TUGAS PENDAHULUAN MODUL 3 PBL & RL

TUGAS PENDAHULUAN 

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

 1.      Jelaskan pengertian hukum ohm, dan hukum kirchoff!

Dijawab :

Hukum ohm adalah hukum yang menyatakan bahwa tegangan pada suatu komponen dalam suatu rangkaian listrik sebanding dengan arus yang mengalir melaluinya dengan resistansi sebagai faktor proporsionalitasnya. Artinya jika resistansi tetap, maka arus dan tegangan akan memiliki hubungan yang linear. Jika resistansi meningkat, arus akan menurun untuk mempertahankan proporsionalitas dengan tegangan. Hukum ohm dapat dinyatakan dengan rumus :

V = I x R 

V = Tegangan (volt)

I = Arus (amper)

R = Resistansi (ohm)

Hukum kirchoff merupakan dua persamaan yang berhubungan dengan arus dan tegangan dalam sebuah rangkaian listrik.

a.       Hukum kirchoff I

Adalah hukum yang berbunyi “Jumlah kuat arus yang masuk melalui titik percabangan dalam suatu rangkaian listrik sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan.”

                                                ƩI (masuk) = ƩI (keluar)

b.      Hukum kirchoff II

Adalah hukum yang berbunyi “Jumlah aljabar beda potensial atau tegangan pada rangkaian tertutup adalah sama dengan nol.”

                                                ƩV + ƩIR = 0

2.   Jelaskan pengertian Mesh, Nodal, dan Thevenin!

Dijawab :

                Berikut ini adalah pengertian dari mesh, nodal, dan thevenin : 

a. 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.

b. 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.

c. 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 divider 

Dijawab:

a. Voltage divider adalah rangkaian pembagi tegangan yang dirancang untuk membagi tegangan input menjadi tegangan yang lebih kecil pada beberapa resistor yang terhubung secara seri maupun secara parallel. Prinsip kerjanya adalah dengan menggunakan hukum ohm dan aturan pembagi tegangan pada hukum kirchoff 

b. Current divider adalah metode membagi arus masukkan pada resistor paralel dimana memanfaatkan hukum Ohm dan KCL dan perbandingan hambatan masing-masing. 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 RL ? 
Dijawab : 

loop 1:

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

-12 + 1000I₁ – 1000I₂ + 1000I₁ = 0

3000 I₁ - 1000I₂ = 12 .... (1)

loop 2 :

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

1000I₂ + 1000I₂ – 1000I₃ + 1000I₂ + 1000I₂ – 1000I₁ = 0

-1000I₁ + 4000I₂ – 1000I₃ = 0.... (2)

loop 3 : 

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

1000I₃ + 1000I₃ + 1000I₃ + 1000I₃ – 1000I₂ = 0

4000I₃ - 1000I₂ = 0 

4000I₃ = 1000I₂

4I₃ = I₂... (3) 

Subtitusi (3) ke persamaan (2) dan persamaan (1)

-1000I₁ + 4000I₂ - 1000I₃ = 0 ...(2) 

-1000I₁ + 4000(4I₃) - 1000I₃ = 0 

-1000I₁ + 16000I₃ - 1000I₃ = 0 

-1000I₁ + 15000I₃ = 0 ..... (4)

3000I₁ - 1000I₂ = 12... (1) 

3000I₁ - 1000(4I3) = 12 

3000I₁ - 4000I₃ = 12 ..... (5)

                    eliminasi persamaan (4) dan persamaan (5)  

3000I₁ - 4000I₃ = 12 [x1] 

-1000I₁ + 15000I₃ = 0 [x3] 

                              = (3000I₁ – 4000I₃ = 12)

      = (-3000I₁ + 45000I₃ = 0) +

                              = 41000I₃ = 12

                          I₃ = 2,926 x 10^-4

 

V_RL = I₃ x R₁

       = 12 / 41000 x 1000 

       = 12 / 41

       = 0,29 Volt

Maka, nilai tegangan pada R_L adalah 0,29 Volt

 

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

Dijawab :

Kelebihan dari menganalisis rangkaian menggunakan teorema Thevenin Norton dibandingkan dengan teorema yang lain adalah karena teorema ini mempresentasikan rangkaian menjadi lebih sederhana dari rangkaian bilangan kompleks dengan cara tegangan seri dengan hambatan (Thevenin) dan arus parallel dengan hambatan (Norton), sehingga lebih mudah untuk menganalisa dan memecahkan masalah. Teorema Thevenin Norton juga mempermudah perhitungan dan mempersingkat waktu analisis rangkaian serta dapat membantu kita memahami karakteristik dan perilaku suatu rangkaian dengan lebih baik. 

Link download file TP [klik disini]