SlideShare a Scribd company logo
100401070035
UNIVERSITAS KANJURUHAN
MALANG
FKIP FISIKA „10 KELAS “A”
• Definisi dan Satuan
• Hukum Eksperimental
  dan Rangkaian Sederhana (Bagian ke-1)
• Analisa Rangkaian Loop Tunggal
• Hukum Eksperimental
  dan Rangkaian Sederhana (Bagian ke-2)
  Kombinasi Tahanan dan Sumber
• Beberapa Teknik untuk
  Menganalisis Rangkaian
• Fungsi Pemaksa Sinusoida
• Respons Paksaan kepada Fungsi-fungsi Pemaksa
• Respon keadaan Tunak
• Daya rata2 dan RMS
• Apakah yang dimaksud dengan “Analisis Rangkaian Teknik” ?
•
  Analisis kajian (secara matematis) mengenai suatu kesatuan yang
  kompleks beserta hubungan di antara bagian-bagian kesatuan
  tersebut.
•
  Rangkaian sambungan alat-alat listrik yang sederhana di mana
  terdapat paling sedikit satu jalan tertutup yang dapat dilalui arus.
•
  Teknik ilmu pengetahuan yang menerangkan penggunaan sifat-sifat
  materi dan sumber-sumber energi di alam untuk keperluan umat
  manusia.
•

  Dapat disimpulkan bahwa “Analisis Rangkaian Teknik” adalah suatu
  pelajaran matematik mengenai beberapa sambungan alat-alat listrik
  sederhana di mana terdapat paling sedikit satu jalan arus tertutup.
•   Sistem Satuan Internasional (SI) menggunakan sistem desimal untuk menghubungkan
    satuan besar dan satuan kecil dengan satuan-satuan dasar dan menggunakan awalan
    standar untuk menunjukkan pangkat daripada bilangan 10. Sistem awalan standar ini
    adalah :
•
    atto- (a-, 10-18) desi- (d-, 10-1)
•
    femto- (f-, 10-15) deka- (da-, 101)
•
    piko- (p-, 10-12) hekto- (h-, 102)
•
    nano- (n-, 10-9) kilo- (k-, 103)
•
    mikro- (m -, 10-6) mega- (M-, 106)
•
    mili- (m-, 10-3) giga- (G-, 109)
•
    senti- (c-, 10-2) tera-, (T-, 1012)
•
    yang terdapat di dalam blok pada tabel diatas adalah awalan yang paling sering digunakan
    oleh para mahasiswa yang mempelajari teori rangkaian listrik.
• Satuan muatan yang dinamai dengan coulomb menurut Charles Coulomb, yakni
  orang pertama yang membuat pengukuran kuantitatif yang teliti mengenai gaya
  antara dua muatan. Muatan secara umum didefinisikan adalah sebagai berikut :
  dua partikel kecil yang bermuatan identik dan berjarak satu meter dalam vakum
  dan tolak-menolak dengan gaya sebesar 10-7 c2 newton mempunyai muatan
  yang persis identik, yang besarnya masing-masing adalah plus atau minus satu
  coulomb (C). Simbol c menyatakan kecepatan cahaya, 2,997 925 × 108 m/det.
  Dalam satuan ini, muatan sebuah elektron adalah negatif 1,602 19 × 10-19 C,
  dan 1 C (yang negatif) menyatakan muatan total yang dimiliki oleh 6,24 × 1018
  elektron.
•
  Kita akan melambangkan muatan dengan Q atau q ; huruf besar akan dipakai
  untuk menyatakan muatan yang tidak berubah terhadap waktu, atau sebuah
  konstanta, dan huruf kecil akan menyatakan hal umum mengenai muatan yang
  berubah terhadap waktu. Kita seringkali menamai muatan ini sebagai nilai
  sesaat (instanteneous value) daripada muatan dan untuk menandakan
  ketergantungannya terhadap waktu maka ditulis q(t). Pemakaian yang sama dari
  huruf besar dan huruf kecil akan dilakukan juga kepada semua kualitas listrik
  yang lain.
•   Muatan yang bergerak adalah sebuah arus. Arus akan kita definisikan lagi lebih teliti di
    bawah ini. Arus yang terdapat di dalam sebuah jalur tertentu, seperti misalnya kawat logam,
    mempunyai besar dan arah yang diasosiasikan dengannya arus tersebut adalah ukuran di
    mana muatan bergerak melalui sebuah titik tertentu per satuan waktu dalam arah tertentu.
•
    Kita mendefinisikan arus pada sebuah titik tertentu dan yang mengalir dalam arah tertentu
    sebagai besarnya muatan sesaat yang mengalir per satuan waktu dimana muatan positif
    netto bergerak melalui titik tersebut dalam arah tertentu. Arus mempunyai simbol I atau i,
    jadi :


•   Satuan arus adalah ampere (A), yang menyatakan banyaknya muatan yang mengalir
    dengan laju 1 C/s. Nama ampere diambil mengikuti nama A.M Ampere, seorang ahli fisika
    Perancis pada permulaan abad ke sembilan belas. Sering juga arus tersebut dinamai “1
    amp”, tetapi nama ini tak formal dan tak resmi. Penggunaan huruf kecil i akan diasosiasikan
    dengan nilai sesaat.
•
    Beberapa jenis arus yang berlainan digambarkan oleh Gambar 1. Sebuah arus yang
    konstan dinamai dengan arus searah, atau singkatnya dc (direct current), dan diperlihatkan
    oleh Gambar 1a. Kita akan menemui banyak sekali contoh praktis dari arus yang berubah
    menurut bentuk sinus terhadap waktu, Gambar 1b; arus yang bentuknya seperti ini terdapat
    pada rangkaian-rangkaian alat rumah tangga biasa. Arus seperti itu disebut arus bolak-
    balik, atau ac (alternating current). Arus eksponensial dan arus berbentuk sinus teredam,
    yang dilukiskan dalam Gambar 1c dan d, akan ditemui juga kelak.
•   Misalkan bahwa arus searah diarahkan ke titik-ujung (terminal) A melalui elemen memerlukan pengeluaran energi. Maka kita katakan
    bahwa terdapat tegangan listrik atau perbedaan potensial di antara kedua titik ujung tersebut, atau terdapat tegangan atau selisih potensial
    “melintasi” elemen tersebut. Jadi tegangan melintasi sebuah pasangan terminal adalah ukuran kerja yang diperlukan untuk menggerakkan
    muatan melalui elemen tersebut. Secara khusus, kita dapat mendefinisikan tegangan melintasi elemen sebagai kerja yang perlu untuk
    menggerakkan muatan positif sebesar 1 C dari satu titik ujung melalui alat tersebut ke titik ujung yang lain. Tanda untuk tegangan akan
    dibicarakan di bawah. Satuan untuk tegangan adalah volt (v), yang sama dengan 1 J/C dan tegangan dinyatakan dengan V atau v.
    Untunglah bahwa nama lengkap ahli fisika Italia dari abad kedelapan belas, Alessnadro Guiseppe Antonio Anastasio Volta, tidak
    digunakan sepenuhnya untuk satuan dari selisih potensial ini.
•
    Perbedaan potensial atau tegangan bisa terdapat antara sepasang terminal listrik, baik arus mengalir atau pun tidak mengalir. Sebuah
    batere mobil misalnya, mempunyai tegangan 12 V melintasi terminal-terminalnya walaupun tak ada apa-apa yang dihubungkan ke terminal
    ini.
•
    Energi yang digunakan untuk mendorong muatan-muatan melalui elemen tersebut harus muncul karena prinsip kekekalan energi. Jika kita
    kelak menemui elemen rangkaian khusus, kita perlu memperhatikan apakah energi disimpan di dalam sesuatu bentuk yang mudah didapat
    kembali atau apakah energi tersebut berubah menjadi panas, energi akustik, dan bentuk-bentuk lain yang tidak dapat balik lagi.
•
    Kita sekarang harus membuat satu perjanjian yang diperlukan untuk membedakan energi yang diberikan oleh elemen itu sendiri kepada
    alat luar. Kita melakukan ini dengan pemilihan tanda untuk tegangan pada ujung A terhadap terminal B. Jika sebuah arus positif memasuki
    titik ujung A dari elemen dan jika sebuah sumber luar harus mengeluarkan energi untuk menghasilkan arus ini, maka titik ujung A adalah
    positif terhadap titik ujung B. Dapat juga kita katakan bahwa titik ujung B adalah negatif terhadap titik ujung A.
•


•
    Gambar 3: Dalam (a) dan (b) titik ujung B adalah 5 V positif terhadap terminal A, dalam (c) dan (d) titik ujung A adalah 5 V positif terhadap
    terminal B.
•
    Perlu disadari bahwa pasangan plus-minus tanda aljabar tidak menunjukkan kekutuban (polarity) tegangan yang sesungguhnya, tetapi
    hanya sekedar konvensi yang membolehkan kita berbicara dengan pasti mengenai tegangan melintasi pasangan titik ujung. Definisi setiap
    tegangan haruslah mencakup sepasang tanda plus-minus! Dengan menggunakan kuantitas v1 (t) tanpa menunjukkan tempat dari
    pasangan tanda plus-minus adalah sama dengan menggunakan istilah yang tak terdefinisikan.
•


•
    Gambar 4: (a) dan (b) adalah definisi yang tidak mencukupi dari tegangan. (c) Definisi yang benar yang mencakup simbol variabel dan
    pasangan simbol plus minus.
•   Kita perlu tentukan sebuah ungkapan bagi daya yang diserap oleh suatu elemen rangkaian; dinyatakan dalam tegangan yang terdapat
    padanya dan arus yang melaluinya. Tegangan telah didefinisikan sebagai energi yang dibelanjakan, dan daya adalah laju dengan mana
    energi dibelanjakan. Namun demikian, tak ada pernyataan yang bisa dibuat mengenai alih energi pada keempat kasus yang ditunjukkan
    pada Gambar 3, misalnya, sebelum arah arus ditentukan. Kita anggap bahwa panah arus ditempatkan di bagian atas, menuju ke kanan,
    dan ditandai “+ 2 A”; maka di dalam kedua hal c dan d titik-ujung A adalah 5 V positif terhadap titik-ujung B dan karena arus positif
    memasuki titik-ujung A, energi diberikan kepada elemen. Di dalam dua hal lainnya, elemen tersebut memberikan energi kepada alat luar.
•
    Kita telah mendefinisikan daya, dan kita akan menyatakannya dengan P atau p. Jika satu joule energi diperlukan untuk memindahkan
    muatan satu coulomb melalui alat, maka laju pengeluaran energi persatuan waktu untuk memindahkan satu coulomb muatan per detik
    melalui alat adalah satu watt. Tenaga yang diserap ini haruslah sebanding dengan banyaknya coulomb yang dipindahkan per detik, atau
    arus, dan sebanding dengan energi yang diperlukan untuk memindahkan satu coulomb melalui elemen, atau tegangan, atau watt. Jadi,
•
    (2)
•
    Dimensi arus kanan persamaan ini adalah hasil kali joule per coulomb per detik, yang menghasilkan dimensi joule per detik, atau watt,
    seperti yang diharapkan.
•
    Konvensi untuk arus, tegangan dan daya disimpulkan dalam Gambar 5. Sketsa tersebut memperlihatkan bahwa jika sebuah ujung elemen
    adalah v volt positif terhadap titik ujung yang lain, dan jika sebuah arus i memasuki elemen tersebut melalui titik ujung pertama, maka daya
    p = vi diserap oleh atau diberikan pada elemen tersebut. Jika panah arus diarahkan pada elemen di titik ujung yang bertanda plus, maka
    kita menggunakan konvensi tanda pasif. Konvensi ini harus dipelajari dengan hati-hati, dimengerti dan diingat. Dengan perkataan lain,
    konvensi ini mengatakan bahwa jika panah arus dan tanda kekutuban tegangan ditempatkan pada titik-titik ujung elemen sehingga arus
    masuk pada ujung elemen yang diberi tanda positif, dan jika panah dan pasangan tanda dinyatakan dengan kuantitas-kuantitas aljabar
    yang bersangkutan, maka daya yang diserap oleh elemen dapat dinyatakan sebagai perkalian aljabar daripada kedua kuantitas tersebut.
    Jika harga numerik dari perkalian itu adalah negatif, maka kita katakan bahwa elemen itu menyerap daya negatif, atau elemen itu
    sebenarnya menghasilkan daya dan mengantarkannya pada suatu elemen luar. Misalnya, di dalam Gambar 5 dengan v = 5 V dan i = -4 A,
    maka elemen tersebut dapat dikatakan menyerap -20 W atau menghasilkan 20 W.
•
    Ketiga contoh pada Gambar 6 selanjutnya menggambarkan konvensi tersebut.
•
•   Kita sekarang akan membedakan sebuah elemen rangkaian umum dari sebuah elemen rangkaian
    sederhana dengan mengatakan bahwa elemen rangkaian umum akan terdiri lebih dari satu elemen
    rangkaian sederhana, dan bahwa sebuah elemen rangkaian sederhana tidak dapat lagi dibagi lebih lanjut
    menjadi elemen-elemen rangkaian lain. Untuk singkatnya, kita sepakati bahwa istilah elemen rangkaian
    pada umumnya akan menyatakan sebuah elemen rangkaian sederhana.
•
    Semua elemen rangkaian sederhana yang akan ditinjau dalam pekerjaan berikutnya dapat digolongkan
    menurut hubungan dari arus yang melalui elemen dengan tegangan melintasi elemen tersebut. Misalnya
    jika tegangan melintasi elemen adalah berbanding lurus dengan arus yang melalui elemen, atau v = ki,
    maka kita akan menamai elemen tersebut sebuah tahanan. Jenis lain dari elemen rangkaian sederhana
    mempunyai tegangan titik ujung yang sebanding dengan turunan terhadap waktu atau integral arus
    terhadap waktu. Ada juga elemen-elemen di mana tegangannya sama sekali tak tergantung pada arus
    atau arus sama sekali tak tergantung pada tegangan elemen-elemen seperti ini adalah sumber-sumber
    bebas. Selanjutnya, kita perlu mendefinisikan jenis sumber khusus di mana tegangan sumber atau arus
    tergantung pada arus atau tegangan di salah satu bagian rangkaian; sumber-sumber seperti itu akan
    dinamai sumber-sumber yang tak bebas atau sumber-sumber terkontrol.
•
    Menurut definisi, sebuah elemen rangkaian sederhana adalah model matematis dari sebuah alat listrik
    yang mempunyai dua titik ujung (terminal) dan yang secara lengkap dapat dinyatakan oleh hubungan
    antara arus dan tegangan tetapi tidak dapat lagi dibagi menjadi alat-alat lain yang mempunyai dua titik-
    ujung.
•
    Elemen pertama yang akan kita perlukan adalah sebuah sumber tegangan bebas. Sumber ini akan
    ditandai dengan sebuah tegangan terminal yang sama sekali tak tergantung pada arus yang melaluinya.
    Jadi, jika kita diberi sebuah sumber tegangan bebas dan diberitahu bahwa tegangan terminal adalah 50
    t2V, maka dapat dipastikan bahwa pada t = 1 det tegangannya adalah 50 V, tak peduli berapa arus yang
    sudah mengalir, yang sedang mengalir, atau yang akan mengalir. Gambaran sebuah sumber tegangan
    bebas diperlihatkan di dalam Gambar 7. Indeks bawah s hanya sekedar menunjukkan tegangan sebagai
    tegangan “sumber”.
• Gambar 8: Gambaran dari sebuah sumber tegangan bebas, konstan
  atau dc. Pada (a) sumber memberikan 12 W dan pada (b) batere
  menyerap 12 W



•
    Gambar 9: Simbol rangkaian untuk sumber arus bebas




•
    Sambungan antara dua atau lebih elemen rangkaian sederhana
    dinamai jaringan (network): jika jaringan mengandung sedikitnya satu
    jalur tertutup, jaringan itu dinamai rangkaian (circuit) listrik. Setiap
    rangkaian adalah sebuah jaringan, tetapi tidak semua jaringan
    merupakan rangkaian.
•
    Jaringan yang mengandung sedikitnya sebuah elemen aktif, seperti
    sumber tegangan atau sumber arus bebas, adalah sebuah jaringan
    aktif. Jaringan yang tidak mengandung elemen aktif adalah sebuah
• Pendahuluan
• Pada pembahasan ini dibatasi pada analisis rangkaian
  sederhana yang hanya mempunyai sumber arus, sumber
  tegangan dan tahanan; sumber tersebut boleh yang bebas
  atau pun yang tak bebas. Di dalam menganalisis rangkaian ini
  kita akan menggunakan beberapa transformasi jaringan,
  teorema jaringan, dan metode-metode matematik yang akan
  dapat kita terapkan kelak, dengan hanya mengadakan sedikit
  perubahan, kepada rangkaian yang mengandung elemen
  pasif lain yang dirangsang oleh sumber yang berubah
  terhadap waktu. Kita akan mempelajari metode yang berguna
  dalam analisis rangkaian dengan cara penerapannya pada
  keadaan yang sesederhana mungkin, yakni rangkaian
  penahan (resistive circuit).
•   Hukum Ohm mengatakan bahwa tegangan melintasi berbagai jenis bahan pengantar adalah berbanding lurus kepada arus yang mengalir
    melalui bahan tersebut,
•
    (1)
•
    di mana konstanta pembanding R dinamai resistansi (tahanan). Satuan tahanan adalah ohm, yang sama dengan 1 V/A dan biasanya
    disingkat dengan huruf omega besar, ©.
•   Gambar 1 memperlihatkan simbol rangkaian yang paling umum yang dipakai untuk sebuah tahanan. Sesuai dengan konvensi tegangan,
    arus dan daya yang dipakai dalam bab yang lalu, hasil perkalian antara v dan i akan memberikan daya yang diserap oleh tahanan
    tersebut. Yakni, v dan i dipilih sehingga memenuhi konvensi tanda pasif. Daya yang diserap timbul sebagai panas dan nilainya selalu
    positif; sebuah tahanan adalah elemen pasif, yang tidak bisa menyerahkan daya atau menyimpan energi. Cara lain, untuk menyatakan
    daya yang diserap adalah

    (2)
•
    Perbandingan diantara arus dan tegangan adalah juga sebuah konstanta,
•
    (3)
•
    di mana G dinamai konduktansi. Satuan untuk konduktansi adalah mho, yakni, 1 A/V, dan disingkat dengan huruf omega terbalik. Simbol
    rangkaian yang sama digunakan untuk menyatakan resistansi dan konduktansi. Satuan SI untuk konduktansi adalah Siemens, istilah yang
    tidak banyak digunakan di Amerika Serikat. Lambang rangkaian yang sama digunakan baik untuk resistansi maupun konduktansi. Daya
    yang diserap adalah juga positif dan dapat dinyatakan dalam konduktansi
•
    (4)
•
    Resistansi dapat digunakan sebagai dasar untuk mendefinisikan dua istilah yang umum digunakan, yakni hubungan pendek (short circuit),
    dan rangkaian terbuka (open circuit). Kita definisikan hubungan pendek sebagai sebuah tahanan yang besarnya nol ohm; maka, karena ,
    tegangan melintasi sebuah rangkaian pendek harus sama dengan nol, walaupun besarnya arus boleh sembarang. Dengan cara yang
    sama, kita definisikan rangkaian terbuka sebagai tahanan yang mempunyai tahanan tak berhingga. Jelaslah bahwa arusnya sama dengan
    nol, tak perduli berapa tegangan melintasi rangkaian terbuka tersebut.
•   Gustav Robert Kirchoff, seorang guru besar universitas berkebangsaan Jerman yang lahir kira-kira pada
    waktu Ohm melakukan percobaannya. Hukum aksiomatik ini dinamakan hukum arus Kirchoff (Kirchoof’s
    Current Law, disingkat KCL), yang mengatakan bahwaBila ada arus netto yang masuk sebuah simpul,
    maka laju penumpukan coulomb pada simpul tersebut tidak sama dengan nol. Tetapi, sebuah simpul
    bukanlah suatu elemen rangkaian dan pasti tidak bisa menyimpan, memusnahkan atau membangkitkan
    muatan. Sehingga dengan demikian arus harus berjumlah nol
•   Kita sekarang beralih ke hukum tegangan Kirchhoff ( Kirchhoff’s voltage law, disingkat KVL ). Hukum ini
    mengatakan bahwa
•
    jumlah aljabar semua arus yang memasuki sebuah simpul adalah nol.
•
    Kita harus lagi menerima hukum ini sebagai aksioma, walaupun hukum ini dikembangkan di dalam
    pendahuluan teori elektromagnetik.
•
    Arus adalah yang berkaitan dengan muatan yang mengalir melalui sebuah elemen rangkaian, sedangkan
    tegangan adalah suatu ukuran selisih energi potensial melintasi elemen.
•
    Jadi bila kita melalui suatu jalan tertutup, maka jumlah aljabar dari tegangan melintasi elemen individual
    sekelilingnya haruslah nol. Jadi, bisa kita tulis
•
    atau v1 + v2 + v3 + ... + vN = 0 (6)
•
    Hukum tegangan Kirchoff adalah suatu konsekuensi kekekalan energi dan sifat konservatif rangkaian
    listrik. Hukum ini juga bisa ditafsirkan menurut analogi gaya berat. Bila suatu massa digerakkan sekeliling
    jalan tertutup dalam sebuah medan gravitasi konservatif, maka kerja total yang dilakukan terhadap massa
    tersebut adalah nol. Kita bisa juga menerapkan KVL pada rangkaian dengan beberapa cara yang
    berbeda.
•   Kita akan menganggap bahwa nilai tahanan dan tegangan sumber dari Gambar 6a diketahui dan mencoba menentukan arus
    yang melalui setiap elemen, tegangan melintasi setiap elemen, dan tenaga yang diberikan atau yang diserap oleh setiap
    elemen.
•

•

    Gambar 6: (a) Model rangkaian dengan nilai tegangan sumber dan tahanan diketahui, (b) Tanda-tanda referensi tegangan
    dan arus ditambahkan pada rangkaian.
•
    Langkah kita yang pertama dalam analisis tersebut adalah asumsi mengenai arah referensi untuk arus-arus yang tak
    diketahui karena kita tidak tahu sebelumnya arah-arah tersebut. Secara acak, kita sebuah arus yang tak diketahui i, menurut
    arah jarum mengalir keluar dari terminal atas sumber tegangan kiri. Pemilihan ini ditandai dengan sebuah panah dengan
    tanda i pada rangkaian, seperti diperlihatkan di dalam Gambar 6b. Penggunaan trivial dari hukum arus Kirchoff memastikan
    bahwa arus yang sama harus mengalir juga melalui setiap elemen di dalam rangkaian tersebut. Kita dapat menekankan fakta
    ini sekarang dengan menempatkan beberapa simbol arus di sekitar rangkaian.
•
    Berdasarkan definisi, semua elemen yang menyangkut arus yang sama dikatakan dihubungkan secara seri (deret).
    Perhatikan bahwa elemen-elemen boleh mengangkut arus yang besarnya sama tetapi tidak tersusun secara seri; dua bola
    100 W di dalam rumah yang bertetangga mungkin saja mengangkut arus yang sama besarnya, tetapi mereka tidak
    mengangkut arus yang sama, dan tidak seri satu sama lain.
•
    Langkah kedua dalam analisis tersebut adalah pemilihan referensi tegangan untuk masing-masing dari kedua tahanan. Telah
    kita dapat bahwa penggunaan hukum Ohm, v = Ri, menghendaki bahwa arah arus dan tegangan harus dipilih sehingga arus
    memasuki terminal di mana ditempatkan referensi tegangan positif. Jika pemilihan arus adalah sembarang, maka pemilihan
    arah tegangan akan tertentu jika kita bermaksud menggunakan hukum Ohm didalam bentuk v = Ri. Tegangan vR1 dan vR2
    diperlihatkan di dalam Gambar 6b.
•
    Langkah ketiga adalah penggunaan hukum tegangan Kirchhoff pada jalan tertutup yang ada. Misalkan kita putuskan untuk
    bergerak di sekitar rangkaian di dalam arah perputaran jarum jam, dimulai pada sudut kiri bawah dan menuliskan langsung
    setiap tegangan yang pertama ditemui pada referensi positif dan menuliskan negatif dari tegangan yang ditemui pada
    terminal negatif. Jadi,
•
•   Padanan dari rangkaian yang mempunyai satu jalan tertutup (rangkaian berloop tunggal) yang dibicarakan di atas adalah
    rangkaian pasangan simpul tunggal di mana sebarang banyaknya elemen sederhana dihubungkan di antara pasangan
    simpul yang sama. Satu contoh rangkaian seperti itu diperlihatkan di dalam Gambar 9. Kedua sumber arus dan nilai
    konduktansi diketahui, dan kita akan mencari tegangan, arus, dan daya yang diasosiasikan dengan setiap elemen sekali lagi.
•

•
    Gambar 9: (a) Sebuah rangkaian pasangan simpul tunggal.
•
    (b) Tegangan dan kedua arus ditetapkan
•
    Langkah kita yang pertama sekarang adalah menganggap adanya tegangan yang melintasi setiap elemen, dan menetapkan
    sebarang kebutuhan referensi. Maka hukum tegangan Kirchhoff memaksa kita untuk mengakui bahwa tegangan yang
    melintasi setiap cabang adalah sama karena sebuah jalan tertutup melalui setiap cabang dari satu simpul ke simpul yang lain
    dan kemudian dilengkapi melalui setiap cabang lain. Tegangan total sebesar nol menghendaki tegangan yang identik
    melintasi setiap elemen. Kita katakan bahwa elemen-elemen yang mempunyai tegangan bersama melalui elemen-elemen
    tersebut dihubungkan secara paralel. Kita namai tegangan ini v dan memilihnya sembarangan, seperti diperlihatkan di dalam
    Gambar 9b.
•
    Dua arus, yang mengalir di dalam tahanan, kemudian dipilih sesuai dengan konvensi yang didapatkan dengan hukum Ohm.
    Arus-arus ini diperlihatkan juga di dalam Gambar 9b.
•
    Langkah ketiga di dalam analisis rangkaian simpul tunggal adalah pemakaian hukum arus Kirchhoff pada salah satu dari
    kedua simpul di dalam rangkaian tersebut. Biasanya lebih jelas untuk memakaikannya kepada simpul di mana ditetapkan
    referensi tegangan positif, dan karena itu kita akan menyamakan jumlah aljabar arus yang meninggalkan simpul atas dengan
    nol,
•

•
    Akhirnya, arus di dalam tiap tahanan dinyatakan di dalam u dan konduktansi tahanan menurut hukum Ohm,
•
    dan
•
    dan kita dapatkan
•   Beberapa penulisan pesamaan yang telah kita lakukan untuk rangkaian-rangkaian seri dan paralel yang sederhana dapat dihindari. Hal ini
    dicapai dengan mengganti kombinasi tahanan (resistor) yang relatif sukar dengan sebuah tahanan ekivalen bila mana kita khususnya tak
    berminat menentukan arus, tegangan, atau daya yang berkaitan dengan masing-masing tahanan di dalam kombinasi tersebut. Semua
    hubungan yang menyangkut arus, tegangan, dan daya di dalam sisa rangkaian tersebut akan sama.
•

•
    Gambar 15: (a) Sebuah rangkaian yang mengandung kombinasi seri dari N tahanan.
•
    (b) Rangkaian ekivalen yang lebih sederhana: .
•
    Mula-mula kita tinjau kombinasi seri N tahanan, yang diperlihatkan secara skematis dalam Gambar 15. Garis terputus-putus yang
    mengitari tahanan-tahanan tersebut dimaksudkan untuk menyarankan bahwa tahanan-tahanan tersebut dikurung di dalam sebuah “kotak
    hitam,” atau barang kali di dalam kamar lain, dan kita ingin mengganti ke N tahanan tersebut dengan satu tahanan dengan besar tahanan
    Req sehingga sisa rangkaian, yang hanya hal ini hanya sumber tegangan tidak menyadari bahwa perubahan telah dilakukan. Arus sumber,
    daya, dan tentu saja tegangan akan sama sebelum dan sesudah perubahan tersebut.
•
    Kita pakai hukum tegangan Kirchhoff
•

•
    dan hukum Ohm
•

•
    dan kemudian membandingkan hasil ini dengan persamaan sederhana yang dipakai kepada rangkaian ekivalen yang diperlihatkan di
    dalam Gambar 15b,
•

•
    Jadi, harga dari tahanan ekivalen untuk N tahanan seri adalah
•
    (7)
•   Dengan mengkombinasikan tahanan-tahanan dan sumber-sumber, maka kita telah
    mendapatkan satu metode untuk memperpendek kerja dalam menganalisis sebuah
    rangkaian. Jalan singkat lain yang berguna adalah pemakaian ide pembagian
    tegangan dan arus.
•

•
    Gambar 22: Gambaran pembagian tegangan, .
•

    Pembagian tegangan digunakan untuk menyatakan tegangan melintasi salah satu di
    antara dua tahanan seri, dinyatakan dalam tegangan melintasi kombinasi itu. Di dalam
    Gambar 22, tegangan R2 adalah
•
    (10)
•

    atau
• dan dengan cara yang serupa, tegangan melintasi R1 adalah,
•
    (11)
•
    Bila jaringan pada Gambar 22 digeneralisir dengan menggantikan R2
    dengan R2, R3, ......, RN yang berhubungan seri, maka didapat hasil
    umum pembagian tegangan melintasi suatu untaian N tahanan seri,
•

•
    Tegangan yang timbul melintasi salah satu tahanan seri tersebut
    adalah tegangan total dikalikan rasio (perbandingan) dari tahanan
    dan tahanan total. Pembagian tegangan dan kombinasi tahanan
    keduanya dapat digunakan.
•

•
    Gambar 23: Gambaran pembagian arus,
•   Ganda (dual) dari pembagian tegangan adalah pembagian arus. Kita sekarang diberi arus total yang
    masuk ke dalam dua konduktansi pararel, sebagai yang digambarkan oleh rangkaian dari Gambar 23.
    Arus mengalir melalui G2 adalah
•

•
    atau
•
    dan, dengan cara yang serupa
•
    Jadi arus yang mengalir melintasi salah satu di antara konduktansi pararel tersebut adalah arus total
    dikalikan perbandingan dari konduktansinya dengan konduktansi total.
•
    Karena kita lebih sering diberikan nilai tahanan daripada konduktansi, maka bentuk yang lebih penting
    dari hasil terakhir didapatkan dengan menggantikan G1 dengan 1/R1 dan G2 dengan 1/R2,
•

•
    (12)
•
    Kedua persamaan terakhir mempunyai sebuah faktor yang sangat berbeda dari faktor yang digunakan
    dengan pembagian tegangan dan sejumlah usaha diperlukan untuk menghindari kesalahan-kesalahan.
    Banyak mahasiswa memandang pernyataan pembagian tegangan sebagai yang “jelas” dan pembagian
    arus sebagai sesuatu yang “berbeda”. Akan menolong juga untuk menyadari bahwa tahanan yang lebih
    besar selalu mengangkut arus yang lebih kecil.
•
    Bisa juga kita generalisir hasil ini dengan menggantikan G2 pada Gambar 23 dengan kombinasi pararel
    G2, G3, .... , GN. Jadi, bagi N konduktansi pararel,
•

•
    Dinyatakan dalam harga-harga tahanan, hasilnya adalah
•   Analisis Mesh (Mesh Analysis)
•
    Cara analisis simpul yang diterapkan di dalam bab terdahulu adalah sangat umum dan selalu dapat digunakan pada setiap
    jaringan listrik. Ini bukanlah satu-satunya metode agar kita bisa mengatakan hal yang serupa. Khususnya, kita akan menemui
    metode analisis simpul umum dan cara yang dinamai analisis loop pada bagian penutup bab ini.
•
    Pertama, kita akan meninjau sebuah metode yang dinamai analisis mesh (mesh analysis). Walapun cara ini tidak dapat
    dipakai setiap jaringan, teknik ini dapat diterapkan pada sebagian besar jaringan yang perlu kita analisis, dan barangkali
    digunakan lebih sering dari semestinya, karena terkadang metode lain lebih sederhana. Analisis mesin dapat dipakai hanya
    pada jaringan-jaringan yang terletak dalam satu bidang, sebuah istilah yang akan kita definiskan sekarang.
•
    Jika mungkin menggambar diagram sebuah rangkaian pada sebuah permukaan bidang sedemikian rupa sehingga tak ada
    cabang yang melalui di atas di bawah cabang lain, maka rangkaian tersebut dinamai rangkaian sebidang (planar circuit).
•
    Di dalam bab kedua, istilah-istilah jalan (path), jalan tertutup, dan loop telah didefinisikan. Mesh adalah sifat rangkaian
    sebidang dan tidak didefinisikan untuk rangkaian tak sebidang. Kita definisikan mesh sebagai loop yang tidak mengandung
    loop lain di dalamnya. Bilamana mesh itu telah digambar dengan baik dalam bentuk bidang, biasanya mesh tersebut
    mempunyai penampilan seperti jendela multi-kaca; setiap kaca pada jendela itu dapat dianggap sebagai mesh.
•
    Jika sebuah jaringan adalah sebidang, maka analisis mesh dapat digunakan untuk menyelesaikan analisisnya. Cara ini
    melibatkan konsep arus mesh, yang akan kita perkenalkan dengan meninjau analisis rangkaian yang mempunyai dua mesh
    Gambar 3-6.
•
    Seperti telah kita lakukan dalam rangkaian berloop tunggal, maka kita mulai dengan memperhatikan sebuah arus yang
    melalui salah satu cabang. Arus yang mengalir ke kanan melalui tahanan 6 W , kita namai i1. Kita bermaksud menggunakan
    hukum tegangan Kirchoff sekeliling setiap mesh, dan kedua persamaan yang dihasilkan adalah cukup untuk menentukan
    kedua arus yang tak diketahui. Maka kita pilih arus kedua i2 yang mengalir ke kanan melalui tahanan 4 W . Kita dapat juga
    menamai arus yang mengalir ke bawah melalui cabang sentral i3, tetapi jelaslah dari hukum arus Kirchoff bahwa i3 dapat
    dinyatakan dalam kedua arus yang telah kita misalkan sebelumnya sebagai (i1- i2). Arus yang dimisalkan tersebut
    diperlihatkan di dalam Gambar 3-7.
•   Persamaan-persamaan tersebut adalah persamaan-persamaan yang berdiri sendiri; yang
    satu tidak dapat diturunkan dari yang lain. Ada dua persamaan dan dua yang tak diketahui,
    dan pemecahaannya mudah didapatkan; i2 adalah 6 A, i2 adalah 4 A, dan (i1 - i2)adalah 2 A.
    Hubungan tegangan dan tenaga boleh didapat dengan cepat jika diinginkan.
•
    Jika seandainya rangkaian kita mengandung mesh yang banyaknya M maka kita harus
    menganggap ada M arus arus cabang dan menulis sebanyak M persamaan bebas.
    Pemecahan pada umumnya bisa didapat secara sistematis melalui penggunaan
    determinan.
•
    Kita tinjau sekarang soal yang sama dengan cara yang sedikit berbeda dengan
    menggunakan arus mesh. Kita definisikan sebuah arus mesh sebagai sebuah arus yang
    mengalir hanya di sekitar perimeter sebuah mesh. Jika tidak tandai mesh kiri dari soal kita
    sebagai mesh 1, maka kita dapat menentukan arus mesh i1 yang mengalir menurut
    perputaran jarum jam sekeliling mesh ini. Sebuah arus mesh dinyatakan dengan sebuah
    panah lengkung yang hampir menutupi dirinya sendiri dan digambarkan di dalam mesh
    yang sesuai, seperti diperlihatkan pada Gambar 3-7. Arus mesh i2 dihasilkan di dalam mesh
    yang satu lagi, dan searah dengan perputaran jarum jam. Walaupun arah itu sembarang,
    namun kita akan selalu memilih arus-arus mesh searah dengan peputaran jarum jam
    karena pilihan ini mengakibatkan simetri yang meminimalkan kesalahan dalam persamaan-
    persamaan tersebut.
•
    Kita tidak lagi mempunyai arus atau panah arus yang diperlihatkan langsung pada setiap
    cabang rangkaian. Arus melalui setiap cabang harus ditentukan dengan meninjau arus-arus
    mesh yang mengalir dalam tiap-tiap mesh di mana cabang tersebut muncul. Ini tidak sukar
    karena jelaslah bahwa tidak ada cabang yang dapat muncul di dalam lebih dari dua mesh.
    Misalnya, tahanan 3-W yang muncul di dalam kedua mesh, dan arus yang mengalir ke
    bawah melaluinya adalah (i1 - i2). Tahanan 6-W muncul hanya di dalam mesh 1, dan arus
    yang mengalir ke kanan di dalam cabang tersebut adalah sama dengan arus mesh i1.
• Sebuah arus mesh seringkali dapat diidentifikasi sebagai sebuah arus cabang
  seperti i1 dan i2 diidentifikasi di atas. Hal ini tidak selalu benar, karena peninjauan
  sebuah jaringan persegi yang mempunyai sembilan mesh segera
  memperlihatkan bahwa arus mesh sentral tidak dapat diidentifikasi sebagai arus
  di dalam suatu cabang.
•
  Salah satu terbesar dalam penggunaan arus mesh adalah kenyataan bahwa
  hukum arus Kirchhoff secara otomatis dipenuhi. Jika sebuah arus mesh mengalir
  kedalam sebuah simpul, maka jelaslah bahwa arus itu mengalir keluar dari
  simpul itu juga.
•
  Maka kita dapat mengalihkan perhatian kita kepada pemakaian hukum tegangan
  Kirchoff pada setiap mesh. Untuk mesh kiri
•

•
    sedangkan untuk mesh kanan
•

•
    dan kedua persamaan ini sama dengan yang didapat sebelumnya.
•



• Gambar 3-8: Analisis mesh digunakan pada rangkaian ini yang mengandung
  sebuah sumber arus dengan menuliskan persamaan hukum tegangan Kirchoff di
  sekitar loop: 7 V, 1©, 3 ©, 1©.
•   Beberapa penulisan pesamaan yang telah kita lakukan untuk rangkaian-rangkaian seri dan paralel yang sederhana dapat
    dihindari. Hal ini dicapai dengan mengganti kombinasi tahanan (resistor) yang relatif sukar dengan sebuah tahanan ekivalen
    bila mana kita khususnya tak berminat menentukan arus, tegangan, atau daya yang berkaitan dengan masing-masing
    tahanan di dalam kombinasi tersebut. Semua hubungan yang menyangkut arus, tegangan, dan daya di dalam sisa rangkaian
    tersebut akan sama.
•




•
    Gambar 15: (a) Sebuah rangkaian yang mengandung kombinasi seri dari N tahanan.
    (b) Rangkaian ekivalen yang lebih sederhana: .
    Mula-mula kita tinjau kombinasi seri N tahanan, yang diperlihatkan secara skematis dalam Gambar 15. Garis terputus-putus
    yang mengitari tahanan-tahanan tersebut dimaksudkan untuk menyarankan bahwa tahanan-tahanan tersebut dikurung di
    dalam sebuah “kotak hitam,” atau barang kali di dalam kamar lain, dan kita ingin mengganti ke N tahanan tersebut dengan
    satu tahanan dengan besar tahanan Req sehingga sisa rangkaian, yang hanya hal ini hanya sumber tegangan tidak
    menyadari bahwa perubahan telah dilakukan. Arus sumber, daya, dan tentu saja tegangan akan sama sebelum dan sesudah
    perubahan tersebut.
    Kita pakai hukum tegangan Kirchhoff dan hukum Oh
    dan kemudian membandingkan hasil ini dengan persamaan sederhana yang dipakai kepada rangkaian ekivalen yang
    diperlihatkan di dalam Gambar 15b,
•
    Jadi, harga dari tahanan ekivalen untuk N tahanan seri adalah
•
    Karena itu kita mampu menggantikan sebuah jaringan dua pintu yang terdiri N tahanan dalam seri, dengan satu elemen Req
    berterminal dua, yang mempunyai hubungan v-i yang sama. Tak ada pengukuran yang dilakukan terhadap “kotak hitam”
    tersebut, dapat mengungkapkan yang mana dari jaringan yang asli.
•   Pemeriksaan persamaan tegangan Kirchoff untuk sebuah rangkaian seri juga memperlihatkan dua penyederhanaan lain yang
    mungkin. Tak ada perbedaan dalam urutan tempat elemen-elemen di dalam sebuah rangkaian seri, dan beberapa sumber
    tegangan seri dapat diganti dengan sumber tegangan ekivalen yang mempunyai tegangan sama dengan jumlah aljabar dari
    masing-masing tegangan tersebut. Biasanya ada sedikit keuntungan mengikutsertakan sebuah sumber tegangan tak bebas
    dalam sebuah kombinasi seri.
•




•
    Gambar 16: (a) Sebuah rangkaian seri yang diketahui.
•
    (b) Rangkaian ekivalen yang lebih sederhana.
•
    Penyederhanaan ini dapat digambarkan dengan meninjau rangkaian yang diperlihatkan di dalam Gambar 16a. Mula-mula
    kita pertukarkan kedudukan elemen-elemen dalam rangkaian, dan dengan seksama mempertahankan arah yang wajar dari
    sumber, dan kemudian menggabungkan ketiga tegangan tersebut ke dalam sebuah sumber ekivalen 90-V dan keempat
    tahanan tersebut dalam sebuah tahanan ekivalen 30-W , seperti yang diperlihatkan pada Gambar 16b. Jadi, dari pada
    menuliskan
•
    -80 + 10i - 30 + 7i + 5i + 20 + 8i = 0
•
    kita hanya mempunyai
•
    -90 + 30i = 0
•
    dan i = 3 A
•
    Untuk menghitung daya yang diberikan kepada rangkaian oleh sumber 80 V yang muncul di dalam rangkaian yang diketahui,
    maka kita perlu kembali kepada rangkaian dengan mengetahui bahwa arusnya adalah 3 A. Daya yang ditanya adalah 240 W.
•
    Adalah hal yang menarik bahwa tidak ada elemen dari rangkaian semula yang tinggal di dalam rangkaian ekivalen, kecuali
    jika kita ingin menghitung kawat-kawat penyambung sebagai elemen-elemen.
•
    Penyederhanaan yang serupa dapat diterapkan kepada rangkaian-rangkaian paralel. Sebuah rangkaian yang mengandung N
    konduktansi yang dipasang paralel, seperti dalam Gambar 17a, menghasilkan persamaan hukum arus Kirchoff,
•



•
    Gambar 17: (a) Sebuah rangkaian yang mengandung N tahanan paralel
• Respons lengkap sebuah rangkaian listrik linear dibentuk dari dua bagian,
  respons alami dan respons paksaan (steady-state). Pada bagian sebelumnya
  kita mempelajari rangkaian penahan di mana diperlukan atau hanya ada fungsi
  pemaksa. Untuk menyederhanakan masalahnya, kita biasanya membatasi
  fungsi pemaksa kepada sumber-sumber dc, dan karenanya kita sudah mengenal
  berbagai cara yang berguna untuk mendapatkan respons paksaan dc.
• Di dalam bagian ini kita akan memperluas pengetahuan kita mengenai respons
  paksaan dengan meninjau fungsi pemaksa sinusoida.
• Beberapa alasan mengapa hanya menghitung respons paksaan (keadaan tunak
  atau steady-state) saja:
• Respons alamiah hanya ada beberapa saat saja (umumnya berorde mikro atau
  milli detik).
• Dianggap sudah memahami respons alamiah.
• Memudahkan perhitungan.
• Mengapa kita harus memilih fungsi pemaksa sinusoida sebagai bentuk fungsi
  kedua untuk dipelajari? Mengapa tidak fungsi linear, fungsi eksponensial, atau
  fungsi Bessel jenis kedua yang telah diubah?
• Salah satu dari alasan; respon alami sebuah sistem orde kedua yang kurang
  redam adalah sebuah sinusoida teredam. Jadi sinusoida muncul secara alami
  (sebagaimana halnya dengan eksponensial negatif). Sesungguhnya, alam pada
  umumnya kelihatan mempunyai sifat sinusoida yang pasti; gerak bandul,
  lenturan bola, getaran tali gitar, atmosfer politik di dalam suatu negara, dan riak
  pada permukaan susu coklat selalu akan menunjukkan sifat sinusoida yang
  wajar
Istilah    respons               keadaan                    tunak               (steady               state)                digunakan             secara        sinonim
dengan     respons         paksaan,                dan            rangkaian-rangkaian                                    yang              segera          akan    kita   analisis
biasanya    disebut        berada           dalam                 “keadaan tunak sinusoida.”                                                 Respons keadaan tunak
sinusoida        s udah         pasti          berubah                        terhadap                      waktu.                    Keadaan               tunak       hanyalah
menyatakan          keadaan            yang            dicapai                setelah           respons                      transien              (respons           sementara)
atau respons alami telah lenyap.
          Kita    tinjau      sekarang                 rangkaian                      RL   seri         yang             diperlihatkan                     dalam      Gambar    1.
Tegangan         sumber         sinusoida                    vS           =       Vm      cos           ωt           telah            lama         dihubungkan            kepada
rangkaian,       respons        alami          telah          lenyap                  sama          sekali.              Kita          mencari respons paksaan,
atau respons keadaan tunak, dan respons ini harus memenuhi persaman diferensial
                                                                      di
                                                              L                  Ri       V   m
                                                                                                    cos        t
                                                                      dt


                                                                                            i

                                                                                                                         R
                                                                                      +
                              υS (t) = V m cos ωt                                     ~                                                        L
                                                                                      -



          Gambar 1: Rangkaian                          RL seri untuk mana diinginkan                                                       respons paksaan.


Bentuk      fungsi       respons               paksaan                        selanjutnya                        di          dapat             dengan            integrasi     dan
diferensiasi      berulang-ulang                   dari           fungsi              pemaksa.                       Hanya             dua         bentuk        yang     berbeda
yang   didapat,       yakni     sin        ωt      dan            cos          ωt.        Maka              respons                   paksaan          harus       mempunyai
bentuk umum
                                                           i t          I 1 cos        t     I     2
                                                                                                            sin      t
di   mana   I1   dan     I2   adalah           konstanta-konstanta                                      riil     yang                nilainya       tergantung          pada   Vm,
R,   L,   dan       ω.    Tidak            boleh             ada              konstanta                  atau                fungsi            eksponensial.              Dengan
mensubstitusikan bentuk tersebut ke dalam persamaan diferensial menghasilkan
                 L (  I 1  sin   t         I   2
                                                           cos       t)            R ( I 1 cos           t          I   2
                                                                                                                                 sin   t)      V     m
                                                                                                                                                           cos   t
Jika kita mengumpulkan suku-suku cosinus dan sinus, maka kita dapatkan
                          (  LI   1
                                             RI      2
                                                           ) sin      t       ( LI       2
                                                                                                       RI      1
                                                                                                                      V         m
                                                                                                                                     ) cos   t       0

Persamaan ini harus benar untuk semua harga t, dan hanya dapat dicapai jika faktor-
faktor yang mengalikan cos ωt dan sin ωt masing-masing adalah nol. Jadi
                                       LI    1
                                                          RI     2
                                                                             0             LI         2
                                                                                                                RI      1
                                                                                                                                  V   m
                                                                                                                                              0
akan tetapi, rumus di atas agak janggal, dan gambaran yang lebih jelas dari respons
bisa    didapat            dengan          menyatakan                         respons                           sebagai                    sinusoida                        atau            cosinusoida
tunggal dengan sebuah sudut fase.
                                                             i (t )       A cos(           t                        )                                                                    (2)
setidak-tidaknya              ada       dua          metode                untuk                mendapatkan                                    harga-harga                              A   dan              θ.   Kita
dapat mensubstitusikan (2) langsung ke dalam persamaan diferensial semula, atau
kita    dapat      saja       menyamakan                          kedua             penyelesaian                                       (1)     dan              (2).            Kita        pilih        dengan
menyamakan (1) dan (2) setelah meguraikan A cos (ωt – θ),
                                                                                                RV                                                       LV m
                 A cos      cos  t  A sin  sin  t                                                         m
                                                                                                                                 cos   t                         sin  t
                                                                                        R
                                                                                            2
                                                                                                                  2
                                                                                                                        L
                                                                                                                            2
                                                                                                                                                    R
                                                                                                                                                        2
                                                                                                                                                          
                                                                                                                                                             2
                                                                                                                                                               L
                                                                                                                                                                 2



Jadi,   dengan             mengumpulkan                          dan       membuat                              lagi             koefisien-koefisien                                    cos          ωt       sama
dengan nol, maka kita dapatkan
                                           RV                                                                                                                            LV m
                  A cos                        m
                                                                                    dan                                                 A sin        
                                                                                                                                                                        
                                       2             2       2                                                                                                          2    2   2
                                   R                     L                                                                                                          R          L
Untuk mendapatkan A dan θ, maka kita bagi yang satu dengan yang lain,
                                                                      A sin                                                 L
                                                                                         tan                
                                                                      A cos                                                    R

dan juga kita kuadratkan kedua persamaan dan tambahkan hasil-hasil tersebut,
                                                                                    R
                                                                                         2
                                                                                             Vm
                                                                                                    2
                                                                                                                                          2    2
                                                                                                                                               L Vm
                                                                                                                                                        2
                                                                                                                                                                                        Vm
                                                                                                                                                                                             2

         A
             2
                 cos
                       2
                             A   2
                                       sin
                                             2
                                                   A            2
                                                                                                                                                                      
                                                                           (R
                                                                                2
                                                                                              2
                                                                                                    L
                                                                                                            2
                                                                                                                )
                                                                                                                        2
                                                                                                                                 (R
                                                                                                                                       2
                                                                                                                                                  2
                                                                                                                                                        L
                                                                                                                                                            2
                                                                                                                                                                )
                                                                                                                                                                    2
                                                                                                                                                                                R
                                                                                                                                                                                    2
                                                                                                                                                                                               2
                                                                                                                                                                                                     L
                                                                                                                                                                                                         2



Maka,
                                                                                    L
                                                               tan          1

                                                                                        R

                                                                                    Vm
dan                                                              A 
                                                                           R
                                                                                2
                                                                                              2
                                                                                                    L
                                                                                                            2



Bentuk alternatif dari respons paksaan menjadi
                                                                                        Vm                                                                     L 
                                                                                                                            cos   t  tan
                                                                                                                                                        1
                                                             i (t )                                                                                                                        (3)
                                                                               R
                                                                                    2
                                                                                                      2
                                                                                                            L
                                                                                                                    2
                                                                                                                                                                   R       

        Sifat listrik respons i(t) harus ditinjau sekarang. Amplitudo respons adalah
sebanding dengan amplitudo fungsi pemaksa; jika tidak, konsep linear tidak dapat
dipakai. Amplitudo respons juga berkurang jika R, L atau ω bertambah, tetapi tidak
menurut perbandingan lurus. Hal ini dipastikan oleh persamaan diferensial, karena
penambahan di dalam R, L atau di/dt memerlukan penurunan amplitudo arus jika
amplitudo tegangan sumber tidak berubah. Arus akan kelihatan terbelakang
terhadap tegangan yang diberikan dengan tan-1(ωL/R), sebuah sudut di antara 0 dan
90º. Bila ω = 0 atau L = 0, arus harus sefase dengan tegangan; karena situasi
terdahulu (ω = 0) adalah arus searah dan yang terakhir memberikan rangkaian
penahan, maka hasil tersebut sudah diharapkan. Jika R = 0, arus terbelakang dari
tegangan dengan 90º, maka v s = L(di/dt), dan relasi integral-turunan di antara sinus
dan cosinus menunjukkan berlakunya perbedaan fase 90º. Dalam induktor sendiri,
arus terbelakang dari tegangan dengan 90º, jika konvensi tanda pasif dipenuhi.
Dengan cara yang sama kita dapat memperlihatkan bahwa arus yang melalui
sebuah kapasitor mendahului tegangan dengan 90º.
       Tegangan yang digunakan dan arus yang dihasilkan keduanya digambarkan
pada sumbu ωt yang sama dalam Gambar 2 dengan koordinat arus dan tegangan.
Jelaslah sekarang bahwa arus menyusul di belakang tegangan di dalam rangkaian
RL sederhana ini. Kelak kita akan mampu memperlihatkan dengan mudah bahwa
hubungan fase ini didapat pada masukan setiap rangkaian yang dibuat hanya dari
induktor dan tahanan.
                    υ,i

                              θ
                                          i(t)                               ωt

                          0                  π                 2π
                                  υ(t)
           Gambar    2:    Fungsi        pemaksa        sinusoida   yang   digunakan
           (berwarna)     dan     respons        arus   sinusoida   yang   dihasilkan
           (hitam) rangkaian RL seri yang diperlihatkan dalam Gambar 1.
• http://teorikuliah.blogspot.com/2009/07/definisi-dan-satuan_31.html
• http://teorikuliah.blogspot.com/search?q=hukum+eksperimental&x=0
  &y=0
• http://teorikuliah.blogspot.com/2009/07/rangkaian-sederhana-bagian-
  ke-2.html
• http://teorikuliah.blogspot.com/2009/07/menganalisis-rangkaian-
  lanjutan.html
• http://teorikuliah.blogspot.com/2009/07/rangkaian-sederhana-bagian-
  ke-2.html
• http://www.google.co.id/search?q=fungsi+pemaksa+sinusoida&ie=utf
  -8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox-
  a#hl=id&client=firefox-a&hs=ib1&rls=org.mozilla:en-
  US%3Aofficial&sclient=psy-
  ab&q=fungsi+pemaksa+sinusoida&oq=fungsi+pemaksa+sinusoida&
  gs_l=serp.3...37682.37682.1.37960.1.1.0.0.0.0.0.0..0.0...0.0.CsxPA6
  kFapY&pbx=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_qf.,cf.osb&fp=d9fc77ef60d7
  bc93&biw=1015&bih=614

More Related Content

What's hot

Pkdle 1menjelaskanarustegangandantahanan 110214220303-phpapp02
Pkdle 1menjelaskanarustegangandantahanan 110214220303-phpapp02Pkdle 1menjelaskanarustegangandantahanan 110214220303-phpapp02
Pkdle 1menjelaskanarustegangandantahanan 110214220303-phpapp02somad79
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamis
detal 31392
 
Miskonsepsi arus listrik dan hukum ohm
Miskonsepsi arus listrik dan hukum ohmMiskonsepsi arus listrik dan hukum ohm
Miskonsepsi arus listrik dan hukum ohm
Maulida Rahmi Sagala
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamisauliarika
 
Listrik dinamis sma kelas 1
Listrik dinamis sma kelas 1Listrik dinamis sma kelas 1
Listrik dinamis sma kelas 1Sihaqqul Firdaus
 
Listrik statis
Listrik statisListrik statis
Listrik statis
khairunnisak880
 
Listrik dinamis adiya
Listrik dinamis adiyaListrik dinamis adiya
Listrik dinamis adiyaadityavikky
 
1aa5c07fe813e6e642da258772399e1b
1aa5c07fe813e6e642da258772399e1b1aa5c07fe813e6e642da258772399e1b
1aa5c07fe813e6e642da258772399e1bedmundtanjaya
 
138237382 listrik-dinamis
138237382 listrik-dinamis138237382 listrik-dinamis
138237382 listrik-dinamis
Arnoldus Tedi
 
Iistrik dinamis
Iistrik dinamisIistrik dinamis
Iistrik dinamis
Aditya SiRegga
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamis
A. Indra N A, M.Pd
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamis
Fitri Wulan Sari
 
listrik dinamis sma
listrik dinamis smalistrik dinamis sma
listrik dinamis sma
Ajeng Rizki Rahmawati
 
Modul kelas x unit 8 listrik dinamis
Modul kelas x unit 8   listrik dinamisModul kelas x unit 8   listrik dinamis
Modul kelas x unit 8 listrik dinamisEko Supriyadi
 
Presentasi listrik dinamis laura
Presentasi listrik dinamis lauraPresentasi listrik dinamis laura
Presentasi listrik dinamis laura
Roland Lamba
 

What's hot (20)

Pkdle 1menjelaskanarustegangandantahanan 110214220303-phpapp02
Pkdle 1menjelaskanarustegangandantahanan 110214220303-phpapp02Pkdle 1menjelaskanarustegangandantahanan 110214220303-phpapp02
Pkdle 1menjelaskanarustegangandantahanan 110214220303-phpapp02
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamis
 
Miskonsepsi arus listrik dan hukum ohm
Miskonsepsi arus listrik dan hukum ohmMiskonsepsi arus listrik dan hukum ohm
Miskonsepsi arus listrik dan hukum ohm
 
Bab ii
Bab ii Bab ii
Bab ii
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamis
 
Final efp (repaired)
Final efp (repaired)Final efp (repaired)
Final efp (repaired)
 
Listrik dinamis sma kelas 1
Listrik dinamis sma kelas 1Listrik dinamis sma kelas 1
Listrik dinamis sma kelas 1
 
Listrik statis
Listrik statisListrik statis
Listrik statis
 
listrik dinamis
listrik dinamis listrik dinamis
listrik dinamis
 
Listrik dinamis adiya
Listrik dinamis adiyaListrik dinamis adiya
Listrik dinamis adiya
 
1aa5c07fe813e6e642da258772399e1b
1aa5c07fe813e6e642da258772399e1b1aa5c07fe813e6e642da258772399e1b
1aa5c07fe813e6e642da258772399e1b
 
138237382 listrik-dinamis
138237382 listrik-dinamis138237382 listrik-dinamis
138237382 listrik-dinamis
 
Ppt listrik dinamis
Ppt listrik dinamisPpt listrik dinamis
Ppt listrik dinamis
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamis
 
Iistrik dinamis
Iistrik dinamisIistrik dinamis
Iistrik dinamis
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamis
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamis
 
listrik dinamis sma
listrik dinamis smalistrik dinamis sma
listrik dinamis sma
 
Modul kelas x unit 8 listrik dinamis
Modul kelas x unit 8   listrik dinamisModul kelas x unit 8   listrik dinamis
Modul kelas x unit 8 listrik dinamis
 
Presentasi listrik dinamis laura
Presentasi listrik dinamis lauraPresentasi listrik dinamis laura
Presentasi listrik dinamis laura
 

Similar to ELEKTRONIKA DASAR

kls x bab 7
kls x bab 7kls x bab 7
kls x bab 7
Rahmat Iqbal
 
Fisika Elektromagnetika Pertemuan 5.pptx
Fisika Elektromagnetika Pertemuan 5.pptxFisika Elektromagnetika Pertemuan 5.pptx
Fisika Elektromagnetika Pertemuan 5.pptx
mariaenjelinasuban
 
dokumen.tips_2-materi-arus-listrik-5654a891713e5.pptx
dokumen.tips_2-materi-arus-listrik-5654a891713e5.pptxdokumen.tips_2-materi-arus-listrik-5654a891713e5.pptx
dokumen.tips_2-materi-arus-listrik-5654a891713e5.pptx
rozamaiyarni
 
Konsep Rangkaian Listrik
Konsep Rangkaian ListrikKonsep Rangkaian Listrik
Konsep Rangkaian Listriksutriyanto
 
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
KikiRezkiLestari1
 
materi Fisika kelas XII KD. 3.1.docx
materi Fisika  kelas XII KD. 3.1.docxmateri Fisika  kelas XII KD. 3.1.docx
materi Fisika kelas XII KD. 3.1.docx
IjhanShabrIe
 
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
ssuser0b6e44
 
KELISTRIKAN_PPT.pptx
KELISTRIKAN_PPT.pptxKELISTRIKAN_PPT.pptx
KELISTRIKAN_PPT.pptx
iingdurahim17
 
RANGKAIAN ARUS SEARAH.pptx
RANGKAIAN  ARUS SEARAH.pptxRANGKAIAN  ARUS SEARAH.pptx
RANGKAIAN ARUS SEARAH.pptx
PutrapratamaputraPra
 
Teori dasar listrik
Teori dasar listrikTeori dasar listrik
Teori dasar listrik
Mohammad Iqbal
 
Kamis indra samsudin fis xii mipa
Kamis indra samsudin fis xii mipaKamis indra samsudin fis xii mipa
Kamis indra samsudin fis xii mipa
RiyanAdita
 
Bab01 arus-dan-tegangan-listrik
Bab01 arus-dan-tegangan-listrikBab01 arus-dan-tegangan-listrik
Bab01 arus-dan-tegangan-listrikDE Trisna
 
Rpp ipa berkarakter kd 3.3 kls 9
Rpp ipa berkarakter kd 3.3 kls 9Rpp ipa berkarakter kd 3.3 kls 9
Rpp ipa berkarakter kd 3.3 kls 9Mustahal SSi
 
arus listrik dan hukum ohm.pptx
arus listrik dan hukum ohm.pptxarus listrik dan hukum ohm.pptx
arus listrik dan hukum ohm.pptx
LanzaKipli
 
Hukum - hukum rangkaian elekronika
Hukum - hukum rangkaian elekronikaHukum - hukum rangkaian elekronika
Hukum - hukum rangkaian elekronika
Esa Alfiandika Seaman
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamis
SalmiartiRuslan
 
1.konsep rangkaian listrik
1.konsep rangkaian listrik1.konsep rangkaian listrik
1.konsep rangkaian listrik
Muhammad Fitriady
 
7.Aruslistrik.ppt
7.Aruslistrik.ppt7.Aruslistrik.ppt
7.Aruslistrik.ppt
zainal968005
 

Similar to ELEKTRONIKA DASAR (20)

08 bab 7
08 bab 708 bab 7
08 bab 7
 
08 bab 7
08 bab 708 bab 7
08 bab 7
 
kls x bab 7
kls x bab 7kls x bab 7
kls x bab 7
 
Fisika Elektromagnetika Pertemuan 5.pptx
Fisika Elektromagnetika Pertemuan 5.pptxFisika Elektromagnetika Pertemuan 5.pptx
Fisika Elektromagnetika Pertemuan 5.pptx
 
dokumen.tips_2-materi-arus-listrik-5654a891713e5.pptx
dokumen.tips_2-materi-arus-listrik-5654a891713e5.pptxdokumen.tips_2-materi-arus-listrik-5654a891713e5.pptx
dokumen.tips_2-materi-arus-listrik-5654a891713e5.pptx
 
Konsep Rangkaian Listrik
Konsep Rangkaian ListrikKonsep Rangkaian Listrik
Konsep Rangkaian Listrik
 
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
 
materi Fisika kelas XII KD. 3.1.docx
materi Fisika  kelas XII KD. 3.1.docxmateri Fisika  kelas XII KD. 3.1.docx
materi Fisika kelas XII KD. 3.1.docx
 
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
1. Konsep Dasar Rangkaian.ppt
 
KELISTRIKAN_PPT.pptx
KELISTRIKAN_PPT.pptxKELISTRIKAN_PPT.pptx
KELISTRIKAN_PPT.pptx
 
RANGKAIAN ARUS SEARAH.pptx
RANGKAIAN  ARUS SEARAH.pptxRANGKAIAN  ARUS SEARAH.pptx
RANGKAIAN ARUS SEARAH.pptx
 
Teori dasar listrik
Teori dasar listrikTeori dasar listrik
Teori dasar listrik
 
Kamis indra samsudin fis xii mipa
Kamis indra samsudin fis xii mipaKamis indra samsudin fis xii mipa
Kamis indra samsudin fis xii mipa
 
Bab01 arus-dan-tegangan-listrik
Bab01 arus-dan-tegangan-listrikBab01 arus-dan-tegangan-listrik
Bab01 arus-dan-tegangan-listrik
 
Rpp ipa berkarakter kd 3.3 kls 9
Rpp ipa berkarakter kd 3.3 kls 9Rpp ipa berkarakter kd 3.3 kls 9
Rpp ipa berkarakter kd 3.3 kls 9
 
arus listrik dan hukum ohm.pptx
arus listrik dan hukum ohm.pptxarus listrik dan hukum ohm.pptx
arus listrik dan hukum ohm.pptx
 
Hukum - hukum rangkaian elekronika
Hukum - hukum rangkaian elekronikaHukum - hukum rangkaian elekronika
Hukum - hukum rangkaian elekronika
 
Listrik dinamis
Listrik dinamisListrik dinamis
Listrik dinamis
 
1.konsep rangkaian listrik
1.konsep rangkaian listrik1.konsep rangkaian listrik
1.konsep rangkaian listrik
 
7.Aruslistrik.ppt
7.Aruslistrik.ppt7.Aruslistrik.ppt
7.Aruslistrik.ppt
 

Recently uploaded

PPT LANDASAN PENDIDIKAN.pptx tentang hubungan sekolah dengan masyarakat
PPT LANDASAN PENDIDIKAN.pptx tentang hubungan sekolah dengan masyarakatPPT LANDASAN PENDIDIKAN.pptx tentang hubungan sekolah dengan masyarakat
PPT LANDASAN PENDIDIKAN.pptx tentang hubungan sekolah dengan masyarakat
jodikurniawan341
 
MATERI SOSIALISASI PPDB JABAR utkMAS052024 (2).pdf
MATERI SOSIALISASI PPDB JABAR utkMAS052024 (2).pdfMATERI SOSIALISASI PPDB JABAR utkMAS052024 (2).pdf
MATERI SOSIALISASI PPDB JABAR utkMAS052024 (2).pdf
solihin kadar
 
Koneksi Antar Materi modul 1.4 Budaya Positif
Koneksi Antar Materi modul 1.4 Budaya PositifKoneksi Antar Materi modul 1.4 Budaya Positif
Koneksi Antar Materi modul 1.4 Budaya Positif
Rima98947
 
ppt profesionalisasi pendidikan Pai 9.pdf
ppt profesionalisasi pendidikan Pai 9.pdfppt profesionalisasi pendidikan Pai 9.pdf
ppt profesionalisasi pendidikan Pai 9.pdf
Nur afiyah
 
penjelasan tentang tugas dan wewenang pkd
penjelasan tentang tugas dan wewenang pkdpenjelasan tentang tugas dan wewenang pkd
penjelasan tentang tugas dan wewenang pkd
jaya35ml2
 
ppt landasan pendidikan pai 9 revisi.pdf
ppt landasan pendidikan pai 9 revisi.pdfppt landasan pendidikan pai 9 revisi.pdf
ppt landasan pendidikan pai 9 revisi.pdf
setiatinambunan
 
1 Kisi-kisi PAT Sosiologi Kelas X -www.kherysuryawan.id.docx
1 Kisi-kisi PAT Sosiologi Kelas X -www.kherysuryawan.id.docx1 Kisi-kisi PAT Sosiologi Kelas X -www.kherysuryawan.id.docx
1 Kisi-kisi PAT Sosiologi Kelas X -www.kherysuryawan.id.docx
asepridwan50
 
PELAKSANAAN + Link2 Materi Pelatihan_ PENGAWASAN P3DN & TKDN_ pd PENGADAAN Ba...
PELAKSANAAN + Link2 Materi Pelatihan_ PENGAWASAN P3DN & TKDN_ pd PENGADAAN Ba...PELAKSANAAN + Link2 Materi Pelatihan_ PENGAWASAN P3DN & TKDN_ pd PENGADAAN Ba...
PELAKSANAAN + Link2 Materi Pelatihan_ PENGAWASAN P3DN & TKDN_ pd PENGADAAN Ba...
Kanaidi ken
 
Teori Fungsionalisme Kulturalisasi Talcott Parsons (Dosen Pengampu : Khoirin ...
Teori Fungsionalisme Kulturalisasi Talcott Parsons (Dosen Pengampu : Khoirin ...Teori Fungsionalisme Kulturalisasi Talcott Parsons (Dosen Pengampu : Khoirin ...
Teori Fungsionalisme Kulturalisasi Talcott Parsons (Dosen Pengampu : Khoirin ...
nasrudienaulia
 
Observasi Praktik Kinerja Kepala Sekolah.pdf
Observasi Praktik Kinerja Kepala Sekolah.pdfObservasi Praktik Kinerja Kepala Sekolah.pdf
Observasi Praktik Kinerja Kepala Sekolah.pdf
andikuswandi67
 
Refleksi pembelajaran guru bahasa inggris.pptx
Refleksi pembelajaran guru bahasa inggris.pptxRefleksi pembelajaran guru bahasa inggris.pptx
Refleksi pembelajaran guru bahasa inggris.pptx
SholahuddinAslam
 
Modul Ajar Matematika Kelas 8 Fase D Kurikulum Merdeka - [abdiera.com]
Modul Ajar Matematika Kelas 8 Fase D Kurikulum Merdeka - [abdiera.com]Modul Ajar Matematika Kelas 8 Fase D Kurikulum Merdeka - [abdiera.com]
Modul Ajar Matematika Kelas 8 Fase D Kurikulum Merdeka - [abdiera.com]
Fathan Emran
 
AKSI NYATA FASILITATOR PEMBELAJARAN.pptx
AKSI NYATA FASILITATOR PEMBELAJARAN.pptxAKSI NYATA FASILITATOR PEMBELAJARAN.pptx
AKSI NYATA FASILITATOR PEMBELAJARAN.pptx
AdeRinaMuliawati1
 
705368319-Ppt-Aksi-Nyata-Membuat-Rancangan-Pembelajaran-Dengan-Metode-Fonik.pptx
705368319-Ppt-Aksi-Nyata-Membuat-Rancangan-Pembelajaran-Dengan-Metode-Fonik.pptx705368319-Ppt-Aksi-Nyata-Membuat-Rancangan-Pembelajaran-Dengan-Metode-Fonik.pptx
705368319-Ppt-Aksi-Nyata-Membuat-Rancangan-Pembelajaran-Dengan-Metode-Fonik.pptx
nimah111
 
Sebuah buku foto yang berjudul Lensa Kampung Ondel-Ondel
Sebuah buku foto yang berjudul Lensa Kampung Ondel-OndelSebuah buku foto yang berjudul Lensa Kampung Ondel-Ondel
Sebuah buku foto yang berjudul Lensa Kampung Ondel-Ondel
ferrydmn1999
 
Observasi-Kelas-oleh-Kepala-Sekolah.pptx
Observasi-Kelas-oleh-Kepala-Sekolah.pptxObservasi-Kelas-oleh-Kepala-Sekolah.pptx
Observasi-Kelas-oleh-Kepala-Sekolah.pptx
akram124738
 
Modul ajar logaritma matematika kelas X SMK
Modul ajar logaritma matematika kelas X SMKModul ajar logaritma matematika kelas X SMK
Modul ajar logaritma matematika kelas X SMK
WinaldiSatria
 
SOAL SBDP KELAS 3 SEMESTER GENAP TAHUN PELAJARAN 2023 2024
SOAL SBDP KELAS 3 SEMESTER GENAP TAHUN PELAJARAN 2023 2024SOAL SBDP KELAS 3 SEMESTER GENAP TAHUN PELAJARAN 2023 2024
SOAL SBDP KELAS 3 SEMESTER GENAP TAHUN PELAJARAN 2023 2024
ozijaya
 
Modul Ajar IPS Kelas 7 Fase D Kurikulum Merdeka
Modul Ajar IPS Kelas 7 Fase D Kurikulum MerdekaModul Ajar IPS Kelas 7 Fase D Kurikulum Merdeka
Modul Ajar IPS Kelas 7 Fase D Kurikulum Merdeka
Fathan Emran
 
ALur Tujuan Pembelajaran Materi IPA Kelas VII (1).pptx
ALur Tujuan Pembelajaran Materi IPA  Kelas VII (1).pptxALur Tujuan Pembelajaran Materi IPA  Kelas VII (1).pptx
ALur Tujuan Pembelajaran Materi IPA Kelas VII (1).pptx
rusinaharva1
 

Recently uploaded (20)

PPT LANDASAN PENDIDIKAN.pptx tentang hubungan sekolah dengan masyarakat
PPT LANDASAN PENDIDIKAN.pptx tentang hubungan sekolah dengan masyarakatPPT LANDASAN PENDIDIKAN.pptx tentang hubungan sekolah dengan masyarakat
PPT LANDASAN PENDIDIKAN.pptx tentang hubungan sekolah dengan masyarakat
 
MATERI SOSIALISASI PPDB JABAR utkMAS052024 (2).pdf
MATERI SOSIALISASI PPDB JABAR utkMAS052024 (2).pdfMATERI SOSIALISASI PPDB JABAR utkMAS052024 (2).pdf
MATERI SOSIALISASI PPDB JABAR utkMAS052024 (2).pdf
 
Koneksi Antar Materi modul 1.4 Budaya Positif
Koneksi Antar Materi modul 1.4 Budaya PositifKoneksi Antar Materi modul 1.4 Budaya Positif
Koneksi Antar Materi modul 1.4 Budaya Positif
 
ppt profesionalisasi pendidikan Pai 9.pdf
ppt profesionalisasi pendidikan Pai 9.pdfppt profesionalisasi pendidikan Pai 9.pdf
ppt profesionalisasi pendidikan Pai 9.pdf
 
penjelasan tentang tugas dan wewenang pkd
penjelasan tentang tugas dan wewenang pkdpenjelasan tentang tugas dan wewenang pkd
penjelasan tentang tugas dan wewenang pkd
 
ppt landasan pendidikan pai 9 revisi.pdf
ppt landasan pendidikan pai 9 revisi.pdfppt landasan pendidikan pai 9 revisi.pdf
ppt landasan pendidikan pai 9 revisi.pdf
 
1 Kisi-kisi PAT Sosiologi Kelas X -www.kherysuryawan.id.docx
1 Kisi-kisi PAT Sosiologi Kelas X -www.kherysuryawan.id.docx1 Kisi-kisi PAT Sosiologi Kelas X -www.kherysuryawan.id.docx
1 Kisi-kisi PAT Sosiologi Kelas X -www.kherysuryawan.id.docx
 
PELAKSANAAN + Link2 Materi Pelatihan_ PENGAWASAN P3DN & TKDN_ pd PENGADAAN Ba...
PELAKSANAAN + Link2 Materi Pelatihan_ PENGAWASAN P3DN & TKDN_ pd PENGADAAN Ba...PELAKSANAAN + Link2 Materi Pelatihan_ PENGAWASAN P3DN & TKDN_ pd PENGADAAN Ba...
PELAKSANAAN + Link2 Materi Pelatihan_ PENGAWASAN P3DN & TKDN_ pd PENGADAAN Ba...
 
Teori Fungsionalisme Kulturalisasi Talcott Parsons (Dosen Pengampu : Khoirin ...
Teori Fungsionalisme Kulturalisasi Talcott Parsons (Dosen Pengampu : Khoirin ...Teori Fungsionalisme Kulturalisasi Talcott Parsons (Dosen Pengampu : Khoirin ...
Teori Fungsionalisme Kulturalisasi Talcott Parsons (Dosen Pengampu : Khoirin ...
 
Observasi Praktik Kinerja Kepala Sekolah.pdf
Observasi Praktik Kinerja Kepala Sekolah.pdfObservasi Praktik Kinerja Kepala Sekolah.pdf
Observasi Praktik Kinerja Kepala Sekolah.pdf
 
Refleksi pembelajaran guru bahasa inggris.pptx
Refleksi pembelajaran guru bahasa inggris.pptxRefleksi pembelajaran guru bahasa inggris.pptx
Refleksi pembelajaran guru bahasa inggris.pptx
 
Modul Ajar Matematika Kelas 8 Fase D Kurikulum Merdeka - [abdiera.com]
Modul Ajar Matematika Kelas 8 Fase D Kurikulum Merdeka - [abdiera.com]Modul Ajar Matematika Kelas 8 Fase D Kurikulum Merdeka - [abdiera.com]
Modul Ajar Matematika Kelas 8 Fase D Kurikulum Merdeka - [abdiera.com]
 
AKSI NYATA FASILITATOR PEMBELAJARAN.pptx
AKSI NYATA FASILITATOR PEMBELAJARAN.pptxAKSI NYATA FASILITATOR PEMBELAJARAN.pptx
AKSI NYATA FASILITATOR PEMBELAJARAN.pptx
 
705368319-Ppt-Aksi-Nyata-Membuat-Rancangan-Pembelajaran-Dengan-Metode-Fonik.pptx
705368319-Ppt-Aksi-Nyata-Membuat-Rancangan-Pembelajaran-Dengan-Metode-Fonik.pptx705368319-Ppt-Aksi-Nyata-Membuat-Rancangan-Pembelajaran-Dengan-Metode-Fonik.pptx
705368319-Ppt-Aksi-Nyata-Membuat-Rancangan-Pembelajaran-Dengan-Metode-Fonik.pptx
 
Sebuah buku foto yang berjudul Lensa Kampung Ondel-Ondel
Sebuah buku foto yang berjudul Lensa Kampung Ondel-OndelSebuah buku foto yang berjudul Lensa Kampung Ondel-Ondel
Sebuah buku foto yang berjudul Lensa Kampung Ondel-Ondel
 
Observasi-Kelas-oleh-Kepala-Sekolah.pptx
Observasi-Kelas-oleh-Kepala-Sekolah.pptxObservasi-Kelas-oleh-Kepala-Sekolah.pptx
Observasi-Kelas-oleh-Kepala-Sekolah.pptx
 
Modul ajar logaritma matematika kelas X SMK
Modul ajar logaritma matematika kelas X SMKModul ajar logaritma matematika kelas X SMK
Modul ajar logaritma matematika kelas X SMK
 
SOAL SBDP KELAS 3 SEMESTER GENAP TAHUN PELAJARAN 2023 2024
SOAL SBDP KELAS 3 SEMESTER GENAP TAHUN PELAJARAN 2023 2024SOAL SBDP KELAS 3 SEMESTER GENAP TAHUN PELAJARAN 2023 2024
SOAL SBDP KELAS 3 SEMESTER GENAP TAHUN PELAJARAN 2023 2024
 
Modul Ajar IPS Kelas 7 Fase D Kurikulum Merdeka
Modul Ajar IPS Kelas 7 Fase D Kurikulum MerdekaModul Ajar IPS Kelas 7 Fase D Kurikulum Merdeka
Modul Ajar IPS Kelas 7 Fase D Kurikulum Merdeka
 
ALur Tujuan Pembelajaran Materi IPA Kelas VII (1).pptx
ALur Tujuan Pembelajaran Materi IPA  Kelas VII (1).pptxALur Tujuan Pembelajaran Materi IPA  Kelas VII (1).pptx
ALur Tujuan Pembelajaran Materi IPA Kelas VII (1).pptx
 

ELEKTRONIKA DASAR

  • 2. • Definisi dan Satuan • Hukum Eksperimental dan Rangkaian Sederhana (Bagian ke-1) • Analisa Rangkaian Loop Tunggal • Hukum Eksperimental dan Rangkaian Sederhana (Bagian ke-2) Kombinasi Tahanan dan Sumber • Beberapa Teknik untuk Menganalisis Rangkaian • Fungsi Pemaksa Sinusoida • Respons Paksaan kepada Fungsi-fungsi Pemaksa • Respon keadaan Tunak • Daya rata2 dan RMS
  • 3. • Apakah yang dimaksud dengan “Analisis Rangkaian Teknik” ? • Analisis kajian (secara matematis) mengenai suatu kesatuan yang kompleks beserta hubungan di antara bagian-bagian kesatuan tersebut. • Rangkaian sambungan alat-alat listrik yang sederhana di mana terdapat paling sedikit satu jalan tertutup yang dapat dilalui arus. • Teknik ilmu pengetahuan yang menerangkan penggunaan sifat-sifat materi dan sumber-sumber energi di alam untuk keperluan umat manusia. • Dapat disimpulkan bahwa “Analisis Rangkaian Teknik” adalah suatu pelajaran matematik mengenai beberapa sambungan alat-alat listrik sederhana di mana terdapat paling sedikit satu jalan arus tertutup.
  • 4. Sistem Satuan Internasional (SI) menggunakan sistem desimal untuk menghubungkan satuan besar dan satuan kecil dengan satuan-satuan dasar dan menggunakan awalan standar untuk menunjukkan pangkat daripada bilangan 10. Sistem awalan standar ini adalah : • atto- (a-, 10-18) desi- (d-, 10-1) • femto- (f-, 10-15) deka- (da-, 101) • piko- (p-, 10-12) hekto- (h-, 102) • nano- (n-, 10-9) kilo- (k-, 103) • mikro- (m -, 10-6) mega- (M-, 106) • mili- (m-, 10-3) giga- (G-, 109) • senti- (c-, 10-2) tera-, (T-, 1012) • yang terdapat di dalam blok pada tabel diatas adalah awalan yang paling sering digunakan oleh para mahasiswa yang mempelajari teori rangkaian listrik.
  • 5. • Satuan muatan yang dinamai dengan coulomb menurut Charles Coulomb, yakni orang pertama yang membuat pengukuran kuantitatif yang teliti mengenai gaya antara dua muatan. Muatan secara umum didefinisikan adalah sebagai berikut : dua partikel kecil yang bermuatan identik dan berjarak satu meter dalam vakum dan tolak-menolak dengan gaya sebesar 10-7 c2 newton mempunyai muatan yang persis identik, yang besarnya masing-masing adalah plus atau minus satu coulomb (C). Simbol c menyatakan kecepatan cahaya, 2,997 925 × 108 m/det. Dalam satuan ini, muatan sebuah elektron adalah negatif 1,602 19 × 10-19 C, dan 1 C (yang negatif) menyatakan muatan total yang dimiliki oleh 6,24 × 1018 elektron. • Kita akan melambangkan muatan dengan Q atau q ; huruf besar akan dipakai untuk menyatakan muatan yang tidak berubah terhadap waktu, atau sebuah konstanta, dan huruf kecil akan menyatakan hal umum mengenai muatan yang berubah terhadap waktu. Kita seringkali menamai muatan ini sebagai nilai sesaat (instanteneous value) daripada muatan dan untuk menandakan ketergantungannya terhadap waktu maka ditulis q(t). Pemakaian yang sama dari huruf besar dan huruf kecil akan dilakukan juga kepada semua kualitas listrik yang lain.
  • 6. Muatan yang bergerak adalah sebuah arus. Arus akan kita definisikan lagi lebih teliti di bawah ini. Arus yang terdapat di dalam sebuah jalur tertentu, seperti misalnya kawat logam, mempunyai besar dan arah yang diasosiasikan dengannya arus tersebut adalah ukuran di mana muatan bergerak melalui sebuah titik tertentu per satuan waktu dalam arah tertentu. • Kita mendefinisikan arus pada sebuah titik tertentu dan yang mengalir dalam arah tertentu sebagai besarnya muatan sesaat yang mengalir per satuan waktu dimana muatan positif netto bergerak melalui titik tersebut dalam arah tertentu. Arus mempunyai simbol I atau i, jadi : • Satuan arus adalah ampere (A), yang menyatakan banyaknya muatan yang mengalir dengan laju 1 C/s. Nama ampere diambil mengikuti nama A.M Ampere, seorang ahli fisika Perancis pada permulaan abad ke sembilan belas. Sering juga arus tersebut dinamai “1 amp”, tetapi nama ini tak formal dan tak resmi. Penggunaan huruf kecil i akan diasosiasikan dengan nilai sesaat. • Beberapa jenis arus yang berlainan digambarkan oleh Gambar 1. Sebuah arus yang konstan dinamai dengan arus searah, atau singkatnya dc (direct current), dan diperlihatkan oleh Gambar 1a. Kita akan menemui banyak sekali contoh praktis dari arus yang berubah menurut bentuk sinus terhadap waktu, Gambar 1b; arus yang bentuknya seperti ini terdapat pada rangkaian-rangkaian alat rumah tangga biasa. Arus seperti itu disebut arus bolak- balik, atau ac (alternating current). Arus eksponensial dan arus berbentuk sinus teredam, yang dilukiskan dalam Gambar 1c dan d, akan ditemui juga kelak.
  • 7. Misalkan bahwa arus searah diarahkan ke titik-ujung (terminal) A melalui elemen memerlukan pengeluaran energi. Maka kita katakan bahwa terdapat tegangan listrik atau perbedaan potensial di antara kedua titik ujung tersebut, atau terdapat tegangan atau selisih potensial “melintasi” elemen tersebut. Jadi tegangan melintasi sebuah pasangan terminal adalah ukuran kerja yang diperlukan untuk menggerakkan muatan melalui elemen tersebut. Secara khusus, kita dapat mendefinisikan tegangan melintasi elemen sebagai kerja yang perlu untuk menggerakkan muatan positif sebesar 1 C dari satu titik ujung melalui alat tersebut ke titik ujung yang lain. Tanda untuk tegangan akan dibicarakan di bawah. Satuan untuk tegangan adalah volt (v), yang sama dengan 1 J/C dan tegangan dinyatakan dengan V atau v. Untunglah bahwa nama lengkap ahli fisika Italia dari abad kedelapan belas, Alessnadro Guiseppe Antonio Anastasio Volta, tidak digunakan sepenuhnya untuk satuan dari selisih potensial ini. • Perbedaan potensial atau tegangan bisa terdapat antara sepasang terminal listrik, baik arus mengalir atau pun tidak mengalir. Sebuah batere mobil misalnya, mempunyai tegangan 12 V melintasi terminal-terminalnya walaupun tak ada apa-apa yang dihubungkan ke terminal ini. • Energi yang digunakan untuk mendorong muatan-muatan melalui elemen tersebut harus muncul karena prinsip kekekalan energi. Jika kita kelak menemui elemen rangkaian khusus, kita perlu memperhatikan apakah energi disimpan di dalam sesuatu bentuk yang mudah didapat kembali atau apakah energi tersebut berubah menjadi panas, energi akustik, dan bentuk-bentuk lain yang tidak dapat balik lagi. • Kita sekarang harus membuat satu perjanjian yang diperlukan untuk membedakan energi yang diberikan oleh elemen itu sendiri kepada alat luar. Kita melakukan ini dengan pemilihan tanda untuk tegangan pada ujung A terhadap terminal B. Jika sebuah arus positif memasuki titik ujung A dari elemen dan jika sebuah sumber luar harus mengeluarkan energi untuk menghasilkan arus ini, maka titik ujung A adalah positif terhadap titik ujung B. Dapat juga kita katakan bahwa titik ujung B adalah negatif terhadap titik ujung A. • • Gambar 3: Dalam (a) dan (b) titik ujung B adalah 5 V positif terhadap terminal A, dalam (c) dan (d) titik ujung A adalah 5 V positif terhadap terminal B. • Perlu disadari bahwa pasangan plus-minus tanda aljabar tidak menunjukkan kekutuban (polarity) tegangan yang sesungguhnya, tetapi hanya sekedar konvensi yang membolehkan kita berbicara dengan pasti mengenai tegangan melintasi pasangan titik ujung. Definisi setiap tegangan haruslah mencakup sepasang tanda plus-minus! Dengan menggunakan kuantitas v1 (t) tanpa menunjukkan tempat dari pasangan tanda plus-minus adalah sama dengan menggunakan istilah yang tak terdefinisikan. • • Gambar 4: (a) dan (b) adalah definisi yang tidak mencukupi dari tegangan. (c) Definisi yang benar yang mencakup simbol variabel dan pasangan simbol plus minus.
  • 8. Kita perlu tentukan sebuah ungkapan bagi daya yang diserap oleh suatu elemen rangkaian; dinyatakan dalam tegangan yang terdapat padanya dan arus yang melaluinya. Tegangan telah didefinisikan sebagai energi yang dibelanjakan, dan daya adalah laju dengan mana energi dibelanjakan. Namun demikian, tak ada pernyataan yang bisa dibuat mengenai alih energi pada keempat kasus yang ditunjukkan pada Gambar 3, misalnya, sebelum arah arus ditentukan. Kita anggap bahwa panah arus ditempatkan di bagian atas, menuju ke kanan, dan ditandai “+ 2 A”; maka di dalam kedua hal c dan d titik-ujung A adalah 5 V positif terhadap titik-ujung B dan karena arus positif memasuki titik-ujung A, energi diberikan kepada elemen. Di dalam dua hal lainnya, elemen tersebut memberikan energi kepada alat luar. • Kita telah mendefinisikan daya, dan kita akan menyatakannya dengan P atau p. Jika satu joule energi diperlukan untuk memindahkan muatan satu coulomb melalui alat, maka laju pengeluaran energi persatuan waktu untuk memindahkan satu coulomb muatan per detik melalui alat adalah satu watt. Tenaga yang diserap ini haruslah sebanding dengan banyaknya coulomb yang dipindahkan per detik, atau arus, dan sebanding dengan energi yang diperlukan untuk memindahkan satu coulomb melalui elemen, atau tegangan, atau watt. Jadi, • (2) • Dimensi arus kanan persamaan ini adalah hasil kali joule per coulomb per detik, yang menghasilkan dimensi joule per detik, atau watt, seperti yang diharapkan. • Konvensi untuk arus, tegangan dan daya disimpulkan dalam Gambar 5. Sketsa tersebut memperlihatkan bahwa jika sebuah ujung elemen adalah v volt positif terhadap titik ujung yang lain, dan jika sebuah arus i memasuki elemen tersebut melalui titik ujung pertama, maka daya p = vi diserap oleh atau diberikan pada elemen tersebut. Jika panah arus diarahkan pada elemen di titik ujung yang bertanda plus, maka kita menggunakan konvensi tanda pasif. Konvensi ini harus dipelajari dengan hati-hati, dimengerti dan diingat. Dengan perkataan lain, konvensi ini mengatakan bahwa jika panah arus dan tanda kekutuban tegangan ditempatkan pada titik-titik ujung elemen sehingga arus masuk pada ujung elemen yang diberi tanda positif, dan jika panah dan pasangan tanda dinyatakan dengan kuantitas-kuantitas aljabar yang bersangkutan, maka daya yang diserap oleh elemen dapat dinyatakan sebagai perkalian aljabar daripada kedua kuantitas tersebut. Jika harga numerik dari perkalian itu adalah negatif, maka kita katakan bahwa elemen itu menyerap daya negatif, atau elemen itu sebenarnya menghasilkan daya dan mengantarkannya pada suatu elemen luar. Misalnya, di dalam Gambar 5 dengan v = 5 V dan i = -4 A, maka elemen tersebut dapat dikatakan menyerap -20 W atau menghasilkan 20 W. • Ketiga contoh pada Gambar 6 selanjutnya menggambarkan konvensi tersebut. •
  • 9. Kita sekarang akan membedakan sebuah elemen rangkaian umum dari sebuah elemen rangkaian sederhana dengan mengatakan bahwa elemen rangkaian umum akan terdiri lebih dari satu elemen rangkaian sederhana, dan bahwa sebuah elemen rangkaian sederhana tidak dapat lagi dibagi lebih lanjut menjadi elemen-elemen rangkaian lain. Untuk singkatnya, kita sepakati bahwa istilah elemen rangkaian pada umumnya akan menyatakan sebuah elemen rangkaian sederhana. • Semua elemen rangkaian sederhana yang akan ditinjau dalam pekerjaan berikutnya dapat digolongkan menurut hubungan dari arus yang melalui elemen dengan tegangan melintasi elemen tersebut. Misalnya jika tegangan melintasi elemen adalah berbanding lurus dengan arus yang melalui elemen, atau v = ki, maka kita akan menamai elemen tersebut sebuah tahanan. Jenis lain dari elemen rangkaian sederhana mempunyai tegangan titik ujung yang sebanding dengan turunan terhadap waktu atau integral arus terhadap waktu. Ada juga elemen-elemen di mana tegangannya sama sekali tak tergantung pada arus atau arus sama sekali tak tergantung pada tegangan elemen-elemen seperti ini adalah sumber-sumber bebas. Selanjutnya, kita perlu mendefinisikan jenis sumber khusus di mana tegangan sumber atau arus tergantung pada arus atau tegangan di salah satu bagian rangkaian; sumber-sumber seperti itu akan dinamai sumber-sumber yang tak bebas atau sumber-sumber terkontrol. • Menurut definisi, sebuah elemen rangkaian sederhana adalah model matematis dari sebuah alat listrik yang mempunyai dua titik ujung (terminal) dan yang secara lengkap dapat dinyatakan oleh hubungan antara arus dan tegangan tetapi tidak dapat lagi dibagi menjadi alat-alat lain yang mempunyai dua titik- ujung. • Elemen pertama yang akan kita perlukan adalah sebuah sumber tegangan bebas. Sumber ini akan ditandai dengan sebuah tegangan terminal yang sama sekali tak tergantung pada arus yang melaluinya. Jadi, jika kita diberi sebuah sumber tegangan bebas dan diberitahu bahwa tegangan terminal adalah 50 t2V, maka dapat dipastikan bahwa pada t = 1 det tegangannya adalah 50 V, tak peduli berapa arus yang sudah mengalir, yang sedang mengalir, atau yang akan mengalir. Gambaran sebuah sumber tegangan bebas diperlihatkan di dalam Gambar 7. Indeks bawah s hanya sekedar menunjukkan tegangan sebagai tegangan “sumber”.
  • 10. • Gambar 8: Gambaran dari sebuah sumber tegangan bebas, konstan atau dc. Pada (a) sumber memberikan 12 W dan pada (b) batere menyerap 12 W • Gambar 9: Simbol rangkaian untuk sumber arus bebas • Sambungan antara dua atau lebih elemen rangkaian sederhana dinamai jaringan (network): jika jaringan mengandung sedikitnya satu jalur tertutup, jaringan itu dinamai rangkaian (circuit) listrik. Setiap rangkaian adalah sebuah jaringan, tetapi tidak semua jaringan merupakan rangkaian. • Jaringan yang mengandung sedikitnya sebuah elemen aktif, seperti sumber tegangan atau sumber arus bebas, adalah sebuah jaringan aktif. Jaringan yang tidak mengandung elemen aktif adalah sebuah
  • 11. • Pendahuluan • Pada pembahasan ini dibatasi pada analisis rangkaian sederhana yang hanya mempunyai sumber arus, sumber tegangan dan tahanan; sumber tersebut boleh yang bebas atau pun yang tak bebas. Di dalam menganalisis rangkaian ini kita akan menggunakan beberapa transformasi jaringan, teorema jaringan, dan metode-metode matematik yang akan dapat kita terapkan kelak, dengan hanya mengadakan sedikit perubahan, kepada rangkaian yang mengandung elemen pasif lain yang dirangsang oleh sumber yang berubah terhadap waktu. Kita akan mempelajari metode yang berguna dalam analisis rangkaian dengan cara penerapannya pada keadaan yang sesederhana mungkin, yakni rangkaian penahan (resistive circuit).
  • 12. Hukum Ohm mengatakan bahwa tegangan melintasi berbagai jenis bahan pengantar adalah berbanding lurus kepada arus yang mengalir melalui bahan tersebut, • (1) • di mana konstanta pembanding R dinamai resistansi (tahanan). Satuan tahanan adalah ohm, yang sama dengan 1 V/A dan biasanya disingkat dengan huruf omega besar, ©. • Gambar 1 memperlihatkan simbol rangkaian yang paling umum yang dipakai untuk sebuah tahanan. Sesuai dengan konvensi tegangan, arus dan daya yang dipakai dalam bab yang lalu, hasil perkalian antara v dan i akan memberikan daya yang diserap oleh tahanan tersebut. Yakni, v dan i dipilih sehingga memenuhi konvensi tanda pasif. Daya yang diserap timbul sebagai panas dan nilainya selalu positif; sebuah tahanan adalah elemen pasif, yang tidak bisa menyerahkan daya atau menyimpan energi. Cara lain, untuk menyatakan daya yang diserap adalah (2) • Perbandingan diantara arus dan tegangan adalah juga sebuah konstanta, • (3) • di mana G dinamai konduktansi. Satuan untuk konduktansi adalah mho, yakni, 1 A/V, dan disingkat dengan huruf omega terbalik. Simbol rangkaian yang sama digunakan untuk menyatakan resistansi dan konduktansi. Satuan SI untuk konduktansi adalah Siemens, istilah yang tidak banyak digunakan di Amerika Serikat. Lambang rangkaian yang sama digunakan baik untuk resistansi maupun konduktansi. Daya yang diserap adalah juga positif dan dapat dinyatakan dalam konduktansi • (4) • Resistansi dapat digunakan sebagai dasar untuk mendefinisikan dua istilah yang umum digunakan, yakni hubungan pendek (short circuit), dan rangkaian terbuka (open circuit). Kita definisikan hubungan pendek sebagai sebuah tahanan yang besarnya nol ohm; maka, karena , tegangan melintasi sebuah rangkaian pendek harus sama dengan nol, walaupun besarnya arus boleh sembarang. Dengan cara yang sama, kita definisikan rangkaian terbuka sebagai tahanan yang mempunyai tahanan tak berhingga. Jelaslah bahwa arusnya sama dengan nol, tak perduli berapa tegangan melintasi rangkaian terbuka tersebut.
  • 13. Gustav Robert Kirchoff, seorang guru besar universitas berkebangsaan Jerman yang lahir kira-kira pada waktu Ohm melakukan percobaannya. Hukum aksiomatik ini dinamakan hukum arus Kirchoff (Kirchoof’s Current Law, disingkat KCL), yang mengatakan bahwaBila ada arus netto yang masuk sebuah simpul, maka laju penumpukan coulomb pada simpul tersebut tidak sama dengan nol. Tetapi, sebuah simpul bukanlah suatu elemen rangkaian dan pasti tidak bisa menyimpan, memusnahkan atau membangkitkan muatan. Sehingga dengan demikian arus harus berjumlah nol • Kita sekarang beralih ke hukum tegangan Kirchhoff ( Kirchhoff’s voltage law, disingkat KVL ). Hukum ini mengatakan bahwa • jumlah aljabar semua arus yang memasuki sebuah simpul adalah nol. • Kita harus lagi menerima hukum ini sebagai aksioma, walaupun hukum ini dikembangkan di dalam pendahuluan teori elektromagnetik. • Arus adalah yang berkaitan dengan muatan yang mengalir melalui sebuah elemen rangkaian, sedangkan tegangan adalah suatu ukuran selisih energi potensial melintasi elemen. • Jadi bila kita melalui suatu jalan tertutup, maka jumlah aljabar dari tegangan melintasi elemen individual sekelilingnya haruslah nol. Jadi, bisa kita tulis • atau v1 + v2 + v3 + ... + vN = 0 (6) • Hukum tegangan Kirchoff adalah suatu konsekuensi kekekalan energi dan sifat konservatif rangkaian listrik. Hukum ini juga bisa ditafsirkan menurut analogi gaya berat. Bila suatu massa digerakkan sekeliling jalan tertutup dalam sebuah medan gravitasi konservatif, maka kerja total yang dilakukan terhadap massa tersebut adalah nol. Kita bisa juga menerapkan KVL pada rangkaian dengan beberapa cara yang berbeda.
  • 14. Kita akan menganggap bahwa nilai tahanan dan tegangan sumber dari Gambar 6a diketahui dan mencoba menentukan arus yang melalui setiap elemen, tegangan melintasi setiap elemen, dan tenaga yang diberikan atau yang diserap oleh setiap elemen. • • Gambar 6: (a) Model rangkaian dengan nilai tegangan sumber dan tahanan diketahui, (b) Tanda-tanda referensi tegangan dan arus ditambahkan pada rangkaian. • Langkah kita yang pertama dalam analisis tersebut adalah asumsi mengenai arah referensi untuk arus-arus yang tak diketahui karena kita tidak tahu sebelumnya arah-arah tersebut. Secara acak, kita sebuah arus yang tak diketahui i, menurut arah jarum mengalir keluar dari terminal atas sumber tegangan kiri. Pemilihan ini ditandai dengan sebuah panah dengan tanda i pada rangkaian, seperti diperlihatkan di dalam Gambar 6b. Penggunaan trivial dari hukum arus Kirchoff memastikan bahwa arus yang sama harus mengalir juga melalui setiap elemen di dalam rangkaian tersebut. Kita dapat menekankan fakta ini sekarang dengan menempatkan beberapa simbol arus di sekitar rangkaian. • Berdasarkan definisi, semua elemen yang menyangkut arus yang sama dikatakan dihubungkan secara seri (deret). Perhatikan bahwa elemen-elemen boleh mengangkut arus yang besarnya sama tetapi tidak tersusun secara seri; dua bola 100 W di dalam rumah yang bertetangga mungkin saja mengangkut arus yang sama besarnya, tetapi mereka tidak mengangkut arus yang sama, dan tidak seri satu sama lain. • Langkah kedua dalam analisis tersebut adalah pemilihan referensi tegangan untuk masing-masing dari kedua tahanan. Telah kita dapat bahwa penggunaan hukum Ohm, v = Ri, menghendaki bahwa arah arus dan tegangan harus dipilih sehingga arus memasuki terminal di mana ditempatkan referensi tegangan positif. Jika pemilihan arus adalah sembarang, maka pemilihan arah tegangan akan tertentu jika kita bermaksud menggunakan hukum Ohm didalam bentuk v = Ri. Tegangan vR1 dan vR2 diperlihatkan di dalam Gambar 6b. • Langkah ketiga adalah penggunaan hukum tegangan Kirchhoff pada jalan tertutup yang ada. Misalkan kita putuskan untuk bergerak di sekitar rangkaian di dalam arah perputaran jarum jam, dimulai pada sudut kiri bawah dan menuliskan langsung setiap tegangan yang pertama ditemui pada referensi positif dan menuliskan negatif dari tegangan yang ditemui pada terminal negatif. Jadi, •
  • 15. Padanan dari rangkaian yang mempunyai satu jalan tertutup (rangkaian berloop tunggal) yang dibicarakan di atas adalah rangkaian pasangan simpul tunggal di mana sebarang banyaknya elemen sederhana dihubungkan di antara pasangan simpul yang sama. Satu contoh rangkaian seperti itu diperlihatkan di dalam Gambar 9. Kedua sumber arus dan nilai konduktansi diketahui, dan kita akan mencari tegangan, arus, dan daya yang diasosiasikan dengan setiap elemen sekali lagi. • • Gambar 9: (a) Sebuah rangkaian pasangan simpul tunggal. • (b) Tegangan dan kedua arus ditetapkan • Langkah kita yang pertama sekarang adalah menganggap adanya tegangan yang melintasi setiap elemen, dan menetapkan sebarang kebutuhan referensi. Maka hukum tegangan Kirchhoff memaksa kita untuk mengakui bahwa tegangan yang melintasi setiap cabang adalah sama karena sebuah jalan tertutup melalui setiap cabang dari satu simpul ke simpul yang lain dan kemudian dilengkapi melalui setiap cabang lain. Tegangan total sebesar nol menghendaki tegangan yang identik melintasi setiap elemen. Kita katakan bahwa elemen-elemen yang mempunyai tegangan bersama melalui elemen-elemen tersebut dihubungkan secara paralel. Kita namai tegangan ini v dan memilihnya sembarangan, seperti diperlihatkan di dalam Gambar 9b. • Dua arus, yang mengalir di dalam tahanan, kemudian dipilih sesuai dengan konvensi yang didapatkan dengan hukum Ohm. Arus-arus ini diperlihatkan juga di dalam Gambar 9b. • Langkah ketiga di dalam analisis rangkaian simpul tunggal adalah pemakaian hukum arus Kirchhoff pada salah satu dari kedua simpul di dalam rangkaian tersebut. Biasanya lebih jelas untuk memakaikannya kepada simpul di mana ditetapkan referensi tegangan positif, dan karena itu kita akan menyamakan jumlah aljabar arus yang meninggalkan simpul atas dengan nol, • • Akhirnya, arus di dalam tiap tahanan dinyatakan di dalam u dan konduktansi tahanan menurut hukum Ohm, • dan • dan kita dapatkan
  • 16. Beberapa penulisan pesamaan yang telah kita lakukan untuk rangkaian-rangkaian seri dan paralel yang sederhana dapat dihindari. Hal ini dicapai dengan mengganti kombinasi tahanan (resistor) yang relatif sukar dengan sebuah tahanan ekivalen bila mana kita khususnya tak berminat menentukan arus, tegangan, atau daya yang berkaitan dengan masing-masing tahanan di dalam kombinasi tersebut. Semua hubungan yang menyangkut arus, tegangan, dan daya di dalam sisa rangkaian tersebut akan sama. • • Gambar 15: (a) Sebuah rangkaian yang mengandung kombinasi seri dari N tahanan. • (b) Rangkaian ekivalen yang lebih sederhana: . • Mula-mula kita tinjau kombinasi seri N tahanan, yang diperlihatkan secara skematis dalam Gambar 15. Garis terputus-putus yang mengitari tahanan-tahanan tersebut dimaksudkan untuk menyarankan bahwa tahanan-tahanan tersebut dikurung di dalam sebuah “kotak hitam,” atau barang kali di dalam kamar lain, dan kita ingin mengganti ke N tahanan tersebut dengan satu tahanan dengan besar tahanan Req sehingga sisa rangkaian, yang hanya hal ini hanya sumber tegangan tidak menyadari bahwa perubahan telah dilakukan. Arus sumber, daya, dan tentu saja tegangan akan sama sebelum dan sesudah perubahan tersebut. • Kita pakai hukum tegangan Kirchhoff • • dan hukum Ohm • • dan kemudian membandingkan hasil ini dengan persamaan sederhana yang dipakai kepada rangkaian ekivalen yang diperlihatkan di dalam Gambar 15b, • • Jadi, harga dari tahanan ekivalen untuk N tahanan seri adalah • (7)
  • 17. Dengan mengkombinasikan tahanan-tahanan dan sumber-sumber, maka kita telah mendapatkan satu metode untuk memperpendek kerja dalam menganalisis sebuah rangkaian. Jalan singkat lain yang berguna adalah pemakaian ide pembagian tegangan dan arus. • • Gambar 22: Gambaran pembagian tegangan, . • Pembagian tegangan digunakan untuk menyatakan tegangan melintasi salah satu di antara dua tahanan seri, dinyatakan dalam tegangan melintasi kombinasi itu. Di dalam Gambar 22, tegangan R2 adalah • (10) • atau
  • 18. • dan dengan cara yang serupa, tegangan melintasi R1 adalah, • (11) • Bila jaringan pada Gambar 22 digeneralisir dengan menggantikan R2 dengan R2, R3, ......, RN yang berhubungan seri, maka didapat hasil umum pembagian tegangan melintasi suatu untaian N tahanan seri, • • Tegangan yang timbul melintasi salah satu tahanan seri tersebut adalah tegangan total dikalikan rasio (perbandingan) dari tahanan dan tahanan total. Pembagian tegangan dan kombinasi tahanan keduanya dapat digunakan. • • Gambar 23: Gambaran pembagian arus,
  • 19. Ganda (dual) dari pembagian tegangan adalah pembagian arus. Kita sekarang diberi arus total yang masuk ke dalam dua konduktansi pararel, sebagai yang digambarkan oleh rangkaian dari Gambar 23. Arus mengalir melalui G2 adalah • • atau • dan, dengan cara yang serupa • Jadi arus yang mengalir melintasi salah satu di antara konduktansi pararel tersebut adalah arus total dikalikan perbandingan dari konduktansinya dengan konduktansi total. • Karena kita lebih sering diberikan nilai tahanan daripada konduktansi, maka bentuk yang lebih penting dari hasil terakhir didapatkan dengan menggantikan G1 dengan 1/R1 dan G2 dengan 1/R2, • • (12) • Kedua persamaan terakhir mempunyai sebuah faktor yang sangat berbeda dari faktor yang digunakan dengan pembagian tegangan dan sejumlah usaha diperlukan untuk menghindari kesalahan-kesalahan. Banyak mahasiswa memandang pernyataan pembagian tegangan sebagai yang “jelas” dan pembagian arus sebagai sesuatu yang “berbeda”. Akan menolong juga untuk menyadari bahwa tahanan yang lebih besar selalu mengangkut arus yang lebih kecil. • Bisa juga kita generalisir hasil ini dengan menggantikan G2 pada Gambar 23 dengan kombinasi pararel G2, G3, .... , GN. Jadi, bagi N konduktansi pararel, • • Dinyatakan dalam harga-harga tahanan, hasilnya adalah
  • 20. Analisis Mesh (Mesh Analysis) • Cara analisis simpul yang diterapkan di dalam bab terdahulu adalah sangat umum dan selalu dapat digunakan pada setiap jaringan listrik. Ini bukanlah satu-satunya metode agar kita bisa mengatakan hal yang serupa. Khususnya, kita akan menemui metode analisis simpul umum dan cara yang dinamai analisis loop pada bagian penutup bab ini. • Pertama, kita akan meninjau sebuah metode yang dinamai analisis mesh (mesh analysis). Walapun cara ini tidak dapat dipakai setiap jaringan, teknik ini dapat diterapkan pada sebagian besar jaringan yang perlu kita analisis, dan barangkali digunakan lebih sering dari semestinya, karena terkadang metode lain lebih sederhana. Analisis mesin dapat dipakai hanya pada jaringan-jaringan yang terletak dalam satu bidang, sebuah istilah yang akan kita definiskan sekarang. • Jika mungkin menggambar diagram sebuah rangkaian pada sebuah permukaan bidang sedemikian rupa sehingga tak ada cabang yang melalui di atas di bawah cabang lain, maka rangkaian tersebut dinamai rangkaian sebidang (planar circuit). • Di dalam bab kedua, istilah-istilah jalan (path), jalan tertutup, dan loop telah didefinisikan. Mesh adalah sifat rangkaian sebidang dan tidak didefinisikan untuk rangkaian tak sebidang. Kita definisikan mesh sebagai loop yang tidak mengandung loop lain di dalamnya. Bilamana mesh itu telah digambar dengan baik dalam bentuk bidang, biasanya mesh tersebut mempunyai penampilan seperti jendela multi-kaca; setiap kaca pada jendela itu dapat dianggap sebagai mesh. • Jika sebuah jaringan adalah sebidang, maka analisis mesh dapat digunakan untuk menyelesaikan analisisnya. Cara ini melibatkan konsep arus mesh, yang akan kita perkenalkan dengan meninjau analisis rangkaian yang mempunyai dua mesh Gambar 3-6. • Seperti telah kita lakukan dalam rangkaian berloop tunggal, maka kita mulai dengan memperhatikan sebuah arus yang melalui salah satu cabang. Arus yang mengalir ke kanan melalui tahanan 6 W , kita namai i1. Kita bermaksud menggunakan hukum tegangan Kirchoff sekeliling setiap mesh, dan kedua persamaan yang dihasilkan adalah cukup untuk menentukan kedua arus yang tak diketahui. Maka kita pilih arus kedua i2 yang mengalir ke kanan melalui tahanan 4 W . Kita dapat juga menamai arus yang mengalir ke bawah melalui cabang sentral i3, tetapi jelaslah dari hukum arus Kirchoff bahwa i3 dapat dinyatakan dalam kedua arus yang telah kita misalkan sebelumnya sebagai (i1- i2). Arus yang dimisalkan tersebut diperlihatkan di dalam Gambar 3-7.
  • 21. Persamaan-persamaan tersebut adalah persamaan-persamaan yang berdiri sendiri; yang satu tidak dapat diturunkan dari yang lain. Ada dua persamaan dan dua yang tak diketahui, dan pemecahaannya mudah didapatkan; i2 adalah 6 A, i2 adalah 4 A, dan (i1 - i2)adalah 2 A. Hubungan tegangan dan tenaga boleh didapat dengan cepat jika diinginkan. • Jika seandainya rangkaian kita mengandung mesh yang banyaknya M maka kita harus menganggap ada M arus arus cabang dan menulis sebanyak M persamaan bebas. Pemecahan pada umumnya bisa didapat secara sistematis melalui penggunaan determinan. • Kita tinjau sekarang soal yang sama dengan cara yang sedikit berbeda dengan menggunakan arus mesh. Kita definisikan sebuah arus mesh sebagai sebuah arus yang mengalir hanya di sekitar perimeter sebuah mesh. Jika tidak tandai mesh kiri dari soal kita sebagai mesh 1, maka kita dapat menentukan arus mesh i1 yang mengalir menurut perputaran jarum jam sekeliling mesh ini. Sebuah arus mesh dinyatakan dengan sebuah panah lengkung yang hampir menutupi dirinya sendiri dan digambarkan di dalam mesh yang sesuai, seperti diperlihatkan pada Gambar 3-7. Arus mesh i2 dihasilkan di dalam mesh yang satu lagi, dan searah dengan perputaran jarum jam. Walaupun arah itu sembarang, namun kita akan selalu memilih arus-arus mesh searah dengan peputaran jarum jam karena pilihan ini mengakibatkan simetri yang meminimalkan kesalahan dalam persamaan- persamaan tersebut. • Kita tidak lagi mempunyai arus atau panah arus yang diperlihatkan langsung pada setiap cabang rangkaian. Arus melalui setiap cabang harus ditentukan dengan meninjau arus-arus mesh yang mengalir dalam tiap-tiap mesh di mana cabang tersebut muncul. Ini tidak sukar karena jelaslah bahwa tidak ada cabang yang dapat muncul di dalam lebih dari dua mesh. Misalnya, tahanan 3-W yang muncul di dalam kedua mesh, dan arus yang mengalir ke bawah melaluinya adalah (i1 - i2). Tahanan 6-W muncul hanya di dalam mesh 1, dan arus yang mengalir ke kanan di dalam cabang tersebut adalah sama dengan arus mesh i1.
  • 22. • Sebuah arus mesh seringkali dapat diidentifikasi sebagai sebuah arus cabang seperti i1 dan i2 diidentifikasi di atas. Hal ini tidak selalu benar, karena peninjauan sebuah jaringan persegi yang mempunyai sembilan mesh segera memperlihatkan bahwa arus mesh sentral tidak dapat diidentifikasi sebagai arus di dalam suatu cabang. • Salah satu terbesar dalam penggunaan arus mesh adalah kenyataan bahwa hukum arus Kirchhoff secara otomatis dipenuhi. Jika sebuah arus mesh mengalir kedalam sebuah simpul, maka jelaslah bahwa arus itu mengalir keluar dari simpul itu juga. • Maka kita dapat mengalihkan perhatian kita kepada pemakaian hukum tegangan Kirchoff pada setiap mesh. Untuk mesh kiri • • sedangkan untuk mesh kanan • • dan kedua persamaan ini sama dengan yang didapat sebelumnya. • • Gambar 3-8: Analisis mesh digunakan pada rangkaian ini yang mengandung sebuah sumber arus dengan menuliskan persamaan hukum tegangan Kirchoff di sekitar loop: 7 V, 1©, 3 ©, 1©.
  • 23. Beberapa penulisan pesamaan yang telah kita lakukan untuk rangkaian-rangkaian seri dan paralel yang sederhana dapat dihindari. Hal ini dicapai dengan mengganti kombinasi tahanan (resistor) yang relatif sukar dengan sebuah tahanan ekivalen bila mana kita khususnya tak berminat menentukan arus, tegangan, atau daya yang berkaitan dengan masing-masing tahanan di dalam kombinasi tersebut. Semua hubungan yang menyangkut arus, tegangan, dan daya di dalam sisa rangkaian tersebut akan sama. • • Gambar 15: (a) Sebuah rangkaian yang mengandung kombinasi seri dari N tahanan. (b) Rangkaian ekivalen yang lebih sederhana: . Mula-mula kita tinjau kombinasi seri N tahanan, yang diperlihatkan secara skematis dalam Gambar 15. Garis terputus-putus yang mengitari tahanan-tahanan tersebut dimaksudkan untuk menyarankan bahwa tahanan-tahanan tersebut dikurung di dalam sebuah “kotak hitam,” atau barang kali di dalam kamar lain, dan kita ingin mengganti ke N tahanan tersebut dengan satu tahanan dengan besar tahanan Req sehingga sisa rangkaian, yang hanya hal ini hanya sumber tegangan tidak menyadari bahwa perubahan telah dilakukan. Arus sumber, daya, dan tentu saja tegangan akan sama sebelum dan sesudah perubahan tersebut. Kita pakai hukum tegangan Kirchhoff dan hukum Oh dan kemudian membandingkan hasil ini dengan persamaan sederhana yang dipakai kepada rangkaian ekivalen yang diperlihatkan di dalam Gambar 15b, • Jadi, harga dari tahanan ekivalen untuk N tahanan seri adalah • Karena itu kita mampu menggantikan sebuah jaringan dua pintu yang terdiri N tahanan dalam seri, dengan satu elemen Req berterminal dua, yang mempunyai hubungan v-i yang sama. Tak ada pengukuran yang dilakukan terhadap “kotak hitam” tersebut, dapat mengungkapkan yang mana dari jaringan yang asli.
  • 24. Pemeriksaan persamaan tegangan Kirchoff untuk sebuah rangkaian seri juga memperlihatkan dua penyederhanaan lain yang mungkin. Tak ada perbedaan dalam urutan tempat elemen-elemen di dalam sebuah rangkaian seri, dan beberapa sumber tegangan seri dapat diganti dengan sumber tegangan ekivalen yang mempunyai tegangan sama dengan jumlah aljabar dari masing-masing tegangan tersebut. Biasanya ada sedikit keuntungan mengikutsertakan sebuah sumber tegangan tak bebas dalam sebuah kombinasi seri. • • Gambar 16: (a) Sebuah rangkaian seri yang diketahui. • (b) Rangkaian ekivalen yang lebih sederhana. • Penyederhanaan ini dapat digambarkan dengan meninjau rangkaian yang diperlihatkan di dalam Gambar 16a. Mula-mula kita pertukarkan kedudukan elemen-elemen dalam rangkaian, dan dengan seksama mempertahankan arah yang wajar dari sumber, dan kemudian menggabungkan ketiga tegangan tersebut ke dalam sebuah sumber ekivalen 90-V dan keempat tahanan tersebut dalam sebuah tahanan ekivalen 30-W , seperti yang diperlihatkan pada Gambar 16b. Jadi, dari pada menuliskan • -80 + 10i - 30 + 7i + 5i + 20 + 8i = 0 • kita hanya mempunyai • -90 + 30i = 0 • dan i = 3 A • Untuk menghitung daya yang diberikan kepada rangkaian oleh sumber 80 V yang muncul di dalam rangkaian yang diketahui, maka kita perlu kembali kepada rangkaian dengan mengetahui bahwa arusnya adalah 3 A. Daya yang ditanya adalah 240 W. • Adalah hal yang menarik bahwa tidak ada elemen dari rangkaian semula yang tinggal di dalam rangkaian ekivalen, kecuali jika kita ingin menghitung kawat-kawat penyambung sebagai elemen-elemen. • Penyederhanaan yang serupa dapat diterapkan kepada rangkaian-rangkaian paralel. Sebuah rangkaian yang mengandung N konduktansi yang dipasang paralel, seperti dalam Gambar 17a, menghasilkan persamaan hukum arus Kirchoff, • • Gambar 17: (a) Sebuah rangkaian yang mengandung N tahanan paralel
  • 25. • Respons lengkap sebuah rangkaian listrik linear dibentuk dari dua bagian, respons alami dan respons paksaan (steady-state). Pada bagian sebelumnya kita mempelajari rangkaian penahan di mana diperlukan atau hanya ada fungsi pemaksa. Untuk menyederhanakan masalahnya, kita biasanya membatasi fungsi pemaksa kepada sumber-sumber dc, dan karenanya kita sudah mengenal berbagai cara yang berguna untuk mendapatkan respons paksaan dc. • Di dalam bagian ini kita akan memperluas pengetahuan kita mengenai respons paksaan dengan meninjau fungsi pemaksa sinusoida. • Beberapa alasan mengapa hanya menghitung respons paksaan (keadaan tunak atau steady-state) saja: • Respons alamiah hanya ada beberapa saat saja (umumnya berorde mikro atau milli detik). • Dianggap sudah memahami respons alamiah. • Memudahkan perhitungan. • Mengapa kita harus memilih fungsi pemaksa sinusoida sebagai bentuk fungsi kedua untuk dipelajari? Mengapa tidak fungsi linear, fungsi eksponensial, atau fungsi Bessel jenis kedua yang telah diubah? • Salah satu dari alasan; respon alami sebuah sistem orde kedua yang kurang redam adalah sebuah sinusoida teredam. Jadi sinusoida muncul secara alami (sebagaimana halnya dengan eksponensial negatif). Sesungguhnya, alam pada umumnya kelihatan mempunyai sifat sinusoida yang pasti; gerak bandul, lenturan bola, getaran tali gitar, atmosfer politik di dalam suatu negara, dan riak pada permukaan susu coklat selalu akan menunjukkan sifat sinusoida yang wajar
  • 26. Istilah respons keadaan tunak (steady state) digunakan secara sinonim dengan respons paksaan, dan rangkaian-rangkaian yang segera akan kita analisis biasanya disebut berada dalam “keadaan tunak sinusoida.” Respons keadaan tunak sinusoida s udah pasti berubah terhadap waktu. Keadaan tunak hanyalah menyatakan keadaan yang dicapai setelah respons transien (respons sementara) atau respons alami telah lenyap. Kita tinjau sekarang rangkaian RL seri yang diperlihatkan dalam Gambar 1. Tegangan sumber sinusoida vS = Vm cos ωt telah lama dihubungkan kepada rangkaian, respons alami telah lenyap sama sekali. Kita mencari respons paksaan, atau respons keadaan tunak, dan respons ini harus memenuhi persaman diferensial di L  Ri  V m cos t dt i R + υS (t) = V m cos ωt ~ L - Gambar 1: Rangkaian RL seri untuk mana diinginkan respons paksaan. Bentuk fungsi respons paksaan selanjutnya di dapat dengan integrasi dan diferensiasi berulang-ulang dari fungsi pemaksa. Hanya dua bentuk yang berbeda yang didapat, yakni sin ωt dan cos ωt. Maka respons paksaan harus mempunyai bentuk umum i t   I 1 cos t  I 2 sin t di mana I1 dan I2 adalah konstanta-konstanta riil yang nilainya tergantung pada Vm, R, L, dan ω. Tidak boleh ada konstanta atau fungsi eksponensial. Dengan mensubstitusikan bentuk tersebut ke dalam persamaan diferensial menghasilkan L (  I 1  sin t  I 2  cos t)  R ( I 1 cos t  I 2 sin t)  V m cos t Jika kita mengumpulkan suku-suku cosinus dan sinus, maka kita dapatkan (  LI 1   RI 2 ) sin t  ( LI 2   RI 1  V m ) cos t  0 Persamaan ini harus benar untuk semua harga t, dan hanya dapat dicapai jika faktor- faktor yang mengalikan cos ωt dan sin ωt masing-masing adalah nol. Jadi   LI 1  RI 2  0  LI 2  RI 1  V m  0
  • 27. akan tetapi, rumus di atas agak janggal, dan gambaran yang lebih jelas dari respons bisa didapat dengan menyatakan respons sebagai sinusoida atau cosinusoida tunggal dengan sebuah sudut fase. i (t )  A cos( t   ) (2) setidak-tidaknya ada dua metode untuk mendapatkan harga-harga A dan θ. Kita dapat mensubstitusikan (2) langsung ke dalam persamaan diferensial semula, atau kita dapat saja menyamakan kedua penyelesaian (1) dan (2). Kita pilih dengan menyamakan (1) dan (2) setelah meguraikan A cos (ωt – θ), RV  LV m A cos  cos  t  A sin  sin  t  m cos t  sin  t R 2   2 L 2 R 2   2 L 2 Jadi, dengan mengumpulkan dan membuat lagi koefisien-koefisien cos ωt sama dengan nol, maka kita dapatkan RV  LV m A cos   m dan A sin       2 2 2 2 2 2 R L R L Untuk mendapatkan A dan θ, maka kita bagi yang satu dengan yang lain, A sin  L  tan   A cos  R dan juga kita kuadratkan kedua persamaan dan tambahkan hasil-hasil tersebut, R 2 Vm 2  2 2 L Vm 2 Vm 2 A 2 cos 2   A 2 sin 2   A 2    (R 2   2 L 2 ) 2 (R 2   2 L 2 ) 2 R 2   2 L 2 Maka, L   tan 1 R Vm dan A  R 2   2 L 2 Bentuk alternatif dari respons paksaan menjadi Vm  L  cos   t  tan 1 i (t )   (3) R 2   2 L 2  R  Sifat listrik respons i(t) harus ditinjau sekarang. Amplitudo respons adalah sebanding dengan amplitudo fungsi pemaksa; jika tidak, konsep linear tidak dapat dipakai. Amplitudo respons juga berkurang jika R, L atau ω bertambah, tetapi tidak menurut perbandingan lurus. Hal ini dipastikan oleh persamaan diferensial, karena penambahan di dalam R, L atau di/dt memerlukan penurunan amplitudo arus jika amplitudo tegangan sumber tidak berubah. Arus akan kelihatan terbelakang terhadap tegangan yang diberikan dengan tan-1(ωL/R), sebuah sudut di antara 0 dan
  • 28. 90º. Bila ω = 0 atau L = 0, arus harus sefase dengan tegangan; karena situasi terdahulu (ω = 0) adalah arus searah dan yang terakhir memberikan rangkaian penahan, maka hasil tersebut sudah diharapkan. Jika R = 0, arus terbelakang dari tegangan dengan 90º, maka v s = L(di/dt), dan relasi integral-turunan di antara sinus dan cosinus menunjukkan berlakunya perbedaan fase 90º. Dalam induktor sendiri, arus terbelakang dari tegangan dengan 90º, jika konvensi tanda pasif dipenuhi. Dengan cara yang sama kita dapat memperlihatkan bahwa arus yang melalui sebuah kapasitor mendahului tegangan dengan 90º. Tegangan yang digunakan dan arus yang dihasilkan keduanya digambarkan pada sumbu ωt yang sama dalam Gambar 2 dengan koordinat arus dan tegangan. Jelaslah sekarang bahwa arus menyusul di belakang tegangan di dalam rangkaian RL sederhana ini. Kelak kita akan mampu memperlihatkan dengan mudah bahwa hubungan fase ini didapat pada masukan setiap rangkaian yang dibuat hanya dari induktor dan tahanan. υ,i θ i(t) ωt 0 π 2π υ(t) Gambar 2: Fungsi pemaksa sinusoida yang digunakan (berwarna) dan respons arus sinusoida yang dihasilkan (hitam) rangkaian RL seri yang diperlihatkan dalam Gambar 1.
  • 29.
  • 30.
  • 31.
  • 32.
  • 33.
  • 34.
  • 35.
  • 36.
  • 37.
  • 38.
  • 39.
  • 40.
  • 41. • http://teorikuliah.blogspot.com/2009/07/definisi-dan-satuan_31.html • http://teorikuliah.blogspot.com/search?q=hukum+eksperimental&x=0 &y=0 • http://teorikuliah.blogspot.com/2009/07/rangkaian-sederhana-bagian- ke-2.html • http://teorikuliah.blogspot.com/2009/07/menganalisis-rangkaian- lanjutan.html • http://teorikuliah.blogspot.com/2009/07/rangkaian-sederhana-bagian- ke-2.html • http://www.google.co.id/search?q=fungsi+pemaksa+sinusoida&ie=utf -8&oe=utf-8&aq=t&rls=org.mozilla:en-US:official&client=firefox- a#hl=id&client=firefox-a&hs=ib1&rls=org.mozilla:en- US%3Aofficial&sclient=psy- ab&q=fungsi+pemaksa+sinusoida&oq=fungsi+pemaksa+sinusoida& gs_l=serp.3...37682.37682.1.37960.1.1.0.0.0.0.0.0..0.0...0.0.CsxPA6 kFapY&pbx=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_qf.,cf.osb&fp=d9fc77ef60d7 bc93&biw=1015&bih=614