TUGAS PENDAHULUAN 3

MODUL 3 : HUKUM OHM, HUKUM KIRCHOFF, VOLTAGE & CURRENT DIVIDER, MESH, NODAL, THEVENIN

1. Jelaskan pengertian Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff !

Pengertian Hukum Ohm

Hukum Ohm adalah hukum yang digunakan dalam rangkaian elektronika, yang bertujuan untuk memperkecil arus listrik, tegangan, dan hambatan yang diinginkan. Bunyi hukum Ohm adalah "Besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar atau konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya."

Secara matematis, rumus hukum Ohm dapat dinyatakan sebagai berikut:

R = V/I

Keterangan:

• R = Hambatan Ohm (ohm atau Ω)
• V = Beda potensial (volt atau V)
• I = Arus listrik (Ampere atau A)

Pengertian Hukum Kirchoff

Hukum Kirchhoff adalah hukum yang dapat diterapkan dalam analisis penentuan nilai tegangan dan kuat arus dalam rangkaian listrik. Berdasarkan objek yang diamati, hukum Kirchhoff terbagi menjadi 2 bagian yaitu hukum Kirchoff 1 dan hukum Kirchoff 2. Adapun di bawah ini merupakan pengertiannya.

• Hukum Kirchhoff 1

Hukum 1 Kirchoff dapat disebut juga sebagai Hukum Kirchoff terkait kuat arus dan hukum kekekalan muatan listrik. Bunyi hukum Kirchoff 1 menyatakan bahwa:

"Arus total yang masuk melalui suatu titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan arus total yang keluar dari titik percabangan tersebut."

Rumus:

ƩI (masuk) = ƩI (keluar)

Keterangan:

ƩI= Total arus

• Hukum Kirchhoff 2

Dikenal sebagai hukum Kirchhoff tegangan atau KVL. Biasanya, hukum ini digunakan untuk analisis beda potensial pada rangkaian listrik tertutup. Bunyi hukum Kirchhoff 2, yaitu

"Di dalam sebuah rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik dengan penurunan tegangan sama dengan nol."

Rumus:

ƩV + ƩIR = 0

Keterangan:

ƩV = GGL total loop (V)

R = Hambatan dalam (Ω)

 

2. Jelaskan pengertian mesh, nodal, dan thevenin! 

• Mesh adalah prinsip dasar dalam analisis rangkaian listrik yang menyatakan bahwa jumlah aljabar dari tegangan setiap loop tertutup (mesh) adalah nol. Dengan rumus mesh, dapat ditulis persamaan KVL untuk setiap loop.
• Nodal adalah metode untuk menganalisi rangkaian listrik dengan menggunakan KCL, dimana dibutuhkan penentuan simpul referensi (ground) yang menjadi titik acuan untuk mengukur tegangan node di rangkaian.
• Thevenin adalah salah satu metode penyelesaian rangkaian listrik kompleks menjadi rangkaian listrik sederhana yang terdiri atas tegangan Thevenin  dan hambatan Thevenin yang terhubung secara seri.

3. Jelaskan apa itu voltage & current devider!

• Voltage divider adalah suatu rangkaian listrik yang dirancang untuk membagi tegangan input menjadi tegangan yang lebih kecil pada beberapa resistor yang terhubung secara seri atau paralel. Prinsip kerjanya dengan menggunakan hukum ohm dan aturan pembagi tegangan kirchoff

• Current divider adalah rangkaian yang menggunakan sifat rangkaian paralel, yaitu jumlah arus yang masuk sama dengan arus yang keluar dari titik percabangan. Current divider akan membagi arus total yang masuk ke dalam cabang-cabang rangkaian sesuai dengan perbandingan hambatan pada masing-masing cabang.

4. Dengan menggunakan teorema Mesh, berapa nilai tegangan pada RL!

loop 1:

-12V + 1000I1 + 1000(I1 - I2) + 1000I1 = 0 

12= 3000 I1 - 1000I₂.... (1)

loop 2 :

1000I2 + 1000(I2 - I3) + 1000I2 + 1000(I2 - I1) = 0 

4000 12-1000I1 - 1000 I3 = 0.... (2)

loop 3

1000 I3 + 1000 I3 + 1000 I3 + 1000 (13-12) =0 

4000I3 - 1000I2 = 0 

4I3 = I2... (3) 

Subtitusi (3) ke (2) (1), lalu eliminasi dengan (1)

4000I2 - 1000I1 - 1000 I3 = 0 ...(2) 

4000 (4I3) - 1000I1 - 1000I3 = 0 

16000 I3 - 1000I1 - 1000I3 = 0 

15000 I3 - 1000 I1 = 0 

3000 I1 - 1000 I2 = 12... (1) 

3000 I1 - 1000 (4I3) = 12 

3000I1 - 4000I3 = 12 

3000I1 - 4000I3 = 12 [x1] 

-1000 I1 15000I3 = 0 [x3] 

                             = (3000 I1 - 4000 13=12) + (-3000 I1 + 45000 I3=0)

                             = 41000I3 = 12

                            = I3= 12/41000

                             I3 = IRL 

VRL = IRL x RL

         = 12 / 41.000 x 1000 

         = 12/41 = 0,29 volt

Maka, nilai tegangan pada RL adalah 0,29 Volt

5. Jelaskan kelebihan menganalisa rangkaian dengan menggunakan teorema Thevenin Norton! 

Hal ini karena teorema Thevenin Norton memberikan dan mempresentasikan kesederhanaan dari pada memecahkan masalah langsung. Teorema ini banyak ditemukan dalam design rangkaian, pemecahan masalah, dan analisis, karena memberikan pendekatan sistematis untuk menyederhanakan dan memahami rangkaian yang kompleks. Teorema ini mengubah rangkaian sulit dan kompleks menjadi sederhana yakni hanya tegangan seri dengan hambatan (Thevenin) dan arus paralel dengan hambatan (Norton).

Download File Disini