TUGAS PENDAHULUAN

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

MODUL 3

HUKUM OHM, HUKUM KIRCHOFF, VOLTAGE & CURRENT DIVIDER, MESH, NODAL, THEVENIN

1. Jelaskan pengertian dari hukum Kirchhoff.

Jawab:
Hukum Ohm adalah prinsip dasar yang menyatakan bahwa arus yang melalui suatu konduktor (kawat/resistor) berbanding lurus dengan tegangan yang diterapkan padanya, asalkan suhu dan sifat fisiknya konstan. Dan hambatan pada konduktor itu berbanding terbalik dengan arusnya.
Rumus:
$V=I\times R$
dengan:

• $V$= tegangan (volt)

• $I$ = arus (ampere)

• $R$ = resistansi/hambatan (ohm/Ω)

Hukum Kirchhoff terbagi dua:

• Hukum Kirchhoff 1 (KCL): Total arus yang masuk ke dalam suatu rangkaian harus sama dengan total arus keluar dari node tersebut. Ini memanfaatkan prinsip bahwa muatan tidak bisa "menghilang" dalam suatu titik dalam rangkaian.

• Hukum Kirchhoff 2 (KVL): Total penurunan tegangan sepanjang lintasan tertutup dalam rangkaian harus sama dengan total tegangan yang diberikan oleh sumber-sumber tegangan di sepanjang lintasan tersebut.

Persamaan:

• KVL: $\sum V = 0$
  

• KCL: $\sum I\mathrm{\_}\text{masuk}=\sum I\mathrm{\_}\text{keluar}$
  

2. Jelaskan pengertian mesh, nodal, dan Thevenin.

Mesh:
Mesh adalah loop tertutup di mana tidak ada cabang internasional, dan di tiap loop dianggap variabel. Digunakan untuk menganalisis rangkaian dengan cara menerapkan hukum KVL di setiap loop. Dengan metode ini, kita dapat menentukan arus di setiap cabang dan tegangan di setiap elemen.

Nodal:
Menggunakan KCL untuk menganalisis rangkaian. Titik-titik atau simpul dalam rangkaian disebut node. Simpul adalah pertemuan 2 atau lebih komponen listrik. Dengan analisis nodal, kita dapat menentukan tegangan di setiap node dalam rangkaian.

Thevenin:
Setiap rangkaian linear dapat disederhanakan menjadi rangkaian setara yang terdiri dari satu sumber tegangan Thevenin dan satu resistor Thevenin. Sumber tegangan Thevenin adalah tegangan terbuka rangkaian, dan untuk mencari $R_{Thevenin}$, semua sumber tegangan harus dilepas.

3. Jelaskan apa itu voltage dan current divider.
Jawab:

• Voltage Divider:
  Pengaturan yang digunakan untuk membagi tegangan sumber tegangan tunggal menjadi tegangan yang lebih rendah di beberapa titik dalam rangkaian.
  Rumus:

  $$V_{out} = V_{in} \times \frac{R_x}{R_1 + R_2}$$

• Current Divider:
  Pengaturan yang digunakan untuk membagi arus dari satu sumber arus tunggal menjadi arus yang lebih kecil ke beberapa cabang dalam rangkaian.
  Rumus:

  $$I_x = I_{total} \times \frac{R_1}{R_x}$$

​​

4. Dengan menggunakan teorema mesh, berapa nilai tegangan pada RL?

Jawab:

Loop 1:

$$-14V + 1000 \times I_1 + 1000 \times (I_1 - I_2) + 1000 \times (I_1 - I_3) = 0$$
$$I_1 = \frac{3000}{I_1} - 1000I_2 - 1000I_3 \quad \text{...(1)}$$

Loop 2:

$$1000 \times (I_2 - I_1) + 1000 \times I_2 + 1000 \times (I_2 - I_3) = 0$$
$$4000I_2 = 1000I_1 + 1000I_3 \quad \text{...(2)}$$

Loop 3:

$$2000 \times (I_3 - I_1) + 1000 \times (I_3 - I_2) + 1000 \times I_3 = 0$$$$4000I_3 - 2000I_1 - 1000I_2 = 0 \quad \text{...(3)}$$
                        I2=3000I1​−1000(4.I3​)→3000I1​−4000I3                                                     ​(4)                                           $$\begin{array}{cc}& 4000(4I_3)+1000I_1-1000I_2=0\to 15000I_3+1000I_1= \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; (5)\end{array}$$

Eliminasi (4) dan (5):

$$I_2 = 3000I_1 - 4000I_3$$$$0 = -3000I_1 + 45000I_3$$$$\underline{I_2 = 41000I_3}$$I2​=41000I3

                                                                IRL​=I3​=12 / 41000 A​​​​

Diketahui:

• $R_L=1000\mathrm{\Omega }$

VRL​=IRL​×RL​

$$V$$
$$V_{RL}=0,29\text{Volt}$$

Jadi tegangan di RL adalah 0,29

 5. Jelaskan kelebihan menganalisis rangkaian dengan menggunakan teorema Thevenin, notron dibandingkan dengan metode yang lain!

Jawab:

Kelebihan menganalisis rangkaian dengan menggunakan teorema Thevenin maupun Norton dibandingkan metode lain adalah karena teorema ini mempersingkat perhitungan pada rangkaian bilangan kompleks sehingga lebih sederhana dan mudah untuk mengendalikan dan mencari solusi beberapa tegangan.

Theorema Thevenin dan Norton memiliki beberapa kelebihan, yaitu:

1. Mengurangi kompleksitas perhitungan rangkaian sehingga lebih mudah.

2. Memungkinkan penyederhanaan jaringan dan memudahkan analisis tegangan dan arus dalam suatu rangkaian.

    Selain itu teorema ini dapat di pertukarkan antara rangkaian ekivalen thevenin  menjadi rangkaian ekivalen norton dan begitu juga sebaliknya      

   Tugas Pendahuluan [klik disini]