MODUL 3




MODUL 3

HUKUM OHM, MESH


1. Pendahuluan[Kembali]

Analisis rangkaian listrik merupakan bagian fundamental dalam bidang teknik elektro, karena menjadi dasar untuk memahami bagaimana arus dan tegangan bekerja dalam sistem kelistrikan. Dalam praktiknya, berbagai hukum dan metode analisis digunakan untuk mengevaluasi performa rangkaian, menentukan nilai arus dan tegangan pada titik-titik tertentu, serta menyederhanakan bentuk rangkaian agar lebih mudah dipahami.

Salah satu dasar utama adalah Hukum Ohm, yang menyatakan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatan. Hukum ini memberikan dasar hubungan antara tegangan (V), arus (I), dan hambatan (R).

Analisis Mesh adalah metode sistematis untuk menghitung arus dalam loop-loop tertutup rangkaian dengan menggunakan KVL, sedangkan Analisis Nodal digunakan untuk menentukan tegangan di titik-titik simpul dalam rangkaian menggunakan KCL. Kedua metode ini sering digunakan untuk menyederhanakan pemecahan sistem persamaan dalam rangkaian kompleks.

Dengan memahami dan menerapkan hukum-hukum serta metode di atas, diharapkan mahasiswa mampu menganalisis rangkaian listrik dengan lebih efisien, akurat, dan sistematis.


2. Tujuan[Kembali]

1. Dapat memahami prinsip Hukum Ohm.

2. Dapat membuktikan Hukum Krichoff 1 dan 2 ddengan teorema mesh

3. Dapat membuktikan perhitungan arus dengan menggunakan Teorema Mesh.

                                                

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. Module



2. DC Power Supply


3. Multimeter


4. voltmeter (Model 2011)


5. Amperemeter (Model 2011)


6. Jumper



4. Dasar Teori[Kembali]

A. Hukum Ohm

Hukum Ohm pada dasarnya adalah hukum yang menjelaskan mengenai kaitan antara tegangan atau beda potensial, arus listrik, serta hambatan di dalam rangkaian listrik. Jadi Hukum Ohm ini adalah hukum dasar yang menjelaskan bahwa arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar sebanding dengan tegangan yang didapatkannya, tetapi arus berbanding terbalik dengan hambatan. Arus listrik dapat mengalir melalui penghantar disebabkan karena adanya perbedaan tegangan atau beda potensial yang ada di antara dua titik di dalam penghantar. 

Bunyi Hukum Ohm :

Bunyi hukum Ohm yang dipaparkan oleh George Simon Ohm antara lain: 

“Besarnya arus listrik  yang mengalir pada suatu penghantar akan sebanding dengan tegangannya, dalam suhu yang tetap.” 

Dari pernyataan tersebut maka dapat dikatakan bahwa perbandingan antara tegangan dengan arus listrik disebut dengan hambatan.


B. Hukum Kirchoff

Hukum Kirchhoff ditemukan oleh Gustav Robert Kirchhoff yang merupakan ahli fisika asal Jerman. Kirchhoff menjelaskan hukumnya tentang kelistrikan ke dalam dua bagian, yaitu Hukum I Kirchhoff dan Hukum II Kirchhoff.  

Hukum I Kirchhoff

Hukum ini merupakan hukum kekekalan muatan listrik yang menyatakan bahwa jumlah muatan listrik yang mengalir tidaklah berubah. Jadi, pada suatu percabangan, laju muatan listrik yang menuju titik cabang sama besarnya dengan laju muatan yang meninggalkan titik cabang itu. Nah, di fisika, laju muatan listrik adalah kuat arus listrik. Oleh karena itu, bunyi Hukum I Kirchhoff lebih umum ditulis: 

"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).


Gambar 3.1 Hukum Kirchoff 

besar kuat arus total yang melewati titik percabangan a secara matematis dinyatakan 

Σ Imasuk = Σ Ikeluar 

yang besarnya adalah 

I1 = I2 + I3.

 

Hukum II Kirchhoff

Hukum ini berlaku pada rangkaian yang tidak bercabang yang digunakan untuk menganalisis beda potensial (tegangan) pada suatu rangkaian tertutup. Hukum II Kirchhoff biasa disebut Hukum Tegangan Kirchhoff atau Kirchhoff’s Voltage Law (KVL). 


Gambar 3.2 KVL

Bunyi Hukum II Kirchhoff adalah:

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

Versi lain Hukum II Kirchhoff, yaitu pada rangkaian tertutup, berbunyi: jumlah aljabar GGL (ε) dan jumlah penurunan tegangan (IR) sama dengan nol. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai: Σ ε+Σ IR = 0.


C. Teorema Mesh

Gambar 4.3. Rangkaian Arus Mesh

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.

Komentar

Posting Komentar