Elemen Rangkaian Listrik

Elemen Aktif

Elemen aktif adalah elemen yang menghasilkan energi, pada mata kuliah Rangkaian

Listrik yang akan dibahas pada elemen aktif adalah sumber tegangan dan sumber arus.

Pada pembahasan selanjutnya kita akan membicarakan semua yang berkaitan dengan

elemen atau komponen ideal. Yang dimaksud dengan kondisi ideal disini adalah bahwa

sesuatunya berdasarkan dari sifat karakteristik dari elemen atau komponen tersebut dan

tidak terpengaruh oleh lingkungan luar. Jadi untuk elemen listrik seperti sumber

tegangan, sumber arus, kompone R, L, dan C pada mata kuliah ini diasumsikan

semuanya dalam kondisi ideal.

1. Sumber Tegangan (Voltage Source)

Sumber tegangan ideal adalah suatu sumber yang menghasilkan tegangan yang

tetap, tidak tergantung pada arus yang mengalir pada sumber tersebut, meskipun

tegangan tersebut merupakan fungsi dari t.

Sifat lain :

Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = 0 (sumber tegangan ideal)

a. Sumber Tegangan Bebas/ Independent Voltage Source

Sumber yang menghasilkan tegangan tetap tetapi mempunyai sifat khusus

yaitu harga tegangannya tidak bergantung pada harga tegangan atau arus

lainnya, artinya nilai tersebut berasal dari sumbet tegangan dia sendiri.

Simbol :

b. Sumber Tegangan Tidak Bebas/ Dependent Voltage Source

Mempunyai sifat khusus yaitu harga tegangan bergantung pada harga

tegangan atau arus lainnya.

Simbol :

2. Sumber Arus (Current Source)

Sumber arus ideal adalah sumber yang menghasilkan arus yang tetap, tidak

bergantung pada tegangan dari sumber arus tersebut.

Sifat lain :

Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = ∞ (sumber arus ideal)

a. Sumber Arus Bebas/ Independent Current Source

Mempunyai sifat khusus yaitu harga arus tidak bergantung pada harga

tegangan atau arus lainnya.

Simbol :

b. Sumber Arus Tidak Bebas/ Dependent Current Source

Mempunyai sifat khusus yaitu harga arus bergantung pada harga tegangan

atau arus lainnya.

Simbol :

Elemen Pasif

1. Resistor (R)

Sering juga disebut dengan tahanan, hambatan, penghantar, atau resistansi

dimana resistor mempunyai fungsi sebagai penghambat arus, pembagi arus , dan

pembagi tegangan.

Nilai resistor tergantung dari hambatan jenis bahan resistor itu sendiri

(tergantung dari bahan pembuatnya), panjang dari resistor itu sendiri dan luas

penampang dari resistor itu sendiri.

Secara matematis :

Jika suatu resistor dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung dari resistor

tersebut akan menimbulkan beda potensial atau tegangan. Hukum yang didapat

dari percobaan ini adalah: Hukum Ohm.

Mengenai pembahasan dari Hukum Ohm akan dibahas pada bab selanjutnya.

V_R = IR

2. Kapasitor (C)

Sering juga disebut dengan kondensator atau kapasitansi. Mempunyai fungsi

untuk membatasi arus DC yang mengalir pada kapasitor tersebut, dan dapat

menyimpan energi dalam bentuk medan listrik.

Nilai suatu kapasitor tergantung dari nilai permitivitas bahan pembuat kapasitor,

luas penampang dari kapsitor tersebut dan jarak antara dua keping penyusun dari

kapasitor tersebut.

Secara matematis :

C = ε

dimana : ε = permitivitas bahan

   A  = luas penampang bahan

   d   = jarak dua keping

Satuan dari kapasitor : Farad (F)

Jika sebuah kapasitor dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung

kapaistor tersebut akan muncul beda potensial atau tegangan, dimana secara

matematis dinyatakan :

Jika kapasitor dipasang tegangan konstan/DC, maka arus sama dengan nol.

Sehingga kapasitor bertindak sebagai rangkaian terbuka/ open circuit untuk

tegangan DC.

3. Induktor/ Induktansi/ Lilitan/ Kumparan (L)

Seringkali disebut sebagai induktansi, lilitan, kumparan, atau belitan. Pada

induktor mempunyai sifat dapat menyimpan energi dalam bentuk medan

magnet.

Satuan dari induktor : Henry (H)

Arus yang mengalir pada induktor akan menghasilkan fluksi magnetik (φ ) yang

membentuk loop yang melingkupi kumparan. Jika ada N lilitan, maka total

fluksi adalah :

Hal-Hal Yang Perlu Diperhatikan :

1. Tegangan antara 2 titik, a dan b digambarkan dengan satu anak panah seperti

pada gambar dibawah ini :

Vab menunjukkan besar potensial relatif titik a terhadap titik b.

2. Tegangan yang dipakai pada buku ini adalah tegangan drop/ jatuh dimana akan

bernilai positif, bila kita berjalan dari potensial tinggi ke potensial rendah.

Contoh :

Voltage drop : Vac = Vab + Vbc = IR – V

3. Setiap arus yang melewati komponen pasif maka terminal dari komponen

tersebut pertamakali dialiri arus akan menjadi potensial lebih tinggi

dibandingkan potensial terminal lainnya.

4. Bedakan antara sumber tegangan dan pengukur tegangan/ Voltmeter.

Sumber tegangan (Rd = 0)

Voltmeter (Rd = ∞ )

Voltmeter dipasang paralel pada komponen yang akan diukur supaya tidak ada

arus yang melalui Voltmeter.

5. Bedakan antara sumber arus dan pengukur arus/ Amperemeter

Sumber arus (Rd = ∞ )

Amperemeter (Rd = 0)

Amperemeter dipasang seri pada komponen yang akan diukur supaya tegangan

pada Amperemeter samadengan nol.

Perlu diingat bahwa rangkaian paralel adalah pembagi arus dan rangkaian seri

adalah pembagi tegangan. Pembahasan rangkain seri dan paralel akan dibahas

pada bab selanjutnya.

6. Rangkaian Hubung Singkat (Short Circuit)

Sifat : Vab selalu samadengan 0, tidak tergantung pada arus I yang mengalir

padanya.

Vab = 0

Rd = 0

7. Rangkaian Terbuka (Open Circuit)

Sifat : arus selalu samadengan 0, tidak tergantung pada tegangan a-b.

I = 0

Rd = ∞