Mesh, Thevenin, Nodal

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Prosedur

2. Hardware

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

4. Video Demo

5. Kondisi

6. Video Penjelasan

7. Download File

 

1. Prosedur [kembali]

A. Mesh Current

a. Susun rangkaian seperti gambar di bawah

b. Dengan menggunakan ohmmeter, ukur resistansi dari masing-masing resistor dan catat nilainya pada tabel

c. Tutup S1 dan nyalakan power supply. Atur tegangan output dari power supply 15 V. Cek  nilai ini dan pertahankan tegangan selama percobaan

d. Ukur tegangan yang melintasi masing-masing resistor dan catat hasilnya pada tabel

e. Gunakan Hukum Ohm dan nilai resistansi terukur untuk menghitung besar arus yang melewati masing-masing resistor. Catat hasilnya pada Tabel

f. Gunakan nilai terbaca pada resistor dan tiga mesh pada gambar untuk menghitung arus mesh I₁, I₂, dan I₃. Catat hasilnya pada tabel. Buat semua perhitungannya

g. Dengan arus mesh yang telah didapatkan, hitung arus yang melewati R₂ dan R₄.

B. Thevenin's Theorem

a. Susun rangkaian seperti Gambar 1.a 

b. Gunakan RL 330 ohm. Tutup S2 dan S1, hidupkan power. Atur nilai Vps pada 15 V, ukur arus yang melintasi resistor beban RL (IL) catat nilai ini pada tabel 1 kolom IL rangkaian asli.

c. Buka beban RL, buka S2. Ukur tegangan yang melintasi BC (VTh). Catat nilai yang didapat pada tabel 1 kolom VTh terukur.

d. Dalam kondisi V off, kemudian hubung singkat AD untuk mengukur resistansi pada BC, yaitu RTh. Catat nilai yang didapat pada tabel 1 kolom RTh Ekivalen Thevenin.

e. Ulangi langkah a sampai d untuk beban 1000 dan 3300 ohm.

f. Susun rangkaian seperti gambar 1.b. Tutup S1, atur posisi power supply sehingga Vps = VTh, dan resistansi yang melintasi potensiometer sama dengan Rth.

g. Ukur IL dan catat nilainya dalam tabel 1 kolom ekivalen thevenin, lalu matikan power supply.

h. Dengan menggunakan nilai VPS, R1, R2, R3, dan R4 hitung nilai VTh dari gambar 1.a  kemudian catat jawaban dalam tabel 1 kolom VTh terhitung.

i. Hitung RTh seperti pada gambar 1.a dengan menggunakan nilai resistansi yang terukur pada R1, R2, R3, dan R4, catat jawaban dalam tabel 1 kolom RTh terhitung.

j. Gunakan nilai VTh dan RTh terhitung dari langkah f dan g untuk menghitung nilai IL, catat jawaban dalam tabel 1 kolom IL terhitung.

C. Nodal Analysis

a. Buatlah rangkaian seperti gambar rangkaian simulasi di bawah

b. Pilih resistor dengan resistansi sesuai dengan kondisi

c. ukur tegangan dan arus memakai voltmeter dan amperemeter dan catat pada jurnal  percobaan.

 

2. Hardware [kembali]

a. Mesh Current

b. Thevenin's Theorem

c. Nodal Analysis

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

A. Mesh Current

Prinsip Kerja:

    Metode arus Mesh merupakan prosedur langsung untuk menentukan arus pada setiap resistor dengan menggunakan persamaan simultan. Langkah pertamanya adalah membuat loop tertutup (disebut juga mesh) pada rangkaian. Loop tersebut tidak harus memiliki sumber tegangan, tetapi setiap sumber tegangan yang ada harus dimasukkan ke dalam loop. Loop haruslah meliputi seluruh resistor dan sumber tegangan. Dengan arus Mesh, dapat ditulis persamaan Kirchoff’s Voltage Law untuk setiap loop.

B. Thevenin's Theorem

Prinsip Kerja:

    Teorema Thevenin merupakan salah satu metode penyelesaian rangkaian listrik kompleks menjadi rangkaian sederhana yang terdiri atas tegangan thevenin dan hambatan thevenin yang terhubung secara seri. Beberapa aturan dalam menetapkan Vth dan Rth, yaitu:

1. Vth adalah tegangan yang terlihat melintasi terminal beban. Dimana pada rangkaian asli, beban resistansinya dilepas (open circuit). Jika dilakukan pengukuran, maka diletakkan multimeter pada titik open circuit tersebut.

2. Rth adalah resistansi yang terlihat dari terminal pada saat beban dilepas (open circuit) dan sumber tegangan yang dihubung singkat (short circuit).

C. Nodal Analysis

Analisis node adalah metode untuk menganalisis rangkaian listrik dengan menggunakan hukum arus Kirchhoff (KCL), yaitu jumlah arus yang masuk dan keluar dari suatu titik percabangan sama dengan nol. Analisis node membutuhkan penentuan simpul referensi (ground), yang merupakan titik acuan untuk mengukur tegangan node di rangkaian. Tegangan node adalah perbedaan potensial antara suatu simpul dengan simpul referensi.

Analisis node menghasilkan persamaan tegangan node independen sebanyak n-1, di mana n adalah jumlah simpul termasuk simpul referensi. Persamaan-persamaan ini dapat diselesaikan dengan metode eliminasi, substitusi, atau matriks untuk mendapatkan nilai tegangan node di setiap simpul.

4. Video Demo [kembali]

 

 

 

 

5. Kondisi [Kembali]

A. R1, R2, R3, R4, R5, R6= 100 ohm ; RL = 1k ohm

B. A. R1, R2, R3, R4, R5, R6= 560 ohm ; RL = 620 ohm

4. Video Penjelasan [kembali]

7. Download File [kembali]

•  Rangkaian 1  [Download]
•  Rangkaian 2  [Download]
• Rangkaian 3  [Download]
  
• Data Sheet Baterai [Download] 
• Data Sheet Resistor [Download]
• Tugas Pendahuluan [Download]
• Laporan Akhir [Download]  

[menuju awal]

Hukum Kirchoff, Voltage and Current Divider

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Prosedur

2. Hardware

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

4. Video Demo

5. Kondisi

6. Video Penjelasan

7. Download File

 

1. Prosedur [kembali]

a. Hukum Kirchoff

a. Buatlah rangkaian seperti gambar rangkaian simulasi di bawah

b. Pilih resistor dengan resistansi sesuai dengan kondisi

c. Ukur tegangan dan arus memakai voltmeter dan amperemeter dan catat pada jurnal  percobaan.

b. Voltage & Current Divider

a. Buatlah rangkaian seperti gambar rangkaian simulasi di bawah

b. Pilih resistor dengan resistansi sesuai dengan kondisi

c. Ukur tegangan dan arus memakai voltmeter dan amperemeter dan catat pada jurnal  percobaan.

 

2. Hardware [kembali]

a. Hukum Kirchoff

b. Voltage & Current Divider

 

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

a. Hukum Kirchoff

Hukum I Kirchoff:

"Jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang akan sama dengan  jumlah kuat arus listrik yang meninggalkan titik itu."

Hukum I Kirchhoff biasa disebut Hukum Arus Kirchhoff atau Kirchhoff’s Current Law (KCL).

Berdasarkan gambar di atas, besar kuat arus total yang melewati titik percabangan a secara matematis dinyatakan Σ Imasuk = Σ Ikeluar yang besarnya adalah I1 = I2 + I3.

Hukum II Kirchoff:

"Jumlah aljabar beda potensial (tegangan) pada suatu rangkaian tertutup adalah sama dengan nol."

Hukum II Kirchhoff biasa disebut Hukum Tegangan Kirchhoff atau Kirchhoff’s Voltage Law (KVL).

Berdasarkan gambar di atas, total tegangan pada rangkaian adalah Vab + Vbc + Vcd + Vda = 0. Hukum II Kirchhoff ini menjelaskan bahwa jumlah penurunan beda potensial sama dengan nol artinya tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian atau semua energi listrik diserap dan digunakan. 

b. Voltage & current divider

Rangkaian pembagi tegangan

Rangkaian pembagi tegangan adalah suatu rangkaian listrik yang dirancang untuk membagi tegangan input menjadi tegangan yang lebih kecil pada beberapa resistor yang terhubung secara seri atau paralel. Prinsip kerja dari rangkaian pembagi tegangan dapat dijelaskan dengan menggunakan hukum Ohm dan aturan pembagian tegangan Kirchhoff.

Prinsip Kerja Rangkaian Pembagi Tegangan:

Resistansi Total (Rtotal): Rangkaian pembagi tegangan terdiri dari dua atau lebih resistor yang terhubung. Resistansi total dari rangkaian dapat dihitung dengan menggabungkan resistansi-resistansi tersebut sesuai dengan koneksi (seri atau paralel).

Hukum Ohm: Hukum Ohm menyatakan bahwa arus dalam rangkaian sebanding dengan tegangan dan invers sebanding dengan resistansi. Dalam rangkaian pembagi tegangan, hukum Ohm digunakan untuk menghitung arus pada rangkaian.

I = Vin/Rtotal

Aturan Pembagian Tegangan Kirchhoff: Aturan ini menyatakan bahwa dalam suatu simpul (node) dalam suatu rangkaian listrik, jumlah aliran arus menuju simpul tersebut sama dengan jumlah arus yang meninggalkan simpul tersebut. Dalam rangkaian pembagi tegangan, aturan ini diterapkan untuk simpul pada kedua ujung resistor pembagi.

Vin = V1 + V2 + ... + Vn

Dimana V1, V2, ..., Vn adalah tegangan pada masing-masing resistor.

 

Tegangan Keluaran (Vout): Tegangan keluaran pada titik tertentu diambil dari resistor tertentu dalam rangkaian. Tegangan pada setiap resistor dihitung dengan menggunakan aturan pembagian tegangan Kirchhoff.

Vout = Vin x (Rtarget/Rtotal)

Dimana Rtarget adalah resistansi resistor yang terhubung pada titik keluaran.

Dengan memilih nilai resistansi yang sesuai, rangkaian pembagi tegangan dapat menghasilkan tegangan keluaran yang merupakan fraksi dari tegangan input. 

Rangkaian pembagi arus

Rangkaian pembagi arus menggunakan sifat rangkaian paralel, yaitu jumlah arus yang masuk sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik percabangan. Rangkaian pembagi arus membagi arus total yang masuk ke dalam cabang-cabang rangkaian sesuai dengan perbandingan hambatan pada masing-masing cabang. Rumus untuk menghitung arus pada cabang ke-n adalah:

In ​= I × Rn​/Rtotal​​

Dimana In​ adalah arus pada cabang ke-n, I adalah arus total yang masuk, Rtotal​ adalah hambatan pengganti rangkaian paralel, dan Rn​ adalah hambatan pada cabang ke-n.

4. Video Demo [kembali]

 

 

5. Kondisi [Kembali]

a. Ra = 560, Rb = 680, Rc = 750

b. Ra = 1k, Rb = 1k, Rc = 10k

4. Video Penjelasan [kembali]

7. Download File [kembali]

•  Rangkaian 1  [Download]
•  Rangkaian 2  [Download]
• Data Sheet Baterai [Download] 
• Data Sheet Resistor [Download]
• Tugas Pendahuluan [Download]
• Laporan Akhir [Download] 
  

[menuju awal]