Teksvideo. Halo Pak Frans di sini ada soalnya soal ini berkaitan dengan materi rangkaian listrik mana pada soal dua hambatan dirangkai seri seperti pada gambar ujung-ujung rangkaian dihubungkan pada sumber tegangan sebesar 2 volt dengan hambatan dalam diabaikan beda potensial ujung-ujung hambatan 60 Ohm adalah dimana kita ketahui R1 = 40 Ohm R2 = 60 Ohm dan tegangan sumber sebesar 20 volt
Padarangkaian cerdas cermat ini menggunakan remote control mobil mainan. Pada remote control mobil mainan ini terdiri dari rangkaian transmitter atau pemancar dan receiver atau penerima. Diagram block perancangan dan pembuatan sistem bel cerdas cermat secara skematis diperlihatkan dalam Gambar 3.1. 2. Rangkain Block 2 ( Rangkaian Receiver atau
Berikutjawaban yang paling benar dari pertanyaan: Pada pembelajaran IPA materi rangkaian listrik seri dan paralel, guru menerapkan model pembelajaran Discovery Learning Peserta didik dihadapkan pada fenomena nyata bahwa lampu yang dirangkai seri nyalanya lebih redup jika dibandingkan dengan yang dirangkai secara paralel Kemudian guru menanyakan mengapa hal tersebut bisa terjadi Aktivitas
Padarangkaian seri kuat arus listrik yang mengalir melalui beberapa hambatan listrik adalah sama besar. Untuk trafo bisa menggunakan trafo dengan 3 Ampere atau yang 5 Ampere. Kabel penjepit ketiga berada di terminal baterai lain dan kemudian ke terminal lain pada saklar. Rangkaian Listrik Campuran. Lilitkan potongan kabel pada ujung saklar.
Perhatikanrangkaian listrik pada Gambar. Tiga hambatan berbeda dirangkai dan di salah satu cabangnya dipasang dua GGL. Tentukan beda potensial pada ujung-ujung hambatan 12 Ξ©!
terjawab3. Pada bel listrik dirangkai dengan menggunakan rangkaian . a. listrik seri saja b. paralel saja d. seri dan paralel Gabungan dari rangkaian seri dan rangkaian paralel disebut litrile cori dengan rangkaian listrik par Iklan Jawaban 3.0 /5 5 NJM911 Jawaban: C. PARALEL SAJA SEMOGA MEMBANTU
Ketikaarus listrik sebesar I dialirkan melalui resistor dan induktor tersebut, maka akan terjadi drop tegangan pada resitor (V W) dan drop tegangan pada induktor (V BL), jika kedua tegangan tersebut di jumlahkan maka hasilnya akan sama dengan sumber tegangan (V).
Bellistrik pasti sudah tidak asing lagi bagi kalian. Cara membuat bel listrik sederhana. Berberapa penerapan yang menggunakan elektromagnetik tersebut dpay ditemui pada bel listrik. Untuk membuat elektromagnet sederhana anda membutuhkan sumber listrik konduktor dan logam. Cara menghubungkan rangkaian bel dengan metode elektromagnetik adalah
Yangdimaksud dengan Tegangan dalam Elektronika adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam Rangkaian Listrik yang dinyatakan dengan satuan VOLT. Seperti yang digambarkan pada Rangkaian Seri Baterai diatas, 4 buah Baterai yang masing-masing bertegangan 1,5 Volt dan 1.000 miliampere per jam (mAh) akan menghasilkan 6 Volt Tegangan
Rangkaiansederhana dengan komponen aktif 2 buah transistor ini akan menghasilkan 2 jenis suara yang berbeda, yaitu suara sirene yang berbunyi naik turun secara terus-menerus, serta suara bel pintu yang berbunyi saat tegangan listrik masuk ke rangkaian ini dari sebuah sakelar. Rangkaian ini beroperasi dengan tegangan listrik 6 volt yang sangat
Limabuah hambatan dirangkai seperti pada gambar. Resultan hambatan rangkaian tersebut adalah .
Mesinpengangkat rongsokan menggunakan prinsip elektromagnet untuk mengangkat logamlogam rongsokan. Hal tersebut dapat terjadi karena baja yang terdapat di dalam alat tersebut dililit kumparan, kemudian dialiri arus listrik sehingga baja tersebut menjadi magnet. Perhatikan gambar memanfaatkan sifat kemagnetan dibawah ini:
Rangkaianseri jika salah satu alat listrik dilepas atau rusak maka arus listrik akan terputus. Rangkaian seri memerlukan daya listrik lebih banyak sehingga boros listrik, akibatnya baterai cepat habis. Rangkaian seri yang digunakan pada lampu akan menghasilkan nyala lampu yang agak redup dan tidak stabil, semakin banyak lampu makin redup. 3.
RangkaianHambatan Listrik - Pada rangkaian listrik, mungkin kamu kerap kali menemukan beberapa hambatan listrik yang di rangkai dengan acara bersama sama. Hambatan yang di maksud tidak hanya resistor tetapi semua alat listrik. Hambatan bisa dirangkai dengan menggunakan 3 cara yaitu: rangkaian pararel, seri dan seri pararel. Masing-masing
Bpinduksi magnet di titik P wbm2 i kuat arus listrik A a jarak titik P ke kawat m ΞΌ0 permiabilitas hampa 4Ο10-7 wbAm 23 Aplikasi Gaya Magnet pada Bel Listrik Bel. Fungsi elektromagnet pada bel listrik adalah untuk menarik jangkar besi lunak supayah bel berbunyi. Meskipun saat ini banyak Bel yang menggunakan sistem Elektronik Bel Listrik yang
54chU. Hukum OhmMasih ingat dengan hukum Ohm? Sewaktu di SMP kalian telah belajar tentang hukum Ohm. Hukum ini mempelajari tentang hubungan kuat arus dengan beda potensial ujung-ujung hambatan. George Simon Ohm 1787-1854, inilah nama lengkap ilmuwan yang pertama kali menjelaskan hubungan kuat arus dengan beda potensial ujung-ujung hambatan. Seperti penjelasan di depan, jika ada beda potensial antara dua titik dan dihubungkan melalui penghantar maka akan timbul arus listrik. Penghantar tersebut dapat diganti dengan resistor misalnya lampu. Berarti jika ujung-ujung lampu diberi beda potensial maka lampu itu dialiri arus. Perhatikan berikut!Dalam eksperimennya, Ohm menemukan bahwa setiap beda potensial ujung-ujung resistor R dinaikkan maka arus yang mengalir juga akan naik. Bila beda potensial diperbesar ternyata kuat arusnya juga bertambah besar. Suatu contoh hasil percobaan yang dilakukan ditunjukkan pada tabel di percobaan diulang untuk resistor lain, maka grafik V terhadap I juga berbentuk garis lurus condong ke atas dan melalui titik asal 0, tetapi dengan kemiringan tan a yang berbeda. Dari grafik di atas dapat disimpulkan bahwa besar kuat arus sebanding dengan beda potensial. Hubungan ini dapat dirumuskanAgar kesebandingan di atas sama, Ohm menggunakan konstanta perbandingannya sebesar R resistivitas = hambatan , sehingga di peroleh persamaan sebagai inilah yang kemudian dikenal sebagai hukum OhmdenganR = besar hambatan ohm.Satuan hambatan dalam SI adalah volt per ampere V/A atau disebut ohm. Jadi, 1 ohm = 1 volt per ampere V/A.Hambatan PenghantarDari pendefinisian besaran R hambatan oleh Ohm itu dapat memotivasi para ilmuwan untuk mempelajari sifat-sifat resistif suatu bahan dan hasilnya adalah semua bahan di alam ini memiliki hambatan. Berdasarkan sifat resistivitasnya ini bahan dibagi menjadi tiga yaitu konduktor, isolator dan semikonduktor. Konduktor memiliki hambatan yang kecil sehingga daya hantar listriknya baik. Isolator memiliki hambatan cukup besar sehingga tidak dapat menghantarkan listrik. Sedangkan semikonduktor memiliki sifat sifat-sifat yang dimiliki, kemudian konduktor banyak di gunakan sebagai penghantar. Bagaimana sifat hambatan penghantar itu? Melalui eksperimen, hambatan penghantar dipengaruhi oleh tiga besaran yaitu sebanding dengan panjangnya l, berbanding terbalik dengan luas penampangnya A dan tergabung pada jenisnya Ο. Dari besaran-besaran ini dapat dirumuskan sebagaiSusunan HambatanHambatan resistor dapat dirangkai secara seri, paralel ataupun gabungan antara seri dan paralel. Hambatan resistor dilambangkan dengan 1. Susunan SeriHambatan-hambatan yang disusun seri berguna untuk memperbesar hambatan serta sebagai pembagi tegangan. Jika terdapat n buah hambatan yang masing-masing besarnya = R dan dipasang seri, makaSedangkan untuk n buah hambatan yang masing-masing besarnya = R dan dirangkai paralel dapat dihitung dengan persamaan Hukum I KirchoffRobert Guslav Kirchoff adalah ahli fisika dari Jerman. Di bagian ini akan dibahas salah satu penemuan Kirchoff yaitu hukum I Kirchoff. Dengan menggunakan hukum I Kirchoff kita dapat mengetahui nyata lampu redup jika dipasang paralel padahal tegangan yang digunakan besarnya tetap. Untuk lebih memahaminya pelajarilah dengan seksama uraian berikut. Dalam rangkaian tidak bercabang seri, setiap bagian pada rangkaian itu mempunyai kuat arus yang sama besar. Pada rangkaian bercabang jumlah kuat arus yang masuk sama dengan jumlah kuat arus yang keluar gambar berikut.Ini sesuai dengan pernyataan yang ditemukan oleh Kirchoff bahwa βjumlah arus yang masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut.β Pernyataan tersebut dikenal dengan hukum I Kirchoff. Secara sistematis pernyataan Kirchoff ini dirumuskan dengan persamaan Hukum Kirchoff IIHukum Kirchoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar perubahan tegangan mengelilingi suatu rangkaian tertutup loop sama dengan nol. Perhatikan rangkaian di atas! Jika muatan positif bergerak dari titik a melalui b c d dan kembali ke a, usaha yang dilakukan muatan itu sama dengan nol W = 0. Hal ini karena muatan uji tidak berpindah tempat. Oleh karena W = Q x V, besar tegangan CV> dalam loop sama dengan nol. Penurunan tegangan dalam rangkaian terjadi akibat arus listrik dari sumber tegangan mendapat karena itu, persamaan-persamaan hukum II Kirchoff dapat ditulis sebagai majemukRangkaian majemuk adalah rangkaian listrik yang memiliki lebih dari satu rangkaian. Rangkaian seperti ini pada prinsipnya dapat diselesaikan seperti pada rangkaian satu loop, hanya perlu diperhatikan kuat arus pada setiap percabangannya. Adapun langkah-langkahnya dapat dilakukan sebagai berikutTentukan kuat arus simbol dan arahnya pada setiap percabangan yang dianggap perluSedehanakan susunan seri β paralelTentukan arah masing-masing loopTuliskan persamaan setiap loop dengan menggunakan hukum II KirchoffTuliskan persamaan kuat arus untuk tiap titik percabangan dengan menggunakan hukum I Kirchoff.I = I1 + I2 + I3...+ In.Hukum Kirchoff II1 + I2 = ITinjau masing-masing loopLoop I -E1 + Ir1 + IR1 + I1R2 =0-E1 + Ir1 + R1 + I1R2 =0Loop II -E2 + I2r2 βI1R2 + I2R3 =0-E2 β I1R2 + I2r2 + R3 =0Energi ListrikEnergi listrik dapat diubah menjadi energi bentuk lain, misalnya energi panas kalor, energi mekanik, energi kimia, dan energi cahaya. Ketika sebuah baterai mengirim arus melalui sebuah resistor, maka baterai memberikan energi listrik kepada resistor. Proses kimia di dalam baterai menggerakkan muatan Q dari potensial rendah kutub negatif ke potensial tinggi kutub positif. Untuk melakukan ini baterai harus melakukan usaha yang sama dengan kenaikan energi potensial = Ep = V x Qmuatan liatrik Q = dapat kita tulis denganW = V x energi W joule yang diberikan oleh suatu sumber tegangan V volt yang mensuplai kuat arus I ampere selama selang waktu t sekon adalah W = V x muatan listrik bergerak dari a ke b melalui resistor, muatan kehilangan energi potensial listriknya akibat tumbukan dengan atom-atom dalam resistor, sehingga muncul energi termal kalor dalam bentuk panas. Dengan demikian kita peroleh persamaan untuk energi listrik yang hilang ketika kuat arus I melalui sebuah resistor R, ListrikEnergi listrik yang diberikan oleh baterai adalah W = V I t, sehingga daya Iistrik P yang diberikan oleh baterai V adalahBegitu muatan listrik bergerak dari a ke b melalui resistor R, seperti ditunjukkan pada gambar di atas, maka daya tersebut hilang dalam bentuk panas pada resistor R, disebut daya disipasi. Daya disipasi dalam resistor R dapat dirumuskan. Dalam S1 satuan daya adalah Watt, satuan energi listrik W adalah Joule dan satuan waktu adalah sekon. Satu joule adalah energi yang tidak begitu besar. Sebagai contoh energi yang kita perlukan untuk menutup pintu adalah 5 J. Oleh karena itu, pemakaian energi listrik di rumah kita tidak diukur dalarn joule, tetapi diukur dengan satuan yang lebih besar, yang disebut kilowat hour disingkat Kwh. Alat ukur yang mengukur energi Iistrik di rumah kita dinamakan Kwh meter. Satu kwh meter adalah energi yang dihasilkan oleh daya satu kilowatt kw yang bekerja selama satu jam one hour.Jadi 1 kwh = 1 kw x 1jam = 1000 w x 3600 s = ws1 KWH = = 3,6 . 106 JTips dan Trik Pembahasan Soal
Rangkaian Bel Sederhana bisa digunakan untuk penanda di kehidupan sehari-hari. Dengan menggunakan resistor yang juga berfungsi terminal dengan 2 komponen elektronik yang bisa menghasilkan tegangan pada terminal tersebut yang memiliki nilai sebanding dengan besaran arus listrik. Resistor sendiri merupakan salah satu elemen jaringan listrik dan juga memperkuat sirkuit elektronik yang biasa digunakan di dalam perangkat elektronik. Resistor sendiri bisa dibuat dari beberapa senyawa dan juga film. Karakteristik utama dari resistor sendiri adalah resistensi, toleransi, dan juga tegangan kerja maksimum serta power rating. Sementara karakter lainnya tentu saja meliputi koefisien temperature dan juga kebisingan serta induktansi. Rangkaian RC atau Resistor β Kapasitor atau biasa disebut RC filter atau juga RC network merupakan rangkaian listrik yang terbuat dari rangkaian resistor dan juga kapasitor. Rangkaian RC orde satu biasanya tersusun dari satu resistor dan kapasitor yang juga termasuk ke dalam rangkaian RC sederhana. Dan rangkaian RC sederhana tersebut merupakan rangkaian seri resistor dan juga kapasitor. Ketika hanya terdiri dari satu komponen kapasitor dan juga resistor, maka kapasitor akan melepaskan energy atau aliran yang akan disimpan di resistor. Gambar Skema Rangkaian Bel Sederhana Untuk membuat rangkaian bel sederhana ini, dibutuhkan alat dan juga bahan β PCB 12 Γ 25 baris lubang β 1 buah β Baterai 9V PP3 β 1 buah β Bleeper 9 β 12 V β 1 buah β LDR ORP 12 jenis β 1 buah β 8 pin DIL soket buat komponen IC β 1 buah β Timer IC rendah daya β 1 buah β Transistor BC108 β 1 buah β Kapasitor ΞΌF, ΞΌF, 10 ΞΌF 25 V radial β 3 buah β Komponen Preset 100 k, 1 M β 2 buah β Komponen Resistor 10 k, 47 k, 1 M Γ 3 β 5 buah β Kabel β β Saklar β 1 buah Demikian sedikit pengetahuan rangkaian bel sederhana tersebut untuk bisa dimengerti.
Hukum arus Kirchhoff menyatakan bahwa jumlah aljabar dari arus β arus yang memasuki setiap node/simpul rangkaian adalah nol William H, 2005. Arus yang menuju node dinyatakan positif dan yang meninggalkan node dinyatakan negatif. Untuk memberi gambaran mengenai hukum arus Kirchhoff dengan gambar sebagai berikut 11 Gambar Simpul Arus Sederhana Berdasarkan hukum arus Kirchhoff pada rangkaian diperoleh persamaan =0 Atau 2. Hukum Tegangan Kirchhoff HTK Hukum tegangan Kirchhoff menyatakan bahwa penjumlahan aljabar dari tegangan disekeliling suatu lintasan tertutup sama dengan nol William H, 2005. 3. Hukum Ohm Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan V yang melewati suatu penghantar berbanding lurus degan arus I dari elemen rangkaian yang ditulis sebagai Zainuddin Zukhri, 2007. Elemen Resistor, Induktor, dan Kapasitor dalam Hubungan Seri dan Paralel 1. Resistor dalam Hubungan Seri dan Parallel Gambar 2. 2 Kombinasi Rangkaian N Buah Resitor Gambar Rangkaian Ekivalen Resistor Dalam praktiknya kita bisa saja menggantikan suatu kombinasi resistor yang terlalu rumit dengan sebuah resistor ekivalen. Kombinasi dari N buah resistor yang terhubung seri dapat disederhanakan dengan mengantikan N buah resistor dengan sebuah resistor ekivalen Req. Resistansi ekivalen untuk N buah resistor yang terhubung seri adalah β 13 Proses penyederhanaan yang serupa juga dapat diaplikasikan untuk rangkaian paralel. Sebuah rangkaian yang mengandung N buah resistor dalam hubungan paralel adalah. Yang dapat ditulis sebagai Untuk kasus dimana hanya terdapat dua buah resistor yang terhubung paralel. Persamaannya dapat di rumuskan sebagai 2. Induktor dalam Hubungan Seri dan Paralel Kombinasi dari N buah induktor yang terhubung seri pada gambar dapat diganti denga sebuah rangkaian induktor ekivalen, dengan induktansi Leq untuk menggantikan kombinasi seri tersebut. Dengan menerapakan HTK hukum tegangan Kirchhoof atau Kirchoof voltage law pada rangkaian aslinya. Gambar Rangkaian Kombinasi N Buah Induktor Gambar Rangkaian Ekivalen N Buah Induktor untuk rangkaian ekivalen, KVL kirchooff voltage law menghasilkan Untuk kasus dua induktor yang terhubung paralel 3. Kapasitor dalam Hubungan Seri dan Paralel Kombinasi dari N buah kapasitor yang terhubung seri membentuk kombinasi yang sama dengan konduktansi β konduktansi atau resistor β resistor paralel. Untuk kasus dua kapasitor yang terhubung seri. Persamaan yang diperoleh adalah 15 Untuk rangkaian N buah kapasitor yang terhubung paralel yaitu Tanggapan Rangkaian RLC Seri Pada rangkaian listrik, terdapat 3 respon yang dikenal, yaitu respon alami yang kurang teredam underdamped, teredam kritis crititically damped, dan sangat teredam overdamped, karena yang akan dibicarakan adalah arus, maka, respon yang dimaksud adalah respon arus. Secara matematis dalam ilmu rangkaian listrik dapat dijelaskan 3 respon ini. Suatu rangkaian listrik sederhana yang terdiri dari komponen aktif R, juga komponen pasif L dan C dirangkai secara seri pada gambar dengan menerapkan hukum tegangan Kirchhoff pada gambar maka diperoleh persamaan arus, sebagai Gambar Rangkaian RCL Seri β« Persamaan derajat kedua diperoleh dengan mendiferensiasikan terhadap fungsi waktu sebagai Persamaan terakhir yang diperoleh dikenal sebagai persamaan karakteristik atau persamaan pelengkap auxiliary. Karena persamaan ini adalah sebuah persamaan kuadrat, maka persamaan tersebut memiliki dua buah pemecahan yang diidentifikasikan sebagai dan Dengan sebagai parameter frekuensi resonansi β Dan sebagai parameter frekuensi neper atau koefisien redaman eksponensial Terdapat tiga kondisi yang di peroleh yaitu ο· Untuk merupakan kondisi teredam kritis 17 Dan dengan mengatur kembali suku β sukunya, diperoleh β« Transformasi Laplace adalah suatu metode operasional yang dapat digunakan secara mudah untuk menyelesaikan persamaan diferensial linier. Transformasi Laplace juga dapat digunakan untuk mengubah persamaan diferensial kedalam bentuk persamaan aljabar, sehinnga mengurangi kerumitan penggunaan bentuk eksponensial menjadi bentuk ekspresi persamaan aljabar. intrgral infinitnya konvergen. Pemusatan terjadi ketika limit β« Eksis. Jika limit ini tidak eksis, integral tak wajar tersebut divergen dan tidak memiliki transformasi laplace. Transformasi Laplace Dari Turunan 1. Turunan Pertama { } β« Bukti { } β« Dengan menggunakan integral parsial diperoleh { } β« β« [ ] β« [ ] β« { } 19 Dengan menggunakan integral parsial dan hasil dari turunan pertama diperoleh { } β« Sifat β sifat transformasi Laplace invers adalah sebagai berikut 1. Transformasi invers dari suatu jumlah atau selisih dari pernyataan adalah jumlah atau selisih dari masing β masing transformasi invers itu sendiri. yang ditulis sebagai { } { } { } 2. Transformasi invers dari suatu pernyataan yang dikalikan dengan suatu konstanta adalah konstanta tersebut dikalikan dengan transformasi invers dari pernyataan tersebut, dengan kata lain { } { } di mana adalah konstanta. Transformasi Laplace dalam Ekpansi Pecahan Parsial Di dalam penggunaannya, transformasi Laplace sering kali melibatkan bentuk dengan banyak fraksi, di mana Ps dan Qs merupakan suku polinomial. Solusinya ialah dengan cara mengetahui bagaimana fraksi β fraksi yang terlibat/dihasilkan diubah dalam bentuk fraksi pecahan parcial fraction. Jika dengan penyebut Maka, terdapat tiga penyelesaiannya. 1. Akar β akar Real yang Tidak Sama Untuk setiap faktor dari Ps yang linear dalam bentuk dan diperoleh bentuk pecahan parsialnya sebagai Dengan dan sebagai konstanta. 21 2. Akar β akar Real yang Sama Untuk setiap faktor dari Ps yang linear dalam bentuk Untuk setiap faktor dari Ps dalam bentuk Maka, pecahan parsialnya dapat ditulis dalam bentuk Masalah Nilai Awal Initial Value Problem Masalah nilai awal untuk persamaan diferensial order yaitu menentukan solusi persamaan diferensial pada interval I yang memenuhi syarat awal di subset dari real di mana adalah konstanta yang diberikan Baiduri, 2002. BAB 3 METODE PENELITIAN Langkah β Langkah Metode Penelitian Peranan metode penelitian dalam suatu penelitian sangat penting. Sehingga dengan metode penelitian dapat mencapai tujuan penelitian yang telah ditetapkan dan agar penelitian yang telah dilakukan berjalan dengan lancar. Melalui metode penelitian, masalah yang dihadapi dapat diatasi dan dipecahkan. Langkah β langkah yang dilakukan pada penelitian ini meliputi beberapa hal yaitu 1. Pemilihan Masalah Yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana menyelesaikan sistem persamaan diferensial pada rangkaian seri RLC dengan menggunakan metode transformasi Laplace dan inversnya. 2. Merumuskan Masalah Perumusan masalah diperlukan untuk membatasi permasalahan sehingga diperoleh bahan kajian yang jelas. Sehingga akan lebih mudah untuk menentukan langkah dalam memecahkan masalah tersebut. 3. Studi Pustaka Setelah diperoleh masalah untuk diteliti, peneliti mengadakan studi pustaka. Studi pustaka adalah penelahan sumber pustaka yang relevan, digunakan untuk mengumpulkan data informasi yang diperlukan dalam penelitian. Studi pustaka diawali dengan mengumpulkan sumber pustaka yang berupa buku atau literatur, jurnal, skripsi dan sebagainya. Setelah pustaka terkumpul dilanjutkan dengan pemahaman isi sumber pustaka tersebut yang pada akhirnya sumber pustaka ini dijadikan landasan untuk menganalisis permasalahan. 23 4. Memecahkan Masalah Setelah permasalahan dirumuskan dan sumber pustaka terkumpul, langkah selanjutnya adalah pemecahan masalah melalui pengkajian secara teoritis yang selanjutnya disususn secara rinci dalam bentuk pembahasan. Dalam pemecahan masalah dilakukan langkah β langkah sebagai berikut a. Memodelkan permasalahan rangkaian secara matematis, dalam hal ini dimodelkan dalam bentuk persamaan diferensial linear. b. Mengambil transformasi Lapalce dan inversnya dalam persamaan diferensial yang diperoleh. c. Mengetahui bagaimana bentuk karakteristik rangkaian orde satu dan dua. 5. Menarik Kesimpulan Langkah terakhir dalam kegiatan penelitian ini adalah menarik kesimpulan dari keseluruhan permasalahan yang telah dirumuskan dengan berdasarkan pada landasan teori dan hasil pemecahan masalah. BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Tanggapan Alami Rangkaian Orde Satu Tanggapan alami adalah solusi homogen dari persamaan diferensial homogen pada rangkaian. 1. Tanggapan Alami Rangkaian RL Sebuah rangkaian RL bersifat resistif memuat resistor - resitor dihubungkan secara seri dengan sebuah induktor tanpa sumber sebagaimana terlihat pada gambar berikut Gambar Rangkaian RL Analisis rangkaian dilakukan dengan menghitung nilai-nilai ekivalen resistor yang terhubung seri dan paralel sebagai Rangkaian ekivalennya diperoleh sebagai berikut 25 Gambar Rangkaian Ekivalen RL Pada rangkaian ekivalen ini di berikan arus awal yang melewati induktor sebesar . Akan ditentukan bagaimana bentuk karakteristik tanggapan arus yang dihasilkan dari rangkaian tersebut. Pada waktu aplikasi HTK dan hukum Ohm memberikan sistem persamaan rangkaian orde satu sebagai Dengan menyederhanakan persamaan rangkaian dan mensubstitusikan nilai β nilai elemen rangkaian dalam persamaan diferensial diperoleh Dengan mengambil transformasi Lapalce di kedua sisi dari persamaan diferensial dan mensubstitusikan nilai arus awal yang diberikan pada persamaan diferensial diperoleh [ ] Untuk memperoleh bentuk arus dalam fungsi waktu dengan mengambil transformasi Laplace invers dari persamaan diperoleh Adapun gambar grafiknya sebagai berikut Gambar Tanggapan Rangkaian RL Seri Sebagai pada gambar menunjukkan bahwa bentuk tanggapan alami rangkaian RL teredam kritis pada 1 konstanta waktu tanggapan ini menghilang dengan seiring berjalannya waktu atau menuju nol yang merupakan tanggapan transien sementara. 2. Tanggapan Alami Rangkaian RC Beberapa resistor dihubungkan dengan kapasitor sebagaimana terlihat pada gambar berikut Gambar Rangkaian RC Kombinasi Seri dan Paralel 27 Analisis rangkaian dilakukan dengan menghitung nilai-nilai ekivalen resistor yang terhubung seri dan paralel sebagai Dengan rangkaian ekivalennya sebagai berikut Gambar Rangkaian RC Ekivalen Dengan nilai arus awal yang melewati kapasitor yang menyebabkan timbulnya tegangan pada kedua ujung kapasitor pada rangkaian sebesar . Akan ditentukan bagaimana bentuk karakteristik tegangan yang dihasilkan dari rangkaian tersebut. Pada waktu aplikasi HAK pada rangkaian ekivalen diperoleh persamaan arus sebagai Dengan menyederhanakan persamaan akan menghasilkan Dengan mengambil transformasi Laplace di kedua sisi dari persamaan diferensial rangkaian dan mensubstitusikan nilaiβnilai elemen rangkaian dan kondisi awal yang diberikan pada persamaan diferensial diperoleh [ ] Dengan mengambil transformasi Laplace invers dari persamaan diperoleh tegangan kapasitor dalam fungsi waktu sebagai berikut Adapun hasil plot dari persamaan diperoleh gambar grafiknya sebagai berikut Gambar Tanggapan Rangkaian RC Sebagai Pada gambar menunujukkan bahwa bentuk tanggapan alami rangkaian RC merupakan bentuk eksponensial menurun dengan seiring berjalannya waktu sampai 5 konstanta waktu tegangan akan hilang atau menuju nol yang merupakan tanggapan transien sementara. Tanggapan Alami Rangkaian Orde Dua 1. Tanggapan Rangkaian Kurang Teredam Diberikan gambar rangkaian RLC dengan nilai arus awal yang melewati induktor dan nilai arus awal yang melintasi kedua ujung kapasitor diberikan sebagai 29 Gambar Rangkaian RLC Seri Aplikasi HTK pada waktu memberikan persamaan integral diferensial karakteristik untuk rangkaian jenis ini sebagai β« Mendiferensialkan persamaan terhadap fungsi waktu diperoleh persamaan diferensial orde dua homogen yang linear. Akan ditentukan bagaimana bentuk karakteristik tanggapan arus yang dihasilkan dari rangkaian. Nilai-nilai parameter frekuensi redaman eksponensial, frekuensi resonansi, dan frekuensi alami diberikan sebagai β β β β Berdasarkan nilai-nilai parameter diperoleh yang mengindikasikan kondisi kurang teredam sesuai dengan persamaan Dengan mengambil transformasi Laplace di kedua sisi dari persamaan diferensial dan mensubstitusikan nilai-nilai elemen rangkaian dan kondisi awal yang diberikan pada persamaan diferensial diperoleh [ ] [ ] Dengan menggunakan penyelesaian kuadrat pada penyebutnya diperoleh Hasil plot dari persamaan diperoleh gambar grafiknya sebagai berikut 31 Gambar Tanggapan Rangkaian RLC Kurang Teredam Pada gambar menunjukkan bahwa bentuk tanggapan alami rangkaian RLC kurang teredam bersifat sinusoida dengan seiring berjalannya waktu tanggapan arus akan hilang atau menuju nol yang merupakan tanggapan transien sementara. 2. Tanggapan Teredam Berlebih Diberikan gambar rangkaian RLC dengan nilai arus awal yang melewati induktor dan nilai arus awal yang melintasi kedua ujung kapasitor sebagai Gambar Rangkaian RLC Seri Analisis rangkaian dilakukan dengan menghitung nilai-nilai tahanan R yang terhubung seri. Dengan gambar rangkaian ekivalennya sebagai berikut Gambar Rangkaian Ekivalen RLC Seri Aplikasi HTK pada waktu memberikan persamaan diferensial orde dua sebagaimana tanggapan kurang teredam sebagai berikut 33 Akan ditentukan bagaimana bentuk karakteristik arus yang dihsilkan dari rangkaian. Nilai frekuensi redaman eksponensial dan frekuensi resonansi adalah β β Berdasarkan nilai-nilai parameter diperoleh Yang mengindikasikan kondisi teredam berlebih sesuai dengan persamaan Dengan mengambil transformasi Laplace di kedua sisi dari persamaan diferensial dan mesubstitusikan nilai-nilai elemen rangkaian dan kondisi awal yang diberikan pada persamaan diferensial diperoleh Dengan menggunakan cara alternatif untuk memperoleh konstanta A dan B Dengan mengambil transformasi Laplace invers dari persamaan diperoleh { } { } Merupakan bentuk tanggapan teredam berlebih sesuai dengan persamaan dengan nilai akar-akarnya sebagai berikut β dan Hasil plot dari persamaan diperoleh gambar grafiknya sebagai Gambar Tanggapan Rangkaian RLC Seri Teredam Berlebih Pada gambar menunjukkan bahwa bentuk tanggapan alami rangkaian RLC teredam berlebih dengan seiring berjalannya waktu sampai 3 konstanta waktu tanggapannya akan menghilang atau menuju nol. Tanggapan ini merupakan tanggapan transien sementara. 35 3. Tanggapan Teredam Kritis Diberikan gambar rangkaian RLC sebagai berikut dengan arus awal yang melewati induktor dan arus awal yang melintasi kedua ujung kapasitor diberikan Gambar Rangkaian RLC Kombinasi Seri dan Paralel Analisis rangkaian dilakukan dengan menghitung nilai-nilai resitor yang terhubung paralel dan seri sebagai Diperoleh gambar rangkaian ekivalennya sebagai Gambar 4. 13 Rangkaian Ekivalen RLC Seri Aplikasi HTK pada waktu memberikan persamaan diferensial orde dua sebagaimana tanggapan kurang teredam sebagai berikut Akan ditentukan bagaimana bentuk karakteristik tanggapan arus yang dihasilkan dari persamaan rangkaian. Nilai-nilai parameter frekuensi peredam eksponensial dan frekuensi resonansi diberikan sebagai Mengindikasikan kondisi teredam kritis sesuai dengan persamaan Dengan mengambil transformasi Laplace di kedua sisi dari persamaan diferensial dan mensubstitusikan nilai-nilai elemen rangkaian dan kondisi awal yang diberikan pada persamaan diferensial diperoleh 37 Dengan mengambil transformasi Laplace invers dari persamaan diperoleh { } { } Yang merupakan bentuk umum tanggapan teredam kritis dengan gambar hasil plot sebagai berikut Gambar Tanggapan Rangkaian RLC Seri Teredam Kritis Pada gambar menunjukkan bahwa bentuk tanggapan alami rangkaian RLC teredam kritis dengan seiring berjalannya waktu sampai pada 2 konstatanta waktu tanggapannya menghilang atau menuju nol yang merupakan tanggapan transien sementara. BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan pembahasan yang telah dibuat, diperoleh kesimpulan antara lain 1. Karakteristik tanggapan alami dari persamaan diferensial pada rangkaian orde satu diperoleh dalam bentuk fungsi eksponensial menurun dengan seiring berjalannya waktu, tanggapan arus akan menghilang atau menuju nol. Arus ini bersifat transien sementara. 2. Karakteristik tanggapan alami dari persamaan diferensial pada rangkaian orde dua terdapat tiga jenis, yaitu teredam berlebih Overdamped, teredam kritis Crititially damped, dan kurang teredam Under damped. Dengan menaikkan nilai tahanan R dan menurunkan nilai kapasitor C pada rangkaian seri RLC menyebabkan bentuk tanggapan alami berubah-ubah dengan seiring berjalannya waktu tanggapan alami tersebut akan menghilang atau menuju nol yang merupakan tanggapan transien sementara. Saran Dalam penelitian ini membatasi penyelesaian persoalan persamaan diferensial linear orde dua dengan transformasi Laplace yang diaplikasikan pada rangkaian listrik RLC. Ada banyak metode lain yang dapat digunakan untuk penelitian selanjutnya. Diharapkan menggunakan metode lain dalam hal rangkaian yang berbeda. 39 DAFTAR PUSTAKA Arifin Syamsul. 2013. Metode Transformasi Laplace Matriks Dan Penerapannya Pada Sistem Pegas Massa. [Skripsi]. Yogyakarta Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga, Program Pascasarjana. Baiduri. 2002. Persamaan Diferensial dan Matematika Model. Malang UMM Press. Bronson Richard., Costa Gabriel., 2007. Persamaan Differensial schaum outline, Edisi Ketiga, Penerbit Erlangga. Jakarta. hlm155-156. K. A. Stroud 2003. Matematika Teknik Edisi Kelima, Jilid I, Penerbit Erlangga. Jakarta. hlm348-352. Santoso Widiarti. 1988. Persamaan Diferensial Biasa dengan penerapan modern Edisi Kedua, Penerbit Erlangga. Jakarta. hlm116. Sears dan Zemansky. 2003. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh, Penerbit Erlangga. Jakarta. Sudirham Sudaryatno. 2013. Analisis Rangkaian Listrik. Jilid II. hlm55-56. Wlliam H., Jack Steven M. Durbin., 2005 Rangkaian Listrik Edisi Keenam, Jilid I, Penerbit Erlangga. Jakarta. Yuni Yulida. Juni 2012. Metode Dekomposisi Adomian Laplace Untuk Solusi Persamaan Diferensial Nonlinear Koefisien Fungsi. Jurnal Matematika Murni dan Terapan . Vol 61. hlm 18-20. Zukhri Zainuddin. 2007. Analisis Rangkaian, Edisi kedua, Penerbit Graha Ilmu. Jakarta. TABEL TRANSFORMASI LAPLACE 1 41 Sumber Richard Bronson 2007
Assalamualaikum sobat, pada postingan ini kita akan belajar tentang rangkaian seri dan paralel pada resistor, rangkaian seri dan paralel biasanya digunakan untuk mencari komponen pengganti. Rangkaian seri Rangkaian seri adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari beberapa komponen elektronika yang dirangkai secara berurutan seri dan tidak memiliki percabangan sepanjang rangkaian, sehingga setiap komponen yang dialiri arus listrik memiliki arus yang sama. Rangkaian ini juga disebut sebagai rangkaian tunggal. Hambatan resistor yang dirangkai seri akan semakin besar nilai hambatannya resistansinya. Untuk komponen seperti lampu apabila dirangkai secara seri, maka lampu kedua, ketiga dan seterusnya nyalanya akan semakin redup, dan apabila salah satu lampu mati maka lampu yang lain akan ikut mati. Dari 3 resistor yang disusun secara seri, kita bisa menentukan resistansi total ekuivalennya menggunakan rumus Untuk tiap-tiap resistor yang dirangkai seri, jatuh tegangan untuk setiap resistor tersebut berbeda, maka untuk mencari tegangan total dari rangkaian seri diatas kita bisa menghitungnya dengan rumus Vtotal = V1 + V2 + V3 Vtotal = + + Sedangkan untuk arus yang mengalir pada rangkaian seri adalah sama karena rangkaian ini tidak bercabang, secara matematis dapat ditulis dengan rumus Contoh Rangkaian Seri Tentukan Resistor ekuivalen Resistor total dan Tegangan total dari rangkaian dibawah Penyelesaian Diketahui R1 = 2 , R2 = 3 , R3 = 5 , dan I = 1 A Ditanyakan Rtotal dan Vtotal ? Jawaban Rtotal = R1 + R2 + R3 Rtotal = 2 + 3 + 5 Rtotal = 10 Maka resistor ekuivalennya resistansi totalnya adalah 10 ohm Vtotal = V1 + V2 + V3 Vtotal = + + Vtotal = + + Vtotal = 2 + 3 + 5 Vtotal = 10 V maka tegangan totalnya adalah 10 volt Rangkaian Paralel Rangkaian paralel adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari beberapa komponen yang dirangkai secara bercabang paralel, sehingga arus yang mengalir pada rangkaian ini memiliki arus tersendiri. dari 3 resistor yang dipasang secara paralel kita dapat menentukan resistansi ekuivalen Resistor totalnya dengan rumus 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 Untuk jatuh tegangan pada tiap-tiap resistor yang dirangkai paralel adalah sama, secara matematis dapat ditulis dengan rumus Sedangkan arus yang mengalir pada tiap-tiap percabangan di rangkaian paralel adalah berbeda, maka untuk menghitung nilai arus total pada rangkaian paralel dapat dihitung dengan rumus I = I1 + I2 + I3 I = V/R1 + V/R2 + V/R3 Contoh Rangkaian Paralel Tentukan resistansi total dan arus pada rangkaian dibawah ini Penyelesaian Diketahui R1 = 6 , R2 = 6 , R3 = 6 , dan V = 1 V Ditanyakan Rtotal dan I ? Jawaban 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 1/Rtotal = 1/6 + 1/6 + 1/6 1/Rtotal = 3/6 Rtotal = 6/3 = 2 Maka resistansi totalnya adalah 2 ohm I = I1 + I2 + I3 I = V/R1 + V/R2 + V/R3 I = 1/6 + 1/6 + 1/6 I = 3/6 = 0,5 A Maka Arus totalnya adalah 0,5 ampere Contoh Rangkaian Seri dan Rangkaian Paralel Rangkaian Gabungan Tentukan Resistansi total dari rangkaian berikut Penyelesaian Diketahui R1 = 50 , R2 = 30 , R3 = 15 , R4 = 7 , R5 = 16 , R6 = 4 , R7 = 12 Ditanyakan Rtotal ? Jawaban Rs1 = 12 + 4 = 16 1/Rp1 = 1/16 + 1/16 1/Rp1 = 2/16 Rp1 = 16/2 = 8 Rs2 = 8 + 7 = 15 1/Rp2 = 1/15 + 1/30 1/Rp2 = 2/30 + 1/30 1/Rp2 = 3/30 Rp2 = 30/3 = 10 Rtotal = 50 + 10 + 15 = 75 Maka resistansi totalnya adalah 75 ohm Video Tutorial Sekian untuk postingan kali ini, sampai jumpa lagi.
pada bel listrik dirangkai dengan menggunakan rangkaian
