CRITICAL BOOK REPORT
D i s u s u n Oleh : Nama
: Astoni Sinambela
Nim
: 5171121001
Mata Kuliah
:Sistem kelistrikan mesin dan dan elektronika
Dosen Pengampu :Dr.Lisyanto, M.Si.
FAKULTAS TEKNIK PENDIDIKAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2017
KATA PENGANTAR Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan saya rahmat kesehatan dan kesempatan. Sehingga saya bisa menyusun atau menyelesaikan tugas CBR (CRITICAL BOOK RIVIEW) Rangkai Rangkaian an Listrik .. Penulisan ini saya sajikan secara ringkas dan sederhana sesuai dengan Listrik kemampuan yang saya miliki, dan tugas ini disususun dalam rangka memenuhi tugas CBR pada mata kuliah sistemkeli kuliah sistemkelistrikan strikan mesin mesin dan elektronika elektronika Dalam penyusunan tugas ini banyak kesalahan dan kekurangan, oleh karena itu kritik yang membangun dari semua pihak sangat saya harapkan demi kesempurnaan tugas ini, dan Dalam kesempatan ini saya mengucapkan terimakasih kepada pihak- pihak yang telah membantu telah memberikan bimbinganya kepada saya untuk menyelesaikan tugas CBR ini hingga selesai
Medan, 04 Oktober 2017
ASTONI SINAMBELA
i
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR................................................................................................. DAFTAR ISI................................................................................................................. BAB I PENDAHULUAN.............................................................................................
1.1 Latar Belakang........................................................................................................ 1.2 Tujuan Penulisan CBR............................................................................................ 1.3 Manfaat Penulisan CBR.......................................................................................... BAB II RINGKASAN ISI BUKU...............................................................................
2.1 Identitas Buku......................................................................................................... 2.2 Ringkasan Isi Buku................................................................................................ BAB III PEMBAHASAN/ ANALISIS.......................................................................
3.1 Kelebihan Dan Kekurangan Buku Utama................................................................ 3.2 Kelebihan Dan Kekurangan Buku Pembanding...................................................... BAB IV PENUTUP......................................................................................................
4.1 Kesimpulan............................................................................................................. 4.2 Saran....................................................................................................................... DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................
ii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Memasuki tahun 2016 Perguruan Tinggi Khususnya keguruan menggunakan kurikulum baru yaitu KKNI. Pada kurikulum ini mahasiswa baru terkususnya diberikan beberapa tugas pokok pada stiap mata kuliah yang terdiri dari CBR, CJR, MINI RISET, REKAYASA IDE, PROJECT dan TUGAS RUTIN. Hal ini dilakukan karna sangat baik sebagai pegangan ataupun modal para mahasiswa untuk kedepanya terutama pada jurusan kependidikan. Karnanya para dosen khususnya dosen-dosen pendidikan teknik elektro memberikan 6 tugas ini kepada seluruh mahasiswanya. Konsep arus listrik lebih sederhana daripada konsep gaya atau tenaga.Arus listrik didefinisikan sebgai banyaknya muatan yang melewati suatu luas penampang tertentu persatuan waktu.Arus adalah kecepatran perubahan aliran muatan positif bersih (neto) yang merupakan bearan scalar.Jika ada arus mengalir dalam rangkaian maka timbul medan gaya lain di sekitar rangkaian tersebut.Medan ini disebut medan magnet yang muncul sekaligus dengan medan listrik. Dalam rangkaian listrik dapat menggunakan besaran apa saja namu cuku kesulitan.Karena itu
akan
diperkanalkan
sejumlah
konsep
abstark
seperti
tegangan,resistansi,induktansi,kapasitansi, daya dan tenaga.dalam SI satuan untuk gaya adalah newton.Dan satuan tenaga adalah newton – meter dengan SI yaitu joule(J).Dalam system MKS (meter kilogram second ) mujatan merupakan salah satu satuan dasar;sedangkan menurut SI muatan adalah satuan yang diturunkan .Satuan untuk muatan adalah coulomb. Suatu rangkaian listrik umumnya dicirikan oleh adanya satu atau lebih sumber yang dihubungkan dengan satu atau lebih beban sebagai penerima tenaga listrik.Suatu sumber sempurna akan memberikan tegangannya tidak bergantung kepada beban yang dipasangkan pada kutubkutubnya.
1
1.2 Tujuan Penulisan CBR
1.Untuk memenuhi tugas mata kuliah Rangkaian Listrik 2.Untuk mengulas isi sebuah buku yang dikritikalisasi 3.Mencari dan mengetahui informasi yang ada dalam buku tersebut. 4.Melatih diri untuk berfikir kritis dalam mencari informasi yang di berikan oleh setiap bab dari sebuah buku 5.Membandingkan isi buku pada keadaan nyata
1.3 Manfaat Penulisan CBR
1.Agar pembaca tanggap terhadap hal-hal penting yang ada didalam bab ini 2.Untuk memahami tentang Rangkaian Listrik mulai dari materi hingga pengplikasisannya dalam bentuk soal 3.Melatih Kemampuan penulis dalam mengkritisi suatu buku.
2
BAB II RINGKASAN ISI BUKU 2.1 Identitas Buku Buku Utama
1.Judul Buku
: Rangkaian Listrik
2.Penulis
: Budiono Mismail
3.Penerbit
: Penerbit ITB
4.ISBN
: 979-8591-42-9
5.Tahun Terbit
: 1995
6.Tebal
: 284 Halaman
7.Kota
: Bandung
8.Bahasa
: Indonesia
3
Buku Pembanding
1.Judul Buku
: Rangkaian Listrik (Revisi)
2.Penulis
: Mohamad Ramdhani, ST
3.Penerbit
: Sekolah Tinggi Teknologi Telkom
4.ISBN
: 978-9799-0333-79
5.Tahun Terbit
: Pebruari 2005
6.Kota
: Bandung
7.Tebal
: 302 Halaman
2.2 Ringkasan Isi Buku BAB 1 PENDAHULUAN
Rangkaian Listrik
Sifat Suatu rangkaian dapat secara lengkap diuraikan dalam suatu dimensi.Dalam suatu rangkaian listrik yang menjadi pusat perhatian adlah tegangan dan arus.
4
Proses Pembentukan Model
Model atom yang diusulkan pada tahun 1913 oleh Denmark ,niels Bohr,sangat berguna untuk menjelaskan berbagai gejala listrik bahan.Proses pembentukan model merupakan suatu bagian yang penting dalam kemajuan ilmu dan pengembangan teknologi. Analisis Rangkaian
Jika suatu rangkaian listrik menerima masukan atau rangsangan dalam bentuk tegangan atau arus yang diberikan oleh suatu sumber bebas,maka akan dihasilkan suatu keluaran atau tanggapan.Keluaran atau tanggapan itu juga dapat berupa tegangan atau arus yangberhubungan denfan unsure dalam rangkaian tersebut.Ada dua cabang dalam teori rangkaian dan keduanya diturunkan dari tiga kata kunci : masukan,keluaran dan rangkaian.Cabang pertama adalah analisis rangkaian : dengan
diketahui
rangkaian
dan
masukkanya,bertujuan
mencari
keluarannya.Cabang yang lain adalah sintetis rangkaian :dengan diketahui masukan dan keluarannya bertujuan mendapatkan rangkaian itu sendiri. BAB 2 BESARAN DAN UNSUR RANGKAIAN
1. Satuan system internasional Sisstem satuan yang digunakan dalam hali ini adalah system internasional atu SI.Konfrensi internasioanl tahun 1954 menetapakan enam satuan dasar : Panjang dalam meter (m) Massa dalam Kilogram (kg) Waktu dalam detik (s)
Arus listrik dalam ampere (A) Suhu dalam Kelvin (K) Kuat cahaya dam candela (cd)
2. Besaran Listrik Dalam rangkaian listrik dapat menggunakan besaran apa saja namu cuku kesulitan.Karena itu akan diperkanalkan sejumlah konsep abstark seperti tegangan,resistansi,induktansi,kapasitansi, daya dan tenaga.dalam SI satuan untuk gaya adalah newton.Dan satuan tenaga adalah newton – meter dengan SI yaitu joule(J).Dalam system MKS (meter kilogram second ) mujatan merupakan salah satu satuan dasar;sedangkan menurut SI muatan adalah satuan yang diturunkan .Satuan untuk muatan adalah coulomb. Konsep arus listrik lebih sederhana daripada konsep gaya atau tenaga.Arus listrik didefinisikan sebgai banyaknya muatan yang melewati suatu luas penampang tertentu persatuan waktu.Arus adalah kecepatran perubahan aliran muatan positif bersih (neto) yang merupakan bearan scalar.Jika ada arus mengalir dalam rangkaian maka timbul medan gaya lain di sekitar rangkaian tersebut. 5
3. Sumber dan unsur rangkaian Suatu rangkaian listrik umumnya dicirikan oleh adanya satu atau lebih sumber yang dihubungkan dengan satu atau lebih beban sebagai penerima tenaga listrik.Suatu sumber sempurna akan memberikan tegangannya tidak bergantung kepada beban yang dipasangkan pada kutub-kutubnya. 4. Resisitansi :hukum ohm Bukti dari bahwa resistansi dari hamper semua penghantar berubah menurut suhu.Jika resistansi suatu penghantar pada suhu t1 adalah R1 ,maka untuk rentang suhu yang wajar ,resitansinya pada suhu t2 diberikan oleh
R2 = R1 [ 1 + α (
t2 – t1 ) ]. Resistror yang resistansinya tidak tetap konstan untuk berbagai arus yang berbeda dikenal sebgai resistor tak linear.Resistansi dari resistor semacam ini merupakan fungsi arus yang mengalir di ddalamnya.Bila arus listrik mengalir dalam suatu resistor tersebut.dalam suatu resistor semua tenaga yang digunakan untuk memaksa aliran arus muncul sebgai kenaikan suhu penghantar tersebut atau sebgai aliran panas yang meninggalkannya.parameter resiteansi pada dasarnya merupakan suatu konstanta geometri.Sebenarnya hal itu telah ditemukan oleh ohm ,dalam penyeledikannya.Konduktor mempunyai resitivitas yang rendah maka logam dinamakan kondutor.Isolator adalaha bahan dengan resistivitas yang sangat tinggi biasanya dalam orde ribuan mega ohm atau lebih. Induktaksi Secra kuantitatif tegangan memilki persamaan sebgai tersebut konstanta pembanding
L
adalah
induktansi
diri
atau
cukup
disebut
sebgai
induktansi.Induktansi dinyatakan dalam henry (H).Induktansi kawat penghubung umumnya kecil dan dapt diabaikan.Alat seperti inductor,kumparan peredam,dan kumparan induksi digunakan dalam rangkaian listrik.Suatu inductor linear inductor yang parameter induktansinya tidak bergantung pada arusnya.Pada saat arus mengalir melalui suatu inductor,arus itu menimbulkan fluks ruang.Bila fluks itu menembus udara,ia akan menimbulkan suatu kesebandingan antara arus dengan fluks tersebut sehingga parameter induktansi tetap konstan untuk setiap nilai arus.Daya yang berhubungan dengan induktansi dalam rangkaian adalah
p=
vi watt.GGM adalah gaya gerak magnet yang menghasilkan fluks dalam rangkaian magnet yang mempunyai reluktansi.Sperti halnya resistansi,induktaksi juga bergantung pada geometri dimensi fisis dan sifat magnet mediumnya. Kapasitansi 6
Secara kiantitas arus dinyatakan dalam persamaan dengan berikut; . Konstantan pembanding C menyatakan sifat penyimpanan muatan dalam unsure itu yang disebut kapasitansi.Menurut SI satuan untuk kapasitasni adalah farad (F). BAB 3 HUKUM DASAR RANGKAIAN
Transformasi Y - D Ada betuk rangkaian tertentu yang tidak dapat disederhanakan dengan hanya menggunakan kombinasi seri parallel.Konfigurasi semacam itu sering dapat ditangani dengan menggunakan transformasi linear Y - D.
Transformator Tiga berfasa satu dapat dihubungkan untuk membentuk bank-3 fasa (susunan 3 fasa = 3 phase bank ) dengan salah satu cara dari berbagai cara menghubungkan belitan transformator. Pada tiga buah transformator satu fasa yang dipakai sebagai transformator tiga fasa setiap kumparan primer dari satu transformator dijodohkan dengan kumparan sekundernya. Hendaknya dicatat bahwa pada transformator tiga fasa ini besar tegangan antar fasa (V L-L) dan daya transformator (KVA) tidak tergantung dari hubungan belitannya. Akan tetapi tegangan fasa netral (V L-N) serta arus dari masing-masing transformator tergantung pada hubungan belitannya.
7
Sumber dengan rangkaian setaranya.
Sumber nyata mungkin dapat mendekati keadaan sempurna itu,tetapi tidak akan pernah mencapainya tegangan.Sebuah sumber nyta dengan karakteristik voltamperenya dapat . Karakteristik ini menyatakan bahwa sumber dengan tegangan V rt pada saat rangkaian terbuka (I = 0) dengan nilai tegangan V menurun secara linear jika arus yang diambil dari sumber meningkat ;karakteristik semacam itu dapat ditulisakan dengan V = V rt – R t I. Penguat kerja
Disini akan dibahasa suatu peralatan elektronika yang sangat beruna dalam pemebentukan suatu sumber tak bebasa dan mempunyai model matematika yang sederhana dan anggun,Peralatan ini disebut penguat kerja. Penguat kerja adalah suatu peralatan elektronika dengan kutub jamak,tetapi untuk kepentingan analisis rangkaian hanya akan ditunjukkan tiga kutubnya saja.>kutub 1 adalah kutub masukan terbalik dan kutub 2 adalah kutub masukan tak terbalik dan kutub 3 adalah kutub keluaran.Penguat kerja pada umumnya dijumpai dalam bentuk rangkaian terpadu dan biasanya dibuat dalam suatu kemasan yang mempunyai 8 sampai 14 kutub yang mengandung satu sampai empat penguat kerja.Penguat kerja merupakan suatu peralatan dengan pengautan yang sangat tinggi dan umumnya tidak pernah digunakan tanpa umpan balik. Integrator
Keluaran suatu rangkaian integrator sebanding dengan integral masukkan nya.Persamaan volt-ampere untyk kapasitasni dipakai sebgai pengganti hokum ohm yang menghubungakan v 0 dengan i0 . BAB 4 METODE ANALISIS RANGKAIAN
Metode tegangan simpul
Metode tegangan simpul dalam analisis rangkaian adlah cara dengan persamaan hukum tegangan kirchoof terlukis secara implicit padadiagram rangkaiannya,sehingga hanya persamaan hokum arus kirchoof saja yang perlu diselesaikan untuk tegangan yang tidak diketahui.V AB = VA + VB .Ada tiga simpul rangkaian disini dan didapatkan dua persamaan bebas hokum arus kirchoof yang dapat ditulis. Untuk simpul A
A : V AG1 + (VA + VB) G2 = I1
Untuk simpul B
B : V BG3 + (VA + VB) G2 = -I2 8
kenyataan bahwa kedua persamaan ini serupa bukanlah merupakan suatu kebetulan, melainkan karena mengikuti persamaan huku arus kirchoff dan cara pemilihan berbagai variable tegangannya. Metode Arus matajala
Metode arus matajala merupakan cara lain untuk menyelesaikan persoalan rangkaian dengan persamaan hokum arus kirchoof terlukis secara implicit pada diagram rangkaiannya dan persamaan untuk tegangan ditulis secara eksplisit serta harus diselesaikan untuk arus yang tidak diketahui.Rangkaian planar yaitu rangkaian yang dapat dilukis pada suatu bidang datar sedemikian hingga tidak ada unsure rangkaian yang melangkahi unsure rangkaian yang lain.Metode arus mata jala merupakan suatu rangkaian palanar denagn dua matajal..Pada metode ini arus matajala yang tidak diketahui diandaikan mengalir dalam setiap matajala pada rangkaian tersebut .Persamaanya Untuk matajala A
A : R 1IA + R 3 (IA + IB) = V1
Untuk matajala B
B : -R 3 (IA - IB) + R 2IB = -V2
Dari pembahasan diatas dan sebelumnya tampak bahwa metode tegangan simpul dan metode arus majala saling melengkapi.Keputusan untuk menggunakan yang mana yang terbaik biasanya didasarkan atas jumlah persamaan yang diperlukan.Yang dipilih adalah yangh paling sedikit,menurut pertimbangan pribadi atau gabungan keduanya. Prinsip Superposisi
Dalam setiap rangkaian listrik,tegangan dan arus dalam suatu unsure adalah akibat yang ditimbulkan oleh adanya sumber yang dikenakan pada rangkaian tersebut.Prinsip superposisi jika diterapkan pada suatu rangkaian dengan resitansi konstan,menyatakan bahwa arus atau tegangan disetiap cabang rangkaian yang dihasilkan oleh beberapa sumber yang dikenakan secara serentak adalah jumlah aljabar arus atau tegangan yang dihasilkan pada cabang itu oleh masing-masing sumber tersebut secara tersendiri.Superposisi dapat berlaku untuk setiap system (listrik mekanis dan sebgainya) yang mempunyai hubungan sebab-akibat y = f(x) sedemikian hingga f(x 1) + f(x2) = f(x1 + x2).Jadi secar umum prinsip superposisi untuk rangkaian listrik dapat dinyatakan sebagai berikut : Dalam suatu jala-jala linear yang mengandung lebih dari pada satu sumber (arus atau tegangan ),tanggapannya dapat diperoleh dengan menjumlahkan semua tanggapan yang diperoleh dari masing-masing sumber itu secara tersendiri,dengan semua sumber lainnya dibuat sama dengan nol . 9
Prinsip superposisi memungkinakan perhatian dipusatkan pada hnya salah satu sebab (atau sumber) sehingga mempermudah proses pemikiran mengenai sifat rangkaian dalam keadaan yang bermacam- macam.Disamping itu prinsip superposisi mendasari teorema rangkaian yang lain. Teorema Thevenin dan Northon
Untuk rangkaian resitansi torema thevenin menyatakan bahwa setiap rangkaian kutub dua linear yang terdiri resistor dan sumber (baik yang bebas maupun tak bebas).Suatu rangkaian setara berupa sebuah sumber tegangan dengan resistor serinya disebut rangkaian setara thevenin..Sebuah sumber arus dengan konduktansi simpangnya,yang dikenal sebagai rangkaian setar aNorton.Rangkaian Norton merupakan kembaran (dual ) rangkaian thevenin. Prinsip superposisi menyatakan bahwa arus setiap cabang rangkaian adalah jumlah komponen-komponen arus cabang yang disebabkan oleh masing sumber dalam rangkaian secara sendiri-sendiri.Teorema Norton yang merupakan kembaran teorema thevenin,mengikuti alur pikiran yang sama dan rangkaian yang terbentuk berupa sebuah sumber arus setara norton yang dihubungkan parallel dengan konduktansi setara simpangnya.Kegunaan utama teorema thevenin dan Norton adalah memungkinkan suatu rangkaian digantiukan dengan sepasang kutub keluaran dan hasilnya dapat dipergunakan untuk menghitung pengaruh suatu beban yang dipasangkan pada kutub keluaran itu atau akibat yang diperoleh beban karena sifat rangkaian tersebut. BAB 5 FUNGSI PERANGSANG EKSPONENSIAL
Impedansi dan tanggapan unsur rangkaian
Tegangan dan arus yang berubah secara eksponensial menurut waktu dapat ditulis sebagai.
V = V0est
I = I0est
Hubungan antara rangsangan eksponensial dengan rangsangan saat tertentu
Metode analisis rangkaian eksponensial meliputi tanggapan rangkaian RLC terhadap rangsangan konstansebgai salah satu kasus khususnya.Untuk tegangan konstan ini tiga impedansi dasar bagi unsure R,L,C .
Metode impedansi
meramalkan arus nol mengalir dalam suatu kapasitansi yang dihubungkan ke suatu tegangan tetap.Begitu tegangan antara keeping-keping kapasitor menjadi sama dengan tegangan yang dipasangkan,tidak akan ada lagi arus yang mengalirkarena jika ada,hal itu akan menaikkan tegangan kapasitor diatas tegangan yang dikenakan sehingga akan berlawanan dengan hokum tegangan kirchoff. 10
Sifat Alamiah
Sampai saat ini dalam membahas fungsi-fungsi eksponensial selalu diandaikan terdapat suatu rangsangan pada rangkaiannya.Tanggapan yang meluncur dalam rangkaian listrik itu disebut sifat alamiah dan tanggapannya adalah tanggapan alamiah.Sebaliknya tanggapan yang terjadi karena adanya rangsangan yang sengaja dikenakan pada rangkaian disebut tanggapan terpaksa. BAB 6 RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK KEADAAN MANTAP
Bab ini akan membahasa menegenai tanggapan terpaksa yaitu tanggapan terhadap rangsangaluar yang dikenakan pada rangkaian.Dan juga akan dibahas tentang sinya sinusoidal yaitu tegangan dan arus sinusoidal.dan selanjutnya akan membahas tentang fungsi berulang dan akan membahas tentang metode fasor. Fungsi Berulang
Jika suatu fungsi f (t) mempunyai bentuk gelombang (yaitu lengkungan f(t) yang dilukis terhadap sumbu waktu ) sedemikian sehingga f(t) = f(t + T) maka fungsi itu dikatakan berulang dengan perioda T .Ada dua cirri fungsi berulang : mempunyai suatu bentuk gelombang yang berulang pada setiap selang waktu T detik dan mempunyai nilai untuk seluruh waktu.Bagian bentuk gelombang yang berada dalam satu periode disebut satu daur.Banyaknya daur setiap detik adalah frekuensi (f) gelombang tersebut. Persamaan arus menurut fungsi waktu adalah i(t) = I m cos wt. dengan i(t) adalah nilai sesaat arus untuk setiap saat t dan I m adalah nilai maksimum atau amplitudonya.Satuan detik atau sudut wt dalam satuan atau derajat.Satu daur penuh meliputi 2π radaian 360 0. Besaran w adalah kecepatan susdut dan dinyatakn dalam radian per detik . w = 2πf.Gelombang tegangan dan arus yang tidak sefasa atau mempunyai simpangan berbeda pada saat t sama dengan nol ;persamaannya v = Vm cos (wt – α ) dan i = Im cos (wt – β) .Persamaan ini disebut fungsi sinusoida dan rangkaian dengan rangsangan sinusoida sering disebut sebagai rangkaian arus bolak balik;sedangkan rangkaian dengan rangsangan konstan disebut rangakaian arus seara. Nilai rata-rata dan Nilai Efektif.
Persamaan gelombang araus dan tegangan diatas tidak menjelaskan secara langsung kemampuan penyaluran tenaga arus bolak balik sebagaimana halnya pada arus searah.Mengingat arus rata-rata identik dengan suatu nilai searah (konstan) dan merupakan suatu ukuran yang berguna dalam menentukan perpindahan tengan 11
pada rangkaian yang melibatkan arus searah.Sinusoidal hanyalah merupakan salah satu contoh fungsi berulang.Istilah berulang dalam hal ini digunakan sebagai pengganti sinusoida agar pembahasannya bersifat lebih umum. Nilai rata-rata suatu gelombang sinusoida terhadap satu daur lengkap sama dengan nol.Satu daur luasa daerah diatas sumbu mendatar sama dengan luas daerah dibawah sumbu,sehingga luas keseluruhannya sama dengan nol.Niali rata-rata terhadapt setengah daur positif ( atau negative) untuk suatu fungsi sinusoida dapat diperoleh dengan mengaliakn amplitude gelombang itu dengan bilangan 0,636.Nilai rata-rata untk fungsi berulang yang simetri terhadap sumbu datarnya tidak mempunyai arti karean berdasarkan hasil diats nilainya selalu samadengan nol. Dasar penyusunan spesifikasi tersebut berhubungan dengan kemampuan tenaga atau daya pada fungsi berulang.Menurut hokum Joule panas yang ditimbulkan oleh arus searah I dalam resistor R adalah P = I 2 R i2 (t)R
dan
P=
.Daya rata-rata untuk satu daur penuh kita sama dengan nol karena
penyerapan daya selalu positif baik bila arus yang mengalir itu kea rah positif maupun sebaliknya dalam rangkaian tersebut. Nilai efektif juga dikenal sebagai rms (root mean square) sesuai dengan definisinya ,yang jika dibca dari belakang akan memberikan garis bvesar proses perhitungannya.Nilai efektif yaitu 0,707 ImA.Pada dasarnya kegunaan setiap rangkaian listrik adalah untuk menyalurkan daya dan tenaga dimana keduanya berbanding lurus dengan hasil kali tegangan dengan arusnya,atau untuk parameter rangkaian konstan sebanding denganpangkat dua arus atau pangkat dua tegnagan.Oleh karena itu nilai efektif tersebut sangat sesuai sehingga selalu dipergunakan untuk menyatakan besara arus dan tegangan bolak balik secra umum. Rangsangan sinusoida dalam unsure rangkaian
Dalam resistor v = iR dan R merupakan suatu konstanta.Arus yang berbentuk sinusoida akan mengahsilkan tegangan sinusoida dan demikian pula sebaliknya.Karena R berupa suatu konstanta ,maka tidak ada pergeseran fasa antara arus dan tegangan tersebut .
i = I m sin (wt – α) maka
v = iR = I mR
sin (wt – α) = Vm = sin (wt – α) Fungsi arus tertinggal dari tegangan sebesar π/2 radian atau 90 0.Jadi arus barulah mencapai nilai maksimumnya pada saat seperempat daur setelah tegangannya mencapai nilai maksimumnya. 12
Metode bilangan kompleks Dan Metode Fasor
Dalam melibatkan impedansi untuk analisis rangkaianm diperlukan metode bilangan kompleks bagi rangsangan sinusoida.Ramgkaian RLC mengandung sebuah sumber tegangan yang berubah menurut waktu.Jika huku tegangan Kirchoof diterapkan pada rangkaian tersebut akan didapatkan v(t) – vR – vL – vC = 0 Metode fasor merupakan salah satu cara untuk menyelesaikan persoalan rangkaian jika rangsangan arus atau tegangan yang dikenakan pada rangkaian berupa sinusoida dengan frekuensi sama.Dalam metode ini arus dan tegangan dinyatakan
sebagai eksponensial kompleks dan dapat dilukiskan sebagai
vektor.Bentuk umumnya v = V m cos (wt + α ).Dan v = V mc j(wt
+ α)
.Sudut antara
vektor tersebut dengan sumbu nyata merupakan sudut fasa tegangan.Diagram vektor nya dikenal dengan diagram fasor. Dalam perhitungan rangkaian kompleks yang pada umumnya dikerjakan dengan metode fasor,faktor e jwt yang menyertainya harus selalu diingat tetapi tidak perlu dituliskan.Selanjutnya tinjau suatu rangkaian fasor umum dengan dua kutub diberikan menurut v = Vm cos (wt + α )
dan i = Im cos (wt + β)
perbandingan antara tegangan fasor dengan arus fasor itu didefinisikan sebagai impedansi rangkaian yang dinyatak sebagai Z. BAB 7 DAYA DALAM RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK
Daya rata-rata
Jika suatu tegangan v dikenakan pada suatu unsur yang didalamnya mengarus arus i ,maka daya yang diberikan oleh sumber kepada unsur tersebut adalah p = vi watt. Tenaga keseluruhan = jumlah tenga yang dilepasakan dalam setiap selang dt selama satu periode T daya itu diberikan.Tengan keseluruhan W dibagi dengan waktu yang diperlukan untuk melepaskannya disebut daya rata-rata.Daya rta-rta lebih penting artinya dibandingkan daya sesaat karena adanya kelembaman yang terdapat dalam setiap sistem.Dalam suatu motor listrik,daya rata-rata
yang
diberikan kepada motor itulah yang menentukan keluarannya karena pengaruh roda gila pada motor tersebut memperhalus variasi torsi yang berhbungan dengan daya sesaat yang diberikan pada kutub – kutubnya. Daya dalam unsur rangkaian
Daya rata-rata P digunakan untuk menunjukkan kemampuan penyaluran daya dengan arus dan tegangan bolak balik.Daya sesaat tersebut terdiri dari dua 13
komponen ;komponen konstan VI cos waktu VI sin (2wt+
dan komponen sinusoiada menurut
yang frekuensinya dua kali frekuensi tegangan atau
arusnya.Hubungan antara fungsi wakt,tegangan, arus dan daya dalam resistor yaitu pR = 2I2R sin2 wt.Dua unsur rangkaian,induktor dan kapasitor berpengaruh terhadap daya sesaat tetapi tidak mempunyai andil dalam daya rata-rata.Jika arus yang melalui sebuah induktor menigkat,maka tenaga yang diterima itu dipindahkan dari rangkaian tersebut menjadai medan magnet ,tetapi tenaga itu akan dikembalikan
lagi
kerangkaiannya
jika
arus
dalam
rangkaian
tersebut
berkurang.Nilai maksimum daya keluar masuk dalam unsur rangkaian reaktif disebut sebagai daya reaktif yang didefinisikan sebagai Q = I 2X. Daya kompleks
Jia suatu arus mengalir dalam suatu rangkaian yang mengandung sebuah resistansi R dan sebuah Reaktansi X maka tenaga yang diberikan oleh sumber akan diubah menjadi panas dalam reaktansinya.Dalam bentuk kompleks tegangan dan arus ditulis sebagai V = V e j (wt + q) dan I = Ie jwt.Perbandingan daya nyata atau daya aktif dengan daya tampak disebut faktor daya yang sering ditulis dala singkatan bahasa inggrisnya pf . Perbaikan faktor daya dan teorema penyaluran daya maksimum
Dengan faktor daya maksimum rugi-rugi daya karena resistansi saluran akan berkurang.Rugi-rugi yang ditimbulkan resistansi saluran sebanding dengan pangkat dua arus yang mengalir dalam saluran karean itu rugi-rugi ini akan menjadi lebih kecil bila faktor dayanya tinggi.Perbaikan faktor daya tersebut dapat dilakukan dengan memasang kapasitor yang dihubungkan paralel dengan beban yang
umumnya
bersifat
induktif
seperti
motor
induksi
,alat
las
dan
sebagainya.Perbaikan faktor daya tersebut dikenal sebagai kompensasi.Suatu rangkaian dengan daya dan tenaga arus bolak balik umumnya terdiri dari suatu sumber dengan suatu rangkaian luar yang terhubung pada kutub sumber tersebut.Dalam
hal
terakhir
,rangkaian
luar
keseluruhan
tersebut
dapat
disederhanakan menjadi sebuah impedansi setara antara kutub.Impedansi setara ini adalah
impedansi
masukan
atau
impedansi
titik
penggerak
rangkaian
luar.Impedansi masukan ini merupakan suatu besaran yang terpenting untuk menilai pengaruh rangkaian luar terhadap suatu sumber;karena dalam analisis sifat sumber lebih disukai untuk mewakili rangkaian luar dengan rangkaian yang sesederhana mungkin. 14
BAB 8 RANGKAIAN TIGA FASA
Pada sistem tenaga listrik 3 fase, idealnya daya listrik yang dibangkitkan, disalurkan dan diserap oleh beban semuanya seimbang, P pembangkitan = P pemakain, dan juga pada tegangan yang seimbang. Pada tegangan yang seimbang terdiri dari tegangan 1 fase yang mempunyai magnitude dan frekuensi yang sama tetapi antara 1 fase dengan yang lainnya mempunyai beda fase sebesar 120°listrik, sedangkan secara fisik mempunyai perbedaan sebesar 60°, dan dapat dihubungkan secara bintang (Y, wye) atau segitiga (delta, Δ, D).
Gambar 1. sistem 3 fase. Gambar 1 menunjukkan fasor diagram dari tegangan fase. Bila fasor-fasor tegangan tersebut berputar dengan kecepatan sudut dan dengan arah berlawanan jarum jam (arah positif), maka nilai maksimum positif dari fase terjadi berturutturut untuk fase V1, V2 dan V3. sistem 3 fase ini dikenal sebagai sistem yang mempunyai urutan fasa a – b – c . sistem tegangan 3 fase dibangkitkan oleh generator sinkron 3 fase. Hubungan Bintang (Y, wye)
Pada hubungan bintang (Y, wye), ujung-ujung tiap fase dihubungkan menjadi satu dan menjadi titik netral atau titik bintang. Tegangan antara dua terminal dari tiga terminal a – b – c mempunyai besar magnitude dan beda fasa yang berbeda dengan tegangan tiap terminal terhadapa titik netral. Tegangan Va, Vb dan Vc disebut tegangan “fase” atau Vf.
15
Hubungan Segitiga
Pada hubungan segitiga (delta, Δ, D) ketiga fase saling dihubungkan sehingga membentuk hubungan segitiga 3 fase.
Gambar 3. Hubungan Segitiga (delta, Δ, D). Dengan tidak adanya titik netral, maka besarnya tegangan saluran dihitung antar fase, karena tegangan saluran dan tegangan fasa mempunyai besar magnitude yang sama, maka: Vline=Vfase.Tetapi arus saluran dan arus fasa tidak sama dan hubungan antara kedua arus tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan hukum kirchoff, sehingga: Iline = akar 3 Ifase = 1,73Ifase 16
BAB III PEMBAHASAN/ ANALISIS 3.1 Kelebihan Dan Kekurangan Buku Utama
A.Kelebihan Buku
utama
yang
saya
kritik
berjudul RANGKAIAN
LISTRIK oleh
penulis Budiono Mismail ini sangatlah bagus baik dari segi materi maupun dari segi aspek yang lain,kelebihannya antara lain 1.
Buku ini dilengkapi dengan latar belakang permasalahan yang jelas dan padat terkait dengan permasalahan yang terdapat disetiap babnya,sehingga pembaca menjadi tau mengenai permasalahan yang dibahas pada setiap babnya.
2.
Pada setiap permulaan bab pada buku ini penulis memberikan overview atau gambaran langsung mengenai apa saja yang akan diterangkan pada setiap babnya dalam buku ini,sehingga dengan begitu pembaca langsung dapat memahami maksud dan tujuan membaca materi pada buku tersebut. 3.
Pada setiap bab tidak lupa juga penulis memuat kata kunci yang penting-
penting terkait dengan materi yang ada dalam setiap babnya dalm bentuk Teks Box sehingga dengan begitu disamping
pembaca membaca mengenai teori
pendukung yang lain pembaca juga dapat memahami materi setiap babnya dari hanya membaca kata kunci dan penjelasannya dalam tekx box tersebut. B.Kekurangan Buku
utama
yang
saya
kritik
berjudul RANGKAIAN
LISTRIK oleh
penulis Budiono Mismail ini sangatlah bagus baik dari segi materi maupun dari segi aspek yang lain,tetapi saya dituntut untuk lebih kritis dalam menemukan kelemahan atau kekurangan dalam buku ini,adapun kekurangannya antara lain : 1.
Buku ini sangatlah bagus tetapi cakupannya materinya sangat luas jika membahas point-point materinya,jadi ada kecendrungan yang membaca buku ini tidak fokus pada satu materi karena penjabarannya yang terlalu melebar.
2.
Pada setiap bab dalam buku ini juga penulis hanya berpatokan pada kekuatan materi saja,sehingga aplikasi rangkaian listrik dalam pengajaran yang akan diterapkan nantinya tersebut sulit untuk diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.
3.
Bab yang dibahas dalam buku ini banyak memuat gambar dan tabel yang mendukung penjelasan materinya,tetapi penjelasan pada setiap tabel dan gambar yang dalam materinya tidak cukup spesifik dan detai jadi saya secara pribadi 17
kurang memahami penjelasan dari gambar maupun tabel yang ada pada setiap babnya karena tidak dijelaskan panduan pengerjaannya jika diaplikasikan kedalam contoh soal da latihannya 3.2 Kelebihan Dan Kekurangan Buku Pembanding
A.Kelebihan Buku pembanding saya gunakan buku yang berjudul RANGKAIAN LI STRI K(E disi R evisi) oleh penulis Mohamad Ramdhani,ST ini pada dasarnya buku
ini juga membahas hal yang sama dan tidak berbeda jauh dengan buku utama,adapun kelebihannya antara lain : 1.
Pada buku ini penekanan materinya lebih umum pada rangkaian listrik sederhana hingga yang kompleks,jadi pembaca cukup mudah memahami materinya karena pada dasarnya setiap materi dipaparkan secara sederhana.
2.
Setiap bab nya juga memiliki latar belakang masalah yang bermacam-macam seperti pada buku utama,dan dengan latar belakang permsalahan ini penulis memaparkan solusi bagaiamana memecahkan permasalahan soal maupun latihan yang ada pada setiap babnya
3.
Penulis juga memberkan overview atau gambaran secara tidak langsung mengenai apa yang akan dibahas pada materi di setiap babnya.
4.
Disetiap pemaparan materinya diberikan juga banyak contoh soal dan latihan yang dapat menguji pemahaman pembaca setalh membaca setiap materi yang ada didalam bab dalam buku ini.
5.
Dan dalam setiap materi dalam buku ini penulis memaparkan rangkuman dari kesleurhan materi yang dibahas,sehingga dengan adanya rangkuman ini sudah sangat membantu membaca dalam menyimpulkan dan memahami materi yang mereka telah baca didalam buku ini.
B.Kekurangan Sedangkan
pada
berjudul RANG KAI AN Ramdhani,ST
buku
pembanding
LI STRI K(E disi
saya
gunakan
Revisi) oleh
buku
yang
penulis Mohamad
pada dasarnya buku ini juga membahas hal yang sama dan tidak
berbeda jauh dengan buku utama hanya saja buku ini lebih menekankan pendalaman materi rangkaian listrik dari kompleks,adapun kekurangannya antara lain : 18
yang
sederhana hingga
yang
1.
Buku ini tidak secara jelas memuat panduan mengerjakan soal maupun latihannya sehingga pembaca kurang jelas mengerti cara mengerjakan contoh soalnya
2.
Pada setiap babnya penulis juga kurang banyak memaparkan pendapat para ahli sebagai penguat dari materi yang ada.
3.
Dan tidak kalah penting pada buku pembanding ini penulis kurang banyak memaparkan tabel atau gambar atau bahkan knosep dan diagram pendukung setiap teori karena dengan hal-hal yang simpel tersebut pembaca sudah sangat terbantu dalam memahami setiap bab dan materi yang ada dalam buku ini.
BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan
Setelah saya membaca dan mencoba memahami setiap pembahasan materi yang ada didalam kedua buku ini ,saya dapat menyimpulkan bahwa pada dasarnya kedua buku ini merupakan buku yang sangat bagus,baik dari segi materi dan pemaparan soalnya .Buku utama yang saya kritik berjudul RANGKAIAN LISTRIK oleh penulis Budiono Mismail lebih menekankan pembahasan yang
terbilang terstruktur dari dasar,sehingga dengan memahami konsep latar belakang masalah yang ada didalam setiap ponit.point materi yang ada dalam buku utama ini pembaca sudah dapat mengerti materinya maupun dalam pengerjaan soalnya. Sedangkan
pada
berjudul RANG KAI AN Ramdhani,ST
buku
pembanding
LI STRI K(E disi
saya
gunakan
Revisi) oleh
buku
yang
penulis Mohamad
pada dasarnya buku ini juga membahas hal yang sama dan tidak
berbeda jauh dengan buku utama hanya saja buku ini lebih menekankan pendalaman materi rangkaian listrik dari
yang
sederhana hingga
yang
kompleks,karena pada dasarnya buku pembanding ini adalah buku ajar atau diktat untuk para mahasiswa jurusan teknik elektro di Sekolah Tinggi Teknologi 19
Komputer Telkom Bandung,jadi otomatis buku ini merupakan revisi dari buku-buku ajar sebelumnya sehingga terus disempurnakan baik dari segi cover,pembahasan,contoh soal dan yang lainnya. 4.2 Saran
Adapun saran yang dapat saya berikan setelah saya membaca dan memahami serta mencoba menemukan kelebihan dan kekurangan yang terdapat didalam kedua buku ini yaitu,sebaiknya kedua buku ini lebih mendapat penyempurnaan dari segi panduan pengerjaan soalnya agar baik pembaca maupun yang lain dapat lebih mudah dalam pengerjaannya dan otomatis cepat memahami materi Rangkaian Listrik ini.
20
DAFTAR PUSTAKA Mismail,Budiono .1995. Rangkaian Listrik.Penerbit ITB. Bandung
Ramdhani, Mohamad.2005. Rangkaian Listrik (Revisi). STTTelkom Bandung
21
