Konsep D asar
Tujuan Pembelajaran
Memahami konsep arus dan tegangan
Memahami konvensi tanda pasif
Efek Listrik
Konsep rangkaian listrik didasari pemahaman
◦
A danya pembawa muatan listrik: elektron atau
proton
◦
Muatan tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan,
hanya dapat dialihkan (Hukum Kekekalan Muatan)
Medan, Muatan, dan A rus Listrik
Muat an L ist r ik , Q
A ntara dua potensial listrik yang berbeda akan ada medan listrikSaat muatan listrik berada pada medan tersebut, muatan listrik akan bergerak
Muatan Positif bergerak Serah medannya
Muatan N egataif bergerak Melawan A rah Medannya
Pergerakan muatan inilah yang membentuk arus listrik
Q > 0
Bila selang waktu pergerakan muatan t A rus Listrik I Q /t
A rus danTegangan Listrik
Rangkaian Sederhana A rus, notasi I atau i
◦ Perubahan jumlah muatan per satuan waktu
◦ Rujukan dalam rangkaian: anak panah pada arah
muatan/ arus
◦ Satuan A atau ampere
Tegangan, notasi: V atau v
◦ Perbedaan potensial listrik dua titik pada saat yang sama
◦ Rujukan dalam rangkaian: tanda + dan – pada terminal
◦ Satuan: V atau volt
arus
arus
arus tegangan
Elemen/ Komponen Rangkaian
Pengelompokan umum elemen/ komponen rangkaian listrik
◦ Pasif: elemen yang menyerap energi
Resistor, K apasitor, Induktor
◦ A ktif: elemen yang mengeluarkan energi
Sumber arus, Sumber tegangan
Konektivitas elemen rangkaian
◦ K awat penghubung
◦ Terminal
Konvensi Tanda Pasif
D aya diserap elemen pada terminal A dan B sama
dengan tegangan jatuh pada terminal A dan B dikalikan dengan arus yang mengalir melalui elemen tersebut
D engan konvensi ini, daya positif P> 0 berarti elemen m enyer ap daya.
Sebaliknya,
daya negatif P< 0 berarti elemen m em bangk it k an daya.
+
V
A B
I
A B
( )
t
v
( )
t
i
( )
t
Rujukan Polaritas A rus dan Tegangan
Berdasarkan konvensi tanda pasif
◦ Pada sumber arus atau sumber tegangan, arus mengalir dari potensial tinggi atau negatif amelalui beban luar
◦ Pada beban, arus mengalir dari terminal bertegangan positif ke negatif pada
bebannya
◦ A rah arus sebaliknya adalah arus negatif
A lternatif Polaritas A rusTegangan
D aya P V
A .IA
Bila pada kasus berikut semua ar us dan t egangan terukur posit if
Elemen Pasif
D aya P V
B.IB
Elemen A ktif
D aya P V
C .IC
Elemen A ktif
D aya P V
D.ID
Polaritas A rus Tegangan E lem en P asif
Bila pada kasus elem en pasif berikut semua ar us posit if
Tegangan V
A>0
Tegangan V
B<0
Tegangan V
C<0
Tegangan V
C ontoh 01.01
Tentukan arus atau tegangan yang tidak diketahui berikut positif (> 0) atau negatif (<0) bila elemen adalah eleman pasif
Tegangan V > 0
Tegangan V >0
A rus I>0
Konservasi D aya
Prinsip konservasi daya: Jumlah aljabar daya yang diserap seluruh elemen
dalam rangkaian setiap saat adalah nol.
D engan kata lain jumlah daya diserap setiap saat sama dengan jumlah daya dibangkitkan.
Prinsip konservasi energi (disebut Teorema Tellegen)
C ontoh 01.02
D engan Konservasi D aya tentukan arus I
x pada
rangkaian di samping ini
Jawab
Konservasi D aya sehingga
dan diperoleh
D aya dan Energi
D aya sesaat yang diserap sebuah elemen
Energi yang diserap atau dibangkitkan pada selang antara t
o hingga t adalah
C ontoh 01.03
Tentukan biaya energi bila Rp1000/kW h bila tegangan dan arus beban seperti pada grafik berikut
Energi diperoleh dengan
mencari area dibawah
kurva daya D aya
diperoleh dengan
mengalikan tegangan dengan arus
