Gaya Gerak Listrik (GGL)

1
Gaya Gerak Listrik (GGL)

• Tinjau suatu rangkaian tertutup
• Sumber GGL mempunyai hambatan dalam r, sehingga
  beda potensial/tegangan antara kutub A dan B
  dapat dituliskan sebagai
• Oleh karenanya untuk muatan-muatan
  melingkari rangkaian. Jika r 0, ggl menjadi ggl
  ideal

2
GGL

• Bayangkan kita bergerak melewati baterei dari
  a ke b dan mengukur potensial listrik pada
  beberapa titik. Seiring kita bergerak dari
  terminal positif ke terminal negatif, potensial
  bertambah sejumlah ?. Tetapi begitu kita melewati
  hambatan dalam r, potensial berkurang sejumlah
  Ir, dimana I adalah arus dalam rangkaian.

3
RANGKAIAN LISTRIK
Pada potongan rangkaian AD, arus mengalir dari A
menuju D, jadi VAD gt0 Arus I mengambil daya dari
baterei e1 , memberi daya dari baterei e2 dan
R VAD VAB VBC VCD VAD -e1 e2IR VAD IR
(e1 e2)
VAD ?IR - ?e E positif jika arah hitungan dari
ke
4
Kuat arus dalam suatu rangkaian

• Kuat arus dalam rangkaian tidak bercabang.

5
Hukum Kirchoff
6
Hukum I Kekekalan muatan
Pada dasarnya, arus adalah aliran muatan. Karena
muatan kekal, maka jumlah arus yang masuk kesuatu
titik cabang pada rangkaian sama dengan jumlah
arus yang meninggalkannya.
I1 I2 I3
7

• Kuat arus dalam rangkaian bercabang

Hukum I Kirchoff Jumlah kuat arus yang masuk
pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah
kuat arus yang keluar dari titik itu.
Itotal I1I2
Pada contoh diatas
8
Hukum II KirchoffKekekalan Energi
Pada baterai, tegangan di kutub positif selalu
lebih tinggi dari tegangan di kutub negatif. Arus
di luar baterai mengalir dari kutub positif ke
kutub negatif Di dalam baterai, arus mengalir
dari kutub negatif ke kutub positif. Aliran
muatan ini menggunakan energi kimiawi
baterai Jadi arus luar akan mengambil daya dari
baterai
9
Hk Kirchoff untuk loop
VAA ?IR - ?e VAA 0
?IR - ?e 0 ?IR ?e
Hukum kekekalan muatan tetap berlaku
?I di titik cabang 0
10
Arus dalam loop tunggal

• Tinjau rangkaian satu loop di atas, yang terdiri
  dari satu sumber ggl dan sebuah resistor R.
  Dalam waktu dt sejumlah energi i2Rdt muncul pada
  resistor sebagai energi dalam. Dalam waktu
  bersamaan suatu muatan
• dq idt bergerak melewati sumber ggl, dan
  sumber ini melakukan usaha pada muatan ini
  sebesar

11
Arus dalam loop tunggal

• Dari prinsip kekekalan energi
• Sehingga diperoleh

12
Hukum II Kirchhoff

• Hukum II Kirchhoff Jumlah aljabar dari
  perubahan potensial yang dilalui dalam suatu
  rangkaian tertutup adalah nol.
• Tinjau rangkaian di atas. Mulai dari titik a
  dengan potensial Va, dan bergerak searah dengan
  arah jarum jam. Dalam resistor terdapat perubahan
  potensial iR. Tanda minus karena bagian atas
  resistor memiliki potensial lebih tinggi
  dibanding bagian bawah. Kemudian bertemu dengan
  baterei dari bawah ke atas dengan potensial yang
  meningkat . Jumlah dari perubahan potensial
  ini ditambah dengan Va haruslah menghasilkan Va
  juga.

? ?V 0
13
Hukum II Kirchoff

• Diperoleh
• Sehingga
• (Hukum II Kirchhoff)
• Ketentuan dalam menerapkan Hk. II Kirchhoff
• Jika resistor dilewati searah dengan arah arus,
  perubahan potensial adalah - iR, sebaliknya
  adalah iR.
• Jika resisitor dilewati dari kutub negatif ke
  kutub positif, perubahan potensial adalah ,
  sebaliknya adalah - .

2
1
14
Kirchhoffs Law

• There are TWO laws
• Kirchhoffs Current Law
• 1. Kirchhoffs Current Law (KCL) states that the
  net current entering a node is the same as the
  net current leaving that node. Therefore, the
  algebraic sum of all currents at any node in a
  circuit is equal to zero.
• ? I entering a
  node ? I leaving a node

15
Kirchhoffs Law

• 2. Kirchhoffs Voltage Law (KVL) states that the
  algebraic sum of all the voltages around any
  closed path in a circuit is equal to zero. That
  is, the net sum of voltages across active
  components is the same as the net sum of voltages
  across passive components.

SV in a closed loop 0 Vs V1 V2 V3 0 Vs
V1 V2 V3
16
The Voltage-Divider Rule
17
The Current-Divider Rule
18
Contoh Rangkaian Listrik

• Tinjau rangkaian berikut

19
Contoh Rangkaian Listrik
20
Contoh Rangkaian Listrik
21
Contoh soal

• Suatu loop tunggal terdiri dari 2 resistor dan 2
  baterei seperti pada gambar.
• Hitunglah arus listrik dalam rangkaian.
• b) Tentukan daya listrik pada masing-masing
  resistor.

22
Contoh soal

• Tentukan arus I1, I2 dan I3 dari rankaian berikut.

Ada 3 variable yang tidak diketahui. ?
dibutuhkan 3 persamaan
23
Contoh soal-2

• Bagi pers. (3) dengan 2 dan kemudian diatur lagi
• Kurangi pers. (4) dengan pers. (5) kemudian
  eliminasi I2
• Masukkan I1 ke pers. (5) untuk memperoleh I2
• Akhirnya diperoleh I3

24
(No Transcript)
25
Hitung i1, i2 dan i3!