Dokumen tersebut membahas tentang rangkaian pembagi tegangan dan arus, serta rangkaian setara Thevenin dan Norton. Rangkaian pembagi digunakan untuk membagi tegangan atau arus ke komponen lain, sedangkan rangkaian setara digunakan untuk menyederhanakan analisis rangkaian melalui pengganti sumber tegangan dan resistansi.
2. 1. Rangkaian Pembagi Tegangan
Rangkaian pembagi tegangan biasanya
digunakan untuk membagi tegangan atau
mengkonversi dari resistensi menjadi sebuah
tegangan. Biasanya fungsi dari pembagi
tegangan ini untuk mengubah atau
mengkonversikan dari tegangan tegangan
yang lebih besar untuk memberi bias kepada
komponen yang aktif dalam rangkaian
tersebut.
4. Dari gambar rangkaian tersebut dapat diketahui
bahwa tegangan output yang diberi simbol V0, dan juga
arus yang bersimbol I, mengalir ke rangkaian R1 dan R2.
Dan hasil di tegangan VI merupakan hasil dari
penggabungan atau penjumlahan dari rumus VS dan VO.
Untuk rumusnya sendiri adalah :
Vi = Vs + Vo= i * R1 + i * R2
atau :
Vo = V1 * ( R2 / R1 + R2 )
6. Di Rangkaian Pembagi yang terbebani, terdapat beban
terpasang yang akan dialirkan sebuah tegangan dari sistem pembagi
tersebut. Pada terminal tersebut, io akan diambil arusnya dan akan
menghasilkan Vo yang diambil tegangannya. Sementara mengenai
hubungan io dan Vo di dalam rumus adalah :
Vo = Vi * ( R2 / R1 + R2 ) – io * (R1 * R2 / R1 + R2 )
Vo = Vo/c – io * RP
Simbol Vo/c ini adalah arus tegangan pada Vo yang tidak
terbebani. Dan pada rangkaian pembagi tegangan pada gambar
tersebut jika arus R1 adalah i, maka arus di R2 adalah i – io.
Pasalnya pada rangkaian arus di R2, arus tegangan sudah terbagi ke
arah beban terpasang.
7. Contoh Soal :
Misalkan sebuah rangkaian hanya memiliki
12V DC supply dan yang memiliki impedansi 50Ω
memerlukan pasokan 6V. Menghubungkan dua
nilai yang sama resistor, misalkan masing-masing
50Ω bersama-sama sebagai sebuah jaringan
pembagi potensial di 12V akan mendapatkan
hasil yang diharapkan /baik sampai ditambahkan
beban rangkaian kedalam jaringan. Menghitung
tegangan di X and Y.
a) Tanpa penambahan RL
b) Dengan RL tersambung
9. 2. Rangkaian Pembagi arus
Rangkaian Pembagi Arus memiliki fungsi penting
terutama jika akan melakukan pemasangan komponen
atau perangkat Ampere Meter yang biasanya
digunakan untuk mengukur arus secara paralel. Dan
juga jika pembagian arus lebih dari 1, rangkaian ini bisa
digunakan. Dua buah komponen resistor menjadi
bagian penting yang tidak boleh terlewatkan jika ingin
membuat rangkaian tersebut. Salah satu kaki resistor
digabungkan menjadi satu ke sumber tegangan dan
kaki yang lain atau sisanya dihubungkan ke beban.
Yang dapat dilihat seperti gambar :
10.
11. Dari rangaian diatas terlihat bahwa arus
total (I) dibagi oleh rangkaian R1 dan R2
menjadi I1 dan I2 dan dapat dituliskan dengan
persamaan matematis sebagai berikut :
12. • Sedangkan jika sudah diketahui nilai I total
yang melewati V maka Arus yang mengalir
pada masing-masing resistor dapat dicari
dengan menggunakan rumus pembagi arus
sebagai berikut :
13. Contoh Aplikasi Pembagi Arus
Dapat dijumpai pada pembagian arus
untuk LED seperti pada gambar berikut.
14. Fungsi resistor pada tiap LED tersebut
selain sebagai pembagi arus juga berfungsi
sebagai pembatas arus yang akan dilewatkan
oleh LED. Nilai resistor harus sesuai dengan
arus maksimal yang boleh dilewati LED, agar
LED tidak rusak. Nilai resistor yang tepasang
harus sama agar nyala LED sama terang dan
pembagian arus ke beban seimbang.
15. Kesimpulan
• Rangkaian pembagi tegangan digunakan
mengkonvensi tegangan yang besar pada suatu
rangkaian kepada komponen yang aktif dalam
rangkain tersebut. Dan jika rangkaian diberi
pembebanan maka, arus yang yang terbawa
tegangan akan terbagi ke arah yang diberi beban.
• Rangkaian pembagi arus hanya dapat dilakukan
pada rangkaian paralel, dan yang berfungsi
sebagai pemabagi dalam rangkaian ini adalah
resistor.
16. 1. Rangkaian Setara Thevenin
• Teorema Thevenin ini menyatakan : Sembarang jaringan listrik dua arah linear yang memiliki dua
terminal (a-b) dapat diganti dengan sebuah rangkaian setara yang berisi sebuah sumber tegangan
dan sebuah tahanan yang dipasang seri dengan sumber tegangan tersebut
• Tujuan sebenarnya dari teorema ini adalah untuk menyederhanakan analisis rangkaian, yaitu
membuat rangkaian pengganti berupa sumber tegangan yang dihubungkan secara seri dengan
suatu resistansi ekuivalennya.
Gambar 1.1 rangkaian thevenin
17. Langkah-langkah penyelesaian
rangkaian thevenin
• Cari dan tentukan titik terminal a-b di mana parameter ditanyakan. Pada Gambar
1.1 yang ditanyakan adalah besar atau nilai dari IR3, maka titik terminal a-b
terdapat pada komponen tahanan R3
• Lepaskan komponen pada titik a-b tersebut. Sehingga diperoleh gambar berikut:
Gambar 1.2
• Jika semua sumbernya adalah sumber bebas, maka tentukan nilai tahanan
diukur pada titik a-b tersebut saat semua sumber di non aktifkan dengan
cara diganti dengan tahanan dalamnya ( jika sumber tegangan bebas maka
diganti dengan rangkaian short circuit, apabila sumber arus bebas maka
diganti dengan rangkaian open circuit).
18. Gambar 1.3
Dari gambar, maka didapatkan Rab = RTh,
RTh =
• Pasang kembali sumber tegangan bebasnya, kemudian hitung nilai tegangan dititik
a-b tersebut.
Gambar 1.4
19. • Tegangan di titik a-b, Vab = VTh
VTh = . V
• Gambarkan kembali rangkaian pengganti Theveninnya
(rangkaian aktif), kemudian pasangkan kembali komponen
yang tadi dilepas dan hitung parameter yang ditanyakan.
maka dapat mencari besar atau nilai dari IR3, yaitu:
IR3 =
Rangkaian
Aktif
20. Rangkaian Setara Norton
• Menyatakan bahwa : Suatu rangkaian listrik dapat
disederhanakan dengan hanya terdiri dari satu buah
sumber arus yang dihubungkan secara paralel dengan
sebuah tahanan ekuivalennya pada dua terminal yang
diamati.
• Tujuan untuk menyederhanakan analisis rangkaian yaitu
untuk membuat rangkaian pengganti berupa sumber arus
yang diparalel dengan suatu tahanan ekuivalennya.
Gambar 2.1 rangkaian norton
21. Langkah – langkah penyelesaian
rangkaian Norton
• Cari dan tentukan titik terminal a-b di mana parameter ditanyakan.
Pada Gambar 2.1 yang ditanyakan adalah besar atau nilai dari IR3,
maka titik terminal a-b terdapat pada komponen tahanan R3
• Lepaskan komponen pada titik a-b tersebut. Sehingga diperoleh
gambar berikut:
Gambar 2.2
• Jika semua sumbernya adalah sumber bebas, maka tentukan nilai tahanan diukur pada
titik a-b tersebut saat semua sumber di non aktifkan dengan cara diganti dengan
tahanan dalamnya ( jika sumber tegangan bebas maka diganti dengan rangkaian short
circuit, apabila sumber arus bebas maka diganti dengan rangkaian open circuit).
22. Gambar 2.3
Maka didapatkan Rab = RN,
RN =
• Pasang kembali sumber tegangan bebasnya.
Gambar 2.4
23. • Kemudian titik a-b dihubungkan singkat sehingga tidak
ada arus yang melewati R2. Atau dengan kata lain, I2 =
0. Sehingga besar IN dapat dicari dengan :
Gambar 2.5
IN =
24. • Gambarkan kembali rangkaian pengganti Nortonnya
(rangkaian aktif), kemudian pasangkan kembali komponen
yang tadi dilepas dan hitung parameter yang ditanyakan.
Gambar 2.6
Rangkaian
aktif
Dari Gambar 2.6, maka dapat mencari besar atau nilai dari IR3, yaitu:
IR3 = . IN
25. Kesimpulan
• Rangkain setara thevenin menyatakan bahwa rangkaian listri dapat
disederhanakan dengan satu sumber tegangan dihubungkan seri
pada satu tahanan ekuivalen pada dua terminal yang diamati.
• Rangkaian setara norton menyatakan bahwa rangkaian listrik dapat
disederhankan dengan satu sumber tegangan yang dihubungkan
secara paralel pada satu tahanan ekuivalen pada dua terminal yang
diamati.
• Perbedaan rangkaian therven dan rangkaian norton dapat dilihat
dari cara menyambungkan sumber tegangan pada tahanannya.
Rangkaian thevenin dihubungkan secara seri, sedangkan rangkaian
norton dihubungkan secara paralel.
