1. Besaran Arus dan Tegangan
Simon Patabang
http://spatabang.blogspot.com
2. Dalam ilmu listrik dikenal 2 jenis komponen :
1. Komponen aktif
2. Komponen pasif
• Elemen aktif adalah elemen yang menghasilkan energi.
Misalnya sumber tegangan dan sumber arus.
• Elemen pasif adalah elemen yang tidak dapat
menghasilkan energi tetapi menyerap energi. Misalnya
resistor, kapasitor, induktor, transitor, dll.
Kedua jenis komponen sangat penting untuk menentukan
besarnya arus dan tegangan dalam rangkaian listrik.
3. Definisi Arus dan Tegangan
• Arus adalah besarnya tenaga yang dibutuhkan untuk
menggerakkan satu muatan selama t detik dari titik
potensial tinggi ke titik potensial rendah.
• Tegangan adalah besarnya tenaga yang dibutuhkan
untuk menggerakkan satu muatan sebesar satu
coulomb dari satu titik potensial tinggi ke titik
potensial rendah.
4. 1. Arus dan Tegangan searah
Arus dan tegangan DC
mempunyai nilai tetap atau
konstan terhadap satuan
waktu. Artinya besarnya
selalu sama pada waktu
berbeda-beda.
5. 2. Arus dan Tegangan bolak-balik
Arus dan tegangan bolak-balik mempunyai nilai yang
berubah terhadap satuan waktu dengan karakteristik
bentuk gelombang sinus dan selalu berulang dalam
perioda waktu tertentu (mempunyai perioda waktu : T).
7. • Maka jika beda potensial antara kedua titik sebesar 5
Volt, maka :
VAB = 5 Volt dan
VBA = -5 Volt
Daya Listrik
• Daya listrik berbanding lurus dengan arus dan tegangan
pada sebuah hambatan.
P = V. I atau P = I² R
8. 1. Hukum Ohm
• Jika sebuah penghantar R dilewati oleh sebuah
arus i maka pada kedua ujung penghantar
tersebut akan muncul beda potensial atau
tegangan V.
• Hukum Ohm menyatakan bahwa besarnya
tegangan pada sebuah bahan penghantar adalah
berbanding lurus dengan arus yang mengalir
melalui bahan tersebut.
Secara matematis : V = I.R
9. Hukum Kirchoff I/Kirchoff’s Current Law
(KCL)
• Jumlah arus yang masuk pada suatu titik cabang atau
simpul sama dengan Jumlah arus yang keluar dari titik
cabang tersebut.
• Atau jumlah aljabar semua arus yang memasuki
sebuah titik caban atau node atau simpul sama dengan
nol.
Secara matematis :
• Σ Arus pada satu titik percabangan = 0
• Σ Arus yang masuk titik cabang = Σ Arus yang keluar
titik cabang
11. Hukum Kirchoff II /
Kirchoff’s Voltage Law (KVL)
• Jumlah tegangan pada suatu lintasan tertutup
samadengan nol, atau penjumlahan tegangan pada
masing-masing komponen penyusunnya yang
membentuk satu lintasan tertutup akan bernilai
samadengan nol.
• Secara matematis :
14. 2. Tentukan v1 pada
rangkaian tersebut !
Jawaban : Hukum KVL
15. 3. Tentukan nilai ieb dan vab !
Diketahui :
Icf = 3 A, Igd = 2 A, Ihd= 4A, Iei = 8A, Vac = 8V
Ditanyakan : Ieb, Vab
16. Hitung nilai arus i.
Tinjau tiap titik cabang :
Iac = 8/2 = 4 A.
Titik c : Icd = iac – icf = 1A
Titik d : Ide = iac + igd + ihd = 7A
Titik e : ieb + iei – ide = 0
ieb = 7 - 8 = - 1 A
Jawaban :
Hitung arus pada
tiap cabang, Σi = 0
17. Hitung tegangan Vab
ΣV = 0
Vab = Vac + Vcd + Vde + Veb
Vab = 8 + 4 + 56 – 6
Vab = 62 Volt
Hitung tegangan
pada tiap cabang.
Vab = Vab + Icd x Rcd + Icd x Rde + Ieb x Reb
18. A. Resistor Hubungan Seri dan Paralel
1. Hubungan seri
• Salah satu terminal dari dua atau lebih hambatan R
tersambung dan membentuk garis lurus.
• Besarnya arus yang lewat pada tiap hambatan R sama
besar.
• Besarnya tegangan pada tiap hambatan R tidak sama.
Ditentukan oleh besarnya hambatan R, V = IR
20. Kesimpulan :
• Besarnya total hambatan Rseri Rs adalah :
Rs atau Rek = R1 + R2 + R3
• Besarnya tegangan pada tiap hambatan :
V1 = iR1, V2 = iR2, V3 = iR3
• Besarnya arus yang melewati tiap hambatan
sama besar.
• Besarnya hambatan pengganti semakin besar
21. 2. Hubungan paralel Resistor
• Jika dua atau lebih hambatan
dihubungkan dimana terminal dari
semua hambatan terhubung pada
titik yang sama dan membentuk
garis lurus sebanyak hambatan yang
ada.
• Tegangan pada semua hambatan
sama besar.
• Arus pada semua hambaran tidak
sama besar, tergantung pada
besarnya R. I = V/R
• Besarnya hambatan semakin kecil.
23. Kesimpulan :
• Besarnya total hambatan Rparalel Rp atau Rek
adalah :
1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
• Besarnya arus pada tiap hambatan :
i1 = V/R1, i2 = V/R2, i3 = V/R3
• Besarnya tegangan pada tiap hambatan sama besar.
• Besarnya hambatan pengganti semakin kecil.
24. B. Pembagi Arus dan Tegangan
1. Rangkaian Pembagi Arus
• Pembagi arus menggunakan rangkaian paralel
• Arus yang masuk pada titik a akan terbagi ke tiap
cabang menuju ke tiap hambatan.
• Besarnya arus pada tiap cabang R1, R2, dan R3
adalah :
25.
26. Contoh :
1. Jika diketahui V= 10 volt
R1= 10 Ω, R2 = 5 Ω, R3 = 2
Ω. Hitunglah pembagian
arus pada tiap cabang.
Jawaban :
i1 = V/R1 = 10 /10 = 1 A
i2 = V/R2 = 10/5 = 2 A
i3 = V/R3 = 10/2 = 5 A
27. Jawaban :
i1 = i x (Rp/R1)
i2 = i x (Rp/R2)
i3 = i x (Rp/R3)
Cari Rparalel :
1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
1/Rp = 1/10 + 1/5 + ½
1/Rp = (1 + 2 + 5)/10 = 8/10
Rp = 10/8 Ω
Hitung pembagian arus pada tiap
cabang :
i1 = i x (Rp/R1) = 10 x (10/8)/10
i1 = 5/4 A
i2 = i x (Rp/R2) = 10 x (10/8)/5
i2 = 5/2 A
I3 = i x (Rp/R3) = 10 x (10/8)/2
I3 = 25/4 A
2. Jika semua hambatan diparalel dan diketahui i=
10 A R1= 10 Ω, R2 = 5 Ω, R3 = 2 Ω. Hitunglah
pembagian arus pada tiap cabang.
28. 2. Rangkaian Pembagi Tegangan
• Pembagi tegangan menggunakan rangkaian Seri
• Tegangan masuk V sama dengan tegangan antara
titik a dan d yaitu Vad akan terbagi ke tiap
hambatan menjadi V1, V2, dan V3.
• Besarnya tegangan pada hambatan pada R1, R2,
dan R3 adalah :
(1)
dimana : (2)
30. Contoh :
1. Jika sumber tegangan
mengalirkan arus i sebesar
10A dan pada hambatan R1,
R2, dan R3 yang dihubungkan
seri. Bila R1=2Ω, R2=5 Ω, R3=
10Ω, hitunglah besarnya
tegangan pada tiap
hambatan.Jawaban :
V1 = i x R1
V1 = 10 x 2 = 10 Volt
V2 = i x R2
V2 = 10 x 5 = 50 Volt
V3 = i x R3
V3 = 10 x 10 = 100 Volt
31. 2. Sumber tegangan 20 Volt dicatu pada hambatan R1,
R2, dan R3 yang dihubungkan seri. Bila R1=2Ω, R2=5
Ω, R3= 10Ω, hitunglah besarnya tegangan pada tiap
hambatan.
Jawaban :
Rs = R1 + R2 + R3
Rs = 2 + 5 + 10 = 17 Ω
V1 = (2/ 17) x 20 = 40/17 = 2,353 Volt
V2 = (5/ 17) x 20 = 100/17 = 5,882 Volt
V3 = (10/ 17) x 20 = 200/17 = 11,765 Volt
