MAKALAH RANGKAIAN LISTRIK ARUS SEARAH
DISUSUN OLEH : KELOMPOK 7 NAMA MAHASISWA : Aditya Mahendra
(5173231! (5173231!
"#an Andree Sina$a
(517323%! (517323%!
Man&y#r Sa'ri Haraha)
(517323*! (517323*!
DOSEN PEN+AMPU : Dr, Adi S#t-)-. M/, M)d, MA/A KULIAH
: 0an$aian Li&tri Ar#& Searah
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK – UNIVERSITAS NEGERI MEDAN MEDAN 2018
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmatnya sehingga makalah ini dapat tersusun hingga selesai. Tidak lupa kami juga mengucapkan banyak terima kasih atas bantuan dari pihak yang telah berkontribusi. Dan harapan saya semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, untuk ke depannya dapat memperbaiki bentuk maupun menambah isi makalah agar menjadi lebih baik lagi. Karena keterbatasan pengetahuan maupun pengalaman kami, kami yakin masih banyak kekurangan dalam makalah ini. Oleh karena itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini.
Medan, ! "pril #
%$Tim Penulis
DAFTAR ISI
Kata pengantar
Daftar isi
BAB I Pendahuluan A. Latar Belakang.................................................................................................................... B. Tuuan............................................................................................................................................... !. "anfaat................................. ....................................................................................................... .....
D. Identitas Buku.................................................................................................................................. BAB II Pe#$ahasan BAB III Penutup A. Kesi#pulan....................................................................... ................................................... B. Saran...................................................................................... ............................................... DAFTAR P%STAKA.................................................................................... ..................................
BAB I PENDA&%L%AN
A. Latar Belakang
&angkaian listrik adalah sambungan dari bermacam'macam elemen listrik pasi( seperti resistor , kapasitor , induktor , trans(ormator ,
sumber
tegangan,
sumber
arus,
dan saklar )s*itch+. stilah sirkuit listrik sedikit dibedakan dari jaringan listrik)electrical net*ork
atau
penggunaan
electrical
distribution
sirkuit listrik dalam
net*ork+,
skop
yang
di lebih
mana jaringan luas
listrik membahas
seperti dalam
jaringan
distribusi pembangkit listrik dari generator pembangkit sampai pada pelanggan listrik di masing'masing rumah. -ebetulnya kedua macam rangkaian ini menggunakan prinsip dasar yang sama, hanya dalam jaringan listrik dibahas mengenai jalur transmisi yaitu mengenai si(at kabel pada (rekuensi tinggi.
B. Tuuan penulisan
"dapun tujuan penulisan makalah ini adalah $. Melatih mahasis*a menyusun makalah dalam upaya lebih meningkatkan pengetahuan dan kreati(itas mahasis*a. . "gar mahasis*a lebih memahami dan mendalami pokok bahasan khususnya tentang rangkaian listrik arus searah.
!. "anfaat
$. Menjadikan mahasis*a untuk lebih rajin dalam membaca dan memahami buku . ntuk memperluas pengetahuan mahasis*a khususnya tentang rangkaian listrik arus searah
D. Identitas $uku'
$. /udul 0uku
1 Prinsip Dasar Elektroteknik
. Pengarang
1 Pro(. Dr. 2uhal M.-c. EE 3 r. 2hanggischan
!. Penerbit
1 PT 4ramedia Pustaka tama
5. Tahun Terbit
1 ##5
6. Tebal 0uku
1 757 8alaman
9. 0ahasa Teks
1 0ahasa ndonesia
7. :o. -0:
1 ;7;''$#9;'6
$. /udul 0uku
1 Electric
. Pengarang
1 -ergio =ranco
!. Penerbit
1 O>(ord ni?ersity Press
5. Tahun Terbit
1 $;;5
6. Tebal 0uku
1 ;#; 8alaman
9. 0ahasa Teks
1 0ahasa nggris
7. :o. -0:
1 #$;'6$!'9$!'9
BAB II PE"BA&ASAN Rangkaian Transient Dengan "uatan A(al (Buku Prinsip Dasar Elektroteknik hal 57)
$.$ Pendahuluan Pada pembahasan rangkaian listrik, arus maupun tegangan yang dibahas adalah untuk kondisi steady state@mantap. "kan tetapi sebenarnya sebelum rangkaian mencapai keadaan steady state, arus maupun tegangan pada rangkaian mengalami transisi )transient+, dan apabila transisi ini berakhir maka dikatakanlah arus maupun tegangan pada rangkaian tersebut telah mencapai keadaan steady state."dapun yang dibahas pada materi kuliah ini hanya mencakup rangkaian'rangkaian yang linear yang memiliki persamaan di(erensial orde satu dan dua dengan konstanta sembarang. $. Kondisi "*al Dalam analisa rangkaian transient perlu dibedakan tiga daerah *aktu yaitu1 $. -esaat sebelum dilakukan perubahan pada rangkaian )pada kuliah ini yang dimaksud perubahan adalah posisi dari saklar pada rangkaian+ yangdilambangkan pada saat t)#'+. . -aat terjadinya perubahan yang dilambangkan pada saat t)#+. !. -esaat setelah terjadinya perubahan yang dilambangkan pada saat t)#A+. Keadaan a*al sangat diperlukan agar konstanta sembarang yang muncul dalam penyelesaian umum dari persamaan di(erensial dapat dihitung.-ebagaimana diketahui bah*a
penyelesaian umum suatu persamaan di(erensial orde satu akan berisikan satu konstanta sembarang dan untuk persamaan di(erensial orde dua akan berisikan dua buah konstanta sembarang sedangkan untuk orde n persamaan di(erensial akan memiliki n buah konstanta sembarang.
$.! Kondisi "*al Komponen &angkaian Komponen & Pada resistor ideal, arus dan tegangan dihubungkan dengan hukum Ohm B C &, bila tegangan tegangan yang dikenakan pada resistor )unit step+ aka arus akanmempunyai bentuk yang sama dengan tegangan yang hanya dirubah oleh (aktor )$@&+, maka dapat dikatakan bah*a arus yang mengalir pada resistor akan segeraberubah dengan seketika bila tegangan pada terminal resistor tersebut dirubah, sehingga dapat dikatakan bah*a pada resistor 1 i&)#'+ i&)O+ i&)#A+ Komponen "rus yang mengalir pada induktor tidak dapat berubah dengan seketika, karena energi yang secara tiba'tiba diberikan pada induktor tidak akan merubah arus yang ada sebelumnya pada induktor tersebut, maka induktor akan bersi(at sebagai rangkaian terbuka pada saat energi yang baru dikenakan pada induktor tersebut, dengan demikian arus i)#'+ yang mengalir akan tetap mengalir disaat terjadinya perubahan pada terminal induktor, atau dapat dikatakan i)#'+ C i)#+ C i)#A+ Komponen < Tegangan pada kapasitor < yang memiliki kapasitansi tetap tidak dapat berubah dengan seketika, hal ini dapat dilihat dari bila sebuah kapasitor yang tidak bermuatan dihubungkan ke sumber energi, maka arus akan mengalir dalam *aktu sesaat sehingga kapasitansi eki?alen dengan suatu rangkaian hubung singkat, hal ini disebabkan tegangan dan muatan adalah berbanding lurus dalam kapasitor F? C G@cH sehingga muatan nol sebanding dengan tegangan nol
)si(at hubungansingkat+. Dengan muatan a*al yang ada pada kapasitor, maka kapasitor eki?alen dengan sebuah sumber tegangan sebesar F?# C G#@cH dimana G# adalah muatan a*al.
Rangkaian RL Dengan Arus A(al (Buku Prinsip Dasar Elektroteknik hal 59)
0entuk rangkaian & ditunjukkan 4ambar $. Pada umumnya induktorterbuat dari lilitan ka*at sehingga sulit untuk mendapatkan induktor murniyang hanya memiliki nilai induktasi sebab induktor murni memiliki resistansisama dengan nol.4ambar $1 &angkaian & arus searahTegangan pada kedua kaki induktor diberikan oleh BCIdi)t+@dt )$+0erdasarkan persamaan diatas tegangan B hanya akan muncu l ketika ada perubahan arus sehingga jika arus yang melalui suatu induktor bersi(at tetap)konstan+ maka tegangan B akan bernilai nol. Tanda negati( yang ada padapersamaan menyiratkan bah*a tegangan yang dihasilkan induktor bersi(at me'la*an perubahan yang diberikan. /ika arus membesar maka tegangan B akanmenahan arus penyebabnya. /ika perubahan arus mengecil maka tegangan B akan memperkuat arus penyebabnya. Pada saat t C #,tegangan induktor sama dengan tegangan sumber B- tetapi arahnya berla'*anan seolah'olah terdapat sumber tegangan lain yang terpasang berla*anandengan sumber tegangan utama )4ambar 5+.4ambar 51 lustrasi 44 balik yang dihasilkan induktorKarena 44 balik sama dengan tegangan sumber tetapi arahnya berla*anan,maka tidak ada arus yang mengalir pada saat tC #. 0esarnya 44 balikini akan menurun secara eksponensial seperti yang tampak pada 4ambar !."kibatnya arus yang mengalir pada induktor meningkat secara eksponensial. pula seperti yang tampak pada 4ambar . 0erdasarkan persamaan !, arusyang mengalir pada induktor pada *aktu tak hingga sama dengan i)t+ C B-@& yang menunjukkan bah*a seolah'olah hanya ada rangkaian sumber tegangandan resistor saja.
K)nstanta *aktu (Buku Electric Circuits Fundamentals hal 114)
-emua rangkaian elektronik atau sistem listrik akan mengalami beberapa bentuk Jpenundaan *aktuJ antara input dan outputnya, bila sinyal atau ?oltase, baik kontinyu, )D<+ atau alternating )"<+ pertama kali diterapkan padanya.
Keterlambatan ini umumnya dikenal sebagai (aktu tunda atau K)nstanta *aktu dari rangkaian dan ini adalah respons *aktu rangkaian ketika sebuah tegangan atau sinyal langkah
pertama diterapkan. Konstanta *aktu yang dihasilkan dari rangkaian elektronik atau sistem terutama akan bergantung pada komponen reakti( baik kapasiti( atau indukti( yang terhubung dengannya dan merupakan pengukuran *aktu respon dengan unit, Tau + ,
0ila tegangan D< yang meningkat diaplikasikan pada Kapasit)r yang habis , kapasitor menarik arus pengisian dan JmengisiJ, dan bila ?oltase berkurang, kapasitor melepaskan ke arah yang berla*anan. Karena kapasitor mampu menyimpan energi listrik mereka bertindak seperti baterai kecil dan bisa menyimpan atau melepaskan energi sesuai kebutuhan.
Pengisian pada pelat kapasitor diberikan sebagai1 C
/ika sebuah resistor dihubungkan secara seri dengan kapasitor yang membentuk rangkaian &<, kapasitor akan mengisi secara bertahap melalui resistor sampai tegangan di kapasitor mencapai supply tegangan. Laktu juga disebut respon transien, yang dibutuhkan agar kapasitor untuk mengisi penuh setara dengan sekitar - k)nstanta (aktu atau 6T .
ni *aktu respon T , diukur dari segi C & > < , dalam hitungan detik, di mana R adalah nilai Resist)r dalam ohm dan ! adalah nilai dari Kapasit)r di Farad . ni kemudian membentuk dasar rangkaian pengisian &< 6T juga dapat dianggap sebagai J6 > &
BAB III PEN%T%P A. Kesi#pulan
Dari hasil pembahasan kami tentang rangkaian &< dengan muatan a*al, rangkaian & dengan arus a*al dan konstanta *aktu kami menyimpulkan bah*a Dalam analisa rangkaian transient perlu dibedakan tiga daerah *aktu yaitu1 $. -esaat sebelum dilakukan perubahan pada rangkaian )pada kuliah ini yang dimaksud perubahan adalah posisi dari saklar pada rangkaian+ yangdilambangkan pada saat t)#'+. . -aat terjadinya perubahan yang dilambangkan pada saat t)#+. !. -esaat setelah terjadinya perubahan yang dilambangkan pada saat t)#A+. Keadaan a*al sangat diperlukan agar konstanta sembarang yang muncul dalam penyelesaian umum dari persamaan di(erensial dapat dihitung. Tegangan B hanya akan muncul ketika ada perubahan arus sehingga jika arus yang melalui suatu induktor bersi(at tetap)konstan+ maka tegangan B akan bernilai nol. . /ika arus membesar maka tegangan B akanmenahan arus penyebabnya. /ika perubahan arus mengecil maka tegangan B akan memperkuat arus penyebabnya. Konstanta *aktu adalah rangkaian elektronik atau sistem listrik yang mengalami beberapa bentuk Jpenundaan *aktuJ antara input dan ou tputnya, bila sinyal atau ?oltase, baik kontinyu, )D<+ atau alternating )"<+ pertama kali diterapkan padan ya
B. Saran
Kami mengetahui adanya keterbatasan pengetahuan dan pengalaman kami. Maka dari itu diharapkan adanya saran dari bapak dosen pengampu mata kuliah &angkaian istrik "rus -earah dan saran dari teman'teman mahasis*a sekalian agar makalah ini menjadi lebih baik kedepannya.
DAFTAR P%STAKA Pro(. Dr. 2uhal M.-c.EE, r. 2hanggischan. Prinsip Dasar Elektro Teknik . /akarta1 PT 4ramedia Pustaka tama. ##5 -.=ranco. Electric Circuits Fundamentals. O>(ord1 O>(ord ni?ersity Press. $;;5
