OLEH
PAULINSON RIKI MARPAUNG FIKRI PRATAMADI
5173530022 5173530013
PRODI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN MEDAN, APRIL 2018
KATA PENGANTAR
Pertama-tama penulis mengucapkan puji puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, sebab telah memberikan rahmat dan karuniaNya serta kesehatan kepada penulis, sehingga mampu menyelesaikan critical book rivew “ RANGKAIAN LISTRIK ”. ”. Makalah ini di buat untuk memenuhi salah satu mata kuliah kami yaitu “RANGKAIAN LISTRIK ”. ”. Makalah ini disusun dengan harapan dapat menambah pengetahuan dan wawasan kita semua bertambah. Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Kami mengucapkan banyak terima kasih kepada segenap pembaca. Apabila dalam makalah ini terdapat banyak ban yak kekurangan dan kesalahan, kami mohon maaf karena sesungguhnya manusia itu pasti mempunyai salah. Hanya Maha Kuasa yang paling sempurna, karena ilmu kami belum seberapa banyak. Karena itu kami sangat menantikan saran dan kritik kritik dari pembaca yang sifatnya membangun guna sempurnanya makalah ini. Kami berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca umumnya dan bagi kami khususnya. Atas perhatiannya kami mengucapkan terima kasih .
Medan , april 2018
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR...............................................................................................
DAFTAR ISI ................................................ .............................................................
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................... 1.3 tujuan ................................................................................................................... 1.4 identitas buku ......................................................................................................
BAB II RINGAKASAN BAB Ringkasan bab 1 ........................................................................................................ Ringkasan bab 2 ........................................................................................................ Ringkasan bab 3 ........................................................................................................ Ringkasan bab 4 ........................................................................................................
BAB III PEMBAHASAN 3.1 Kelebihan dan kelemahan buku ..........................................................................
BAB IV PENUTUP 4.1 kesimpulan .......................................................................................................... 4.2 saran ....................................................................................................................
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Rangkaian listrik atau rangkaian elektronik dapat dihubungkan dengan berbagai cara. Dua tipe paling sederhana adalah rangkaian seri dan parallel. Rangkaian yang akan di susun secara sejajar disebut rangakaian seri, sedangkan rangkaian yang disusun secara berderet disebut rangkaian parallel, didalam rangkaian listri juga terdapat bilangan kompleks, arus bolak balik dan sebagainya, CBR ini dilakukan untuk membandingkan dua ta lebih buku yang di mana didalamnya membahas bagian atus keseluruhan yang di pelajari tentang rangkaian listrik. Dan CBR juga dilakukan untuk mengetahui apa saja yang dibahas didalam buku, menetahui kelemahan dan kelebihan buku, serta mengetaghui identitas buku dan mampu meningkaykan kemampuan dalam meringkas dan mengeritik buku/ 1.2.Rumusan Masalah 1. Apa isi dari buku 2. Apa kelemahan buku 3. Apa kelebihan dari buku 1.3. Tujuan a) Mampu meringkas isi buku b) Mengetahui kelemahann buku c) Mengetahui kelebihan buku
1.4. Identitas Buku Judul
: RANGKAIAN LISTRIK
Penulis
: MOHAMAD RAMDHANI, ST.
ISBN
:-
Penerbit
: STTTELKOM
Tahun terbit
: 2005
Kota
: Bandung
BAB I HUKUM HUKUM DASAR Hukum Ohm
Jika sebuah penghantar atau resistansi atau hantaran dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung penghantar tersebut akan muncul beda potensial, atau Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan melintasi berbagai jenis bahan pengantar ada lah berbanding lurus dengan arus yang mengalir melalui bahan tersebut. Secara matematis : V
=
I . R
Hukum Kirchoff I / Kirchoff’s Current Law (KCL)
Jumlah arus yang memasuki suatu percabangan atau node atau simpul samadengan arus yang meninggalkan percabangan atau node atau simpul, dengan kata lain jumlah al jabar semua arus yang memasuki sebuah percabangan atau node atau simpul samadengan nol. Secara matematis : Σ Arus pada satu titik percabangan = 0 Σ Arus yang masuk percabangan = Σ Arus yang keluar percabangan
Dapat diilustrasikan bahwa arus yang mengalir samadengan aliran sungai, dimana pada saat menemui percabangan maka aliran sungai tersebut akan terbagi sesuai proporsinya pada percabangan tersebut. Artinya bahwa aliran sungai akan terbagi sesuai dengan jumlah percabangan yang ada, dimana tentunya jumlah debit air yang masuk akan samadengan jumlah debit air yang keluar dari percabangan tersebut.
Contoh :
∑i
=
i2
i 4 − i1 − i3
+
0
∑ arus i2
+
i4
⋅
=
=
masuk
i1
+
i3
0 =
∑ arus ⋅ keluar
Hukum Kirchoff II / Kirc hoff’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 :
∑V
0
=
Contoh :
Lintasan a-b-c-d-a : V ab
+
− V 1
V bc
+
+
V cd
V 2 − V 3
V 2 − V 1 − V 3
=
+
+
V da
=
0
0=0
0
Lintasan a-d-c-b-a : V ad
+
V dc
+
V cb
+
V ba
V 3 − V 2
+
V 1
+
0=0
V 3 − V 2
+
V 1
=
0
=
0
Hubungan Seri dan Paralel
Secara umum digolongkan menjadi 2 : 1. Hubungan seri Jika salah satu terminal dari dua elemen tersambung, akibatnya arus yang lewat akan sama besar. 2. Hubungan paralel Jika semua terminal terhubung dengan elemen lain dan akibatnya tegangan diantaranya akan sama.
Resistor ( R )
Hubungan seri :
KVL : ∑ V
=
0
V 3 − V
V 1
+
V 2
V
=
V 1
V
=
i( R1 + R2 + R3 )
+
+
V 2
+
V 3
=
0
=
V =
R1 + R2 + R3
i Rek
=
R1 + R2 + R3
iR1
+
iR2
+
iR3
Pembagi tegangan : V 1
=
iR1
V 2
=
iR2
V 3
=
iR3
dim ana : i
=
V R1 + R2 + R3
sehingga : V
1
V2
R1
=
V
R1 + R2 + R3 R2
=
V
R1 + R2 + R3
V3
R3
=
V
R1 + R2 + R3
Hubungan paralel :
KCL :
∑i
=
0
i − i1 − i 2 − i3 i
=
i1
V Rek
+
=
i2 V
R1
+
+
=
0
i3
V R2
+
V R
Kapasitor ( C ) Hubungan seri
∑V
KVL : V 1
+
V 2
V
=
V 1
V
=
1 C ek
+
+
∫
idt
+
∫ idt
C ek
−V
V 2
C 1
=
V 3
+
1
1
0
=
=
=
0
V 3
1 C 2
∫
idt
1
idt C ∫
+
1
1 C 1
+
1 C 2
+
+
1 C 3
1
idt C ∫ 2
1 C 3
Pembagi tegangan : 1 V 1
=
V2
=
V3
=
C 1
∫ idt
1 C 2
1 C 3
∫ idt ∫ idt 1
dim ana → sehingga :
V1
=
V2
=
V3
=
C ek
V
C 1 C ek
V
C 2 C ek C 3
V
V
=
C ek
∫ idt
∫ idt
+
1 C 3
∫ idt
Hubungan paralel :
KCL
∑i
:
=
0
i
− i1 − i 2 − i3
i
=
i1
C ek
C ek
+
i2 =
dt
=
C 1
C 1
+
0
i3
+
dV
=
dV dt
C 2
+
+
C 2
dV dt
+
C3
dV dt
C 3
Pembagi arus : i1
=
i2
=
i3
=
C 1 C 2 C 3
dV dt dV dt dV
dim ana
dt →
i
=
C ek
dV
dV dt
→
dt
i =
C
Induktor ( L ) Hubungan seri :
KVL
: ∑V
V 1
+
V 2
V
=
V 1
V
=
L 1
+ +
+
Lek
+
1
L1
+
=
di
L
+
+
+
di
dt
di
L
+
2
dt
L 3
dt
di
L2
0
V 3
2
L
dt
=
−V
dt =
ek
V 2
di
di
L
V 3
0
=
dt
L 3
di
dt
L3
BAB II METODA ANALISIS RANGKAIAN
Metoda analisis rangkaian sebenarnya merupakan salah satu alat bantu untu k menyelesaikan suatu permasalahan yang muncul dalam menganalisis suatu rangkaian, bilamana konsep dasar atau hukum-hukum dasar seperti Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff tidak dapat menyelesaikan permasalahan pada rangkaian tersebut. Pada bab ini akan dibahas tiga metoda analisis rangkaian yang akan dipakai, yaitu : analisis node, analisis mesh dan analisis arus cabang.
Analisis Node
Sebelum membahas metoda ini ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu pengertian mengenai tentang node. Node atau titik simpul adalah titik pertemuan dari dua atau lebih elemen rangkaian. Junction atau titik simpul utama atau titik percabangan adalah titik pertemuan dari tiga atau lebih elemen rangkaian. Untuk lebih jelasnya mengenai dua pengertian dasar diatas, dapat dimodelkan dengan contoh gambar berikut.
Contoh :
Jumlah node
= 5, yaitu : a, b, c, d, e=f=g=h
Jumlah junction
= 3, yaitu : b, c, e=f=g=h
Analisis node berprinsip pada Hukum Kirchoff I/ KCL dimana jumlah arus yang masuk dan keluar dari titik percabangan akan samadengan nol, dimana tegangan merupakan parameter yang tidak diketahui. Atau analisis node lebih mudah jika pencatunya semuanya adalah sumber arus. Analisis ini dapat diterapkan pada sumber searah/ DC maupun sumber bolak balik/ AC. Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada analisis node, yaitu : Tentukan node referensi sebagai ground / potensial nol. Tentukan node voltage, yaitu tegangan antara node non referensi dan ground. Asumsikan tegangan node yang sedang diperhitungkan lebih tinggi daripada tegangan node manapun, sehingga arah arus keluar dari node tersebut positif. Jika terdapat N node, maka jumlah node voltage adalah (N-1). Jumlah node voltage ini akan menentukan banyaknya persamaan yang dihasilkan.
Analisis Mesh atau Arus Loop
Arus loop adalah arus yang dimisalkan mengalir dalam suatu loop (lintasan tertutup). Arus loop sebenarnya tidak dapat diukur (arus permisalan). Berbeda dengan analisis node, pada analisis ini berprinsip pada Hukum Kirchoff II/ KVL dimana jumlah tegangan pada satu lintasan tertutup samadengan nol atau arus merupakan parameter yang tidak diketahui. Analisis ini dapat diterapkan pada rangkaian sumber searah/ DC maupun sumber bolak-balik/ AC. Hal-hal yang perlu diperhatikan : Buatlah pada setiap loop arus asumsi yang melingkari loop. Pengambilan arus loop terserah kita yang terpenting masih dalam satu lintasan tertutup. Arah arus dapat searah satu sama lain ataupun berlawanan baik searah jarum jam maupun berlawanan dengan arah jarum jam.
Biasanya jumlah arus loop menunjukkan jumlah persamaan arus yang terjadi. Metoda ini mudah jika sumber pencatunya adalah sumber tegangan. Jumlah persamaan = Jumlah cabang – Jumlah junction + 1
Analisis Arus Cabang
Arus cabang adalah arus yang benar-benar ada (dapat diukur) yang mengalir pada suatu cabang. Artinya arus cabang adalah arus yang sebenarnya mengalir pada percabangan tersebut. Arti cabang : Mempunyai satu elemen rangkaian Bagian rangkaian dengan dua terminal dengan arus yang sama Jumlah persamaan = Jumlah arus cabang yang ada
BAB III TEOREMA RANGKAIAN Teorema Superposisi
Pada teorema ini hanya berlaku untuk rangkaian yang bersifat linier, dimana rangkaian linier adalah suatu rangkaian dimana persamaan yang muncul akan memenuhi jika y = kx, dimana k = konstanta dan x = variabel. Dalam setiap rangkaian linier dengan beberapa buah sumber tegangan/ sumber arus dapat dihitung dengan cara : Menjumlah aljabarkan tegangan/ arus yang disebabkan tiap sumber independent/ bebas yang bekerja sendiri, dengan semua sumber tegangan/ arus independent/ bebas lainnya diganti dengan tahanan dalamnya. Pengertian dari teorema diatas bahwa jika terdapat n buah sumber bebas maka dengan teorema superposisi samadengan n buah keadaan rangkaian yang dianalisis, dimana nantinya n buah keadaan tersebut akan dijumlahkan. Jika terdapat beberapa buah sumber tak bebas maka tetap saja teorema superposisi menghitung untuk n buah keadaan dari n buah sumber yang bebasnya. Rangkaian linier tentu tidak terlepas dari gabungan rangkaian yang mempunyai sumber independent atau sumber bebas, sumber dependent / sumber tak bebas linier (sumber dependent arus/ tegangan sebanding dengan pangkat satu dari tegangan/ arus lain, atau sebanding dengan jumlah pangkat satu besaran -besaran tersebut) dan elemen resistor ( R ), induktor ( L ), dan kapasitor ( C ).
Teorema Substitusi
Pada teorema ini berlaku bahwa : Suatu komponen atau elemen pasif yang dilalui oleh sebuah arus yang mengalir (sebesar i) maka pada komponen pasif tersebut dapat digantikan dengan sumber tegangan V s yang mempunyai nilai yang sama saat arus tersebut melalui komponen pasif tersebut. Jika pada komponen pasifnya adalah sebuah resistor sebesar R, maka sumber tegangan penggantinya bernilai Vs = i.R dengan tahanan dalam dari sumber tegangan tersebut samadengan nol.
Teorema Thevenin
Pada teorema ini berlaku bahwa : Suatu rangkaian listrik dapat disederhanakan dengan hanya terdiri dari satu buah sumber tegangan yang dihubungserikan dengan sebuah tahanan ekivelennya pada dua terminal yang diamati. Tujuan sebenarnya dari teorema ini adalah untuk menyederhanakan analisis rangkaian, yaitu membuat rangkaian pengganti yang berupa sumber tegangan yang dihubungkan seri dengan suatu resistansi ekivalennya.
Pada gambar diatas, dengan terorema substitusi kita dapat melihat rangkaian sirkit B dapat diganti dengan sumber tegangan yang bernilai sama saat arus melewati sirkit B pada dua terminal yang kita amati yaitu terminal a-b.
Setelah kita dapatkan rangkaian substitusinya, maka dengan menggunakan teorema superposisi didapatkan bahwa : 1.
Ketika sumber tegangan V aktif/bekerja maka rangkaian pada sirkit linier A tidak aktif (semua sumber bebasnya mati diganti tahanan dalamnya), sehingga didapatkan nilai resistansi ekivelnnya.
2.
Ketika sirkit linier A aktif/bekerja maka pada sumber tegangan bebas diganti dengan tahanan dalamnya yaitu nol atau rangkaian short circuit .
Transformasi Y 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 - . 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 ) dan daya transformator (KVA) tidak tergantung dari hubungan L-L
belitannya. Akan tetapi tegangan fasa netral (V
) serta arus dari masing-masing transformator
L-N
tergantung pada hubungan belitannya.
BAB IV DASAR – DASAR AC
Konsep Phasor
Phasor adalah bilangan kompleks yang merepresentasikan besaran atau magnitude dan phasa gelombang sinusoidal. Phasor biasanya dinyatakan dengan sebuah notasi pada domain frekuensi yang hanya terdiri dari besaran dan phasa. Formula Euler : jωt jωt + j Im e jωt = cos ωt + j sin ωt = Re e e e
− jωt
[ ] [ ] = cos ωt − j sin ωt = Re[e ]− j Im[e ] − jωt
− jωt
Sebagai contoh : v(t ) = V m cos(ωt + θ ) Volt dalam domain waktu Formula Euler : v
=
[
jθ jωt Re V m e e
] = V e m
jθ
Volt
Notasi phasor : V (ω ) = V m ∠θ Volt dalam domain frekuensi Bilangan Kompleks Bilangan yang terdiri dari harga real (nyata) dan harga imajiner (khayal) Contoh : z = x + jy
dimana j
=
− 1 atau j 2
Grafik bilangan kompleks
=
−1
:
Bentuk-bentuk bilangan kompleks 1. Bentuk Kartesian / Rectanguler z = x + jy 2. Bentuk Polar z = r ∠θ dim ana : x
=
r cosθ
→
r
=
x 2
:
+ y
2
y
=
r sin θ
→θ =
tan −1
y x
3. Bentuk Eksponensial jθ z = re dim ana: x + jy = r cosθ 4. Bentuk Trigonometri z = r (cos θ + j sin θ )
+ jr sin θ =
r (cosθ
+ j sin θ ) =
re
jθ
A. KELEBIHAN
Pada buku ini terdapat banyak soal soal untuk dikerjakan Penulisan buku sangat rapi Gambar gambar rangkaian yg sangat jelas
B. KEKURANGAN
Penjelasan dari pengerjaan contoh soal kurang jelas Bahasa yang digunakan cukup sulit untuk dimengerti
A. Kesimpulan
Buku ini cocok untuk dijadikan referensi dalam pengerjaan soal soal karena banyak latihan soal yang terdapat pada buku ini. Dan untuk teorinya masih kurang lengkap karna masih terdapat kekurangan.
B. Saran Saran kami untuk buku ini adalah dalam pembahasan contoh soal sebaiknya dijelaskan secara detail, tidak terlalu singkat dan penggunaan bahasa lalu teori materinya sebaiknya lebih diperlengkap
DAFTAR PUSTAKA
RANGKAIAN LISTRIK, MOHAMAD RAMDHANI, ST., 2005