Contoh satu loop
Hitung tegangan terminal di setiap batere.
12V:
V    ir  12V  0.625 A  1  11.375 V
2V:
V    ir  2V  0.625 A  1  1.375 V
4V:
V    ir  4 V  0.625 A  1  4.625 V
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 35

36. Contoh multi loop
Loop 1 :
 12  4i1  3i  0
Loop 2 :
 4i1  2i2  5  0
Arus cabang :
i  i1  i2
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 36

37. • Penyelesaian dengan memecahkan beberapa
persamaan secara bersamaan
• Metode eliminasi jumlah variabel
• Bentuk matriks
• Solusi :  12  4i1  3i  0 i  1.5 A 1
 4i1  2i2  5  0 i2  0.5 A
i  i1  i2 i  2.0 A
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 37

38. Tugas#1
1. Perhatikan rangkaian berikut
2 k
3 k
Vs
5 k
Jika Vs = 10 volt, tentukan:
a. Arus yang mengalir dalam rangkaian
b. Tegangan pada masing-masing resistor
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 38

39. 2. Untuk rangkaian berikut, jika sumber
tegangan sebesar 10 volt, hitung:
a. Arus yang mengalir dalam rangkaian
b. Tegangan pada masing-masing resistor
2 k
3 k 5 k
Vs
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 39

40. 3. Tentukan arus dalam rangkaian berikut
5 April 2011 TM2016 Teknik Tenaga Listrik 40