Sabtu, 15 September 2012

hukum-hukum sirkuit kirchoff

Hukum-hukum Sirkuit Kirchhoff adalah dua persamaan yang membahas kekekalan muatan dan energi dalam sirkuit listrik, dan pertama dijabarkan pada tahun 1845 oleh Gustav Kirchhoff. Hukum-hukum ini juga sering disebut sebagai Hukum Kirchhoff (lihat juga hukum Kirchhoff untuk arti lain) dan seringkali digunakan dalam teknik elektro
Kedua hukum sirkuit ini dapat diturunkan dari persamaan Maxwell, tapi Kirchhoff ada sebelum Maxwell dan menggunakan pekerjaan dari Georg Ohm untuk menghasilkan hukumnya.

Hukum Arus Kirchhoff

Arus yang memasuki titik percabangan sama besar dengan arus yang meninggalkan titik tersebut.i₁ + i₄ = i₂ + i₃

Hukum ini juga disebut Hukum I Kirchhoff, Hukum titik Kirchhoff, Hukum percabangan Kirchhoff, atau KCL (Kirchhoff's Current Law).
Prinsip dari kekekalan muatan listrik mengatakan bahwa:

Pada setiap titik percabangan dalam sirkuit listrik, jumlah dari arus yang masuk kedalam titik itu sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut.

atau

Jumlah total arus pada sebuah titik adalah nol.

Mengingat bahwa arus adalah besaran bertanda (positif atau negatif) yang menunjukan arah arus tersebut menuju atau keluar dari titik, maka prinsip ini bisa dirumuskan menjadi :

$\sum_{k=1}^n {I}_k = 0$

n adalah jumlah cabang dengan arus yang masuk atau keluar terhadap titik tersebut.
Persamaan ini juga bisa digunakan untuk arus kompleks:

$\sum_{k=1}^n \tilde{I}_k = 0$

Hukum ini berdasar pada kekekalan muatan, dengan muatan (dalam satuan coulomb) adalah hasil kali dari arus (ampere) dan waktu (detik).

Padat muatan berubah

Hukum pertama Kirchhoff hanya dapat digunakan jika padat muatan konstan. Anggap arus masuk ke dalam sebuah lempeng dari kapasitor. Jika ada permukaan tertutup di sekitar satu (hanya satu dari dua) lempeng tersebut, arus masuk melalui permukaan tapi tidak keluar, maka kasus ini melanggar hukum pertama Kirchhoff. Namun, arus yang melalui suatu permukaan yang melingkupi seluruh kapasitor (kedua lempeng) akan memenuhi hukum pertama Kirchhoff karena arus yang masuk ke dalam salah satu lempeng akan sama besar dengan arus yang keluar dari lempeng satunya, dan biasanya dalam analisis sirkuit hanya itu yang diperhitungkan, namun masalah akan muncul jika yang dilihat hanya satu lempeng. Contoh kasus lain dimana hukum ini tidak bekerja adalah arus pada antena. Karena pada antena, arus masuk ke dalam antena dari transmitter, tapi tidak ada arus yang keluar dari ujung lainnya.
Maxwell memperkenalkan konsep arus perpindahan untuk menjelaskan kasus-kasus tersebut. Arus yang masuk ke dalam lempeng kapasitor sama dengan kecepatan akumulasi muatan maka juga sama dengan kecepatan perubahan fluks listrik karena muatan tersebut (fluks listrik juga menggunakan satuan coulomb seperti muatan listrik dalam satuan SI). Kecepatan perubahan fluks inilah, $\psi \$ , yang disebut Maxwell sebagai arus perpindahan $I_\mathrm D$ dan disatukan dengan rumus

$I_\mathrm D = \frac {d \psi}{d t}$

Jika arus perpindahan digunakan, maka hukum pertama kirchhoff dapat berlaku kembali. Arus perpindahan bukanlah arus sebenarnya karena bukan berupa muatan yang bergerak, arus perpindahan hanyalah faktor koreksi untuk membuat hukum pertama Kirchhoff berlaku. Dalam kasus lempeng kapasitor, arus sebenarnya yang masuk ke dalam lempeng tersebut dihilangkan dengan jumlah yang sama oleh arus perpindahan yang meninggalkan lempeng tersebut dan menuju lempeng satunya.
Hal ini juga bisa dituliskan dengan menggunakan besaran medan vektor dengan menggunakan divergensi dari Hukum Ampère dan koreksi yang diberikan Maxwell, serta menggabungkan dengan hukum Gauss, menghasilkan:

$\nabla \cdot \mathbf{J} = -\nabla \cdot \frac{\partial \mathbf{D}}{\partial t} = -\frac{\partial \rho}{\partial t}$

Persamaan ini adalah persamaan kekekalan muatan (dalam bentuk integral, persamaan ini menyatakan bahwa jumlah arus yang keluar dari satu permukaan tertutup sama dengan kecepatan berkurangnya muatan dalam ruang yang ditutupi oleh permukaan tersebut (teorema divergensi).

Penggunaan

Hukum Kirchhoff dapat digunakan dengan matrix dan merupakan dasar dari hampir semua program simulasi sirkuit, seperti SPICE.

Hukum tegangan Kirchhoff

Jumlah dari semua tegangan di sekitar loop (putaran) sama dengan nol. v₁ + v₂ + v₃ - v₄ = 0

Hukum ini juga disebut sebagai Hukum kedua kirchhoff, Hukum loop (putaran) Kirchhoff, dan KVL (Kirchhoff's Voltage Law).
Prinsip kekekalan energi mengatakan bahwa

Jumlah terarah (melihat orientasi tanda positif dan negatif) dari [[beda potensial] listrik (tegangan) di sekitar sirkuit tertutup sama dengan nol.

atau

secara lebih sederhana, jumlah dari emf dalam lingkaran tertutup ekivalen dengan jumlah turunnya potensial pada lingkaran itu.

atau

Jumlah hasil kali resistansi konduktor dan arus pada konduktor dalam lingkaran tertutup sama dengan total emf yang ada dalam lingkaran (loop) itu.

Mirip dengan hukum pertama Kirchhoff, dapat ditulis sebagai:

$\sum_{k=1}^n V_k = 0$

Disini, n adalah jumlah tegangan listrik yang diukur. Tegangan listrik ini juga bisa berbentuk kompleks:

$\sum_{k=1}^n \tilde{V}_k = 0$

Hukum ini berdasarkan kekekalan "energi yang diserap atau dikeluarkan medan potensial" (tidak termasuk energi yang hilang karena disipasi). Diberikan sebuah tegangan listrik, suatu muatan tidak mendapat atau kehilangan energi setelah berputar dalam satu lingkaran sirkuit karena telah kembali ke potensial awal.
Hukum ini tetap berlaku walaupun resistansi (yang mengakibatkan disipasi energi) ada dalam sirkuit. Validitas hukum ini dalam kasus tadi dapat dimengerti dengan menyadari bahwa muatan tidak kembali ke tempat asalnya karena ada disipasi energi. Pada terminal negatif, muatan sudah hilang. Artinya energi yang diberikan oleh beda potensial sudah terpakai seluruhnya oleh resistansi yang mengubah energi tadi menjadi disipasi panas.

Medan listrik dan potensial listrik

Hukum kedua Kirchhoff dapat dianggap sebagai konsekuensi prinsip kekekalan energi.
Mengingat bahwa potensial listrik didefinisikan sebagai integral garis terhadap medan listrik, hukum kedua Kirchhoff dapat dituliskan sebagai

$\oint_C \mathbf{E} \cdot d\mathbf{l} = 0,$

yang menyatakan bahwa integral garis medan listrik di sekitar lingkaran tertutup (loop) C adalah nol.
Untuk mengembalikannya ke bentuk khusus, integral ini dapat dipisah-pisah untuk mendapatkan tegangan pada komponen tertentu.mponents.

Keterbatasan

Hukum ini adalah penyederhanaan dari Hukum Induksi Faraday untuk kasus khusus dimana tidak ada fluktuasi medan magnet yang menyambungkan lingkaran tertutup (loop). Maka hukum ini cukup untuk menghitung sirkuit yang hanya berisi resistor dan kapasitor.

bentuk arus listrik secara fisika

Fisika

Arus yang mengalir masuk suatu percabangan sama dengan arus yang mengalir keluar dari percabangan tersebut. $i_1 + i_4 = i_2 + i_3$ ^[5]

Untuk arus yang konstan, besar arus $I$ dalam Ampere dapat diperoleh dengan persamaan:

$I = \frac{Q}{t},$

di mana $I$ adalah arus listrik, $Q$ adalah muatan listrik, dan $t$ adalah waktu (time).
Sedangkan secara umum, arus listrik yang mengalir pada suatu waktu tertentu adalah:^[6]

$I = \frac{dQ}{dt}.$

Dengan demikian dapat ditentukan jumlah total muatan yang dipindahkan pada rentang waktu 0 hingga $t$ melalui integrasi:^[5]

$Q = \int dQ = \int_0^t{i}\ dt.$

Sesuai dengan persamaan di atas, arus listrik adalah besaran skalar karena baik muatan $Q$ maupun waktu $t$ merupakan besaran skalar.^[5] Dalam banyak hal sering digambarkan arus listrik dalam suatu sirkuit menggunakan panah,^[5] salah satunya seperti pada diagram di atas. Panah tersebut bukanlah vektor dan tidak membutuhkan operasi vektor.^[5] Pada diagram di atas ditunjukkan arus mengalir masuk melalui dua percabangan dan mengalir keluar melalui dua percabangan lain. Karena muatan listrik adalah kekal maka total arus listrik yang mengalir keluar haruslah sama dengan arus listrik yang mengalir ke dalam^[5] sehingga $i_1 + i_4 = i_2 + i_3$ . Panah arus hanya menunjukkan arah aliran sepanjang penghantar, bukan arah dalam ruang.^[5]

Arah arus

Definisi arus listrik yang mengalir dari kutub positif (+) ke kutub negatif (-) baterai (kebalikan arah untuk gerakan elektronnya)^[5]

Pada diagram digambarkan panah arus searah dengan arah pergerakan partikel bermuatan positif (muatan positif) atau disebut dengan istilah arus konvensional.^[7] Pembawa muatan positif tersebut akan bergerak dari kutub positif baterai menuju ke kutub negatif.^[5] Pada kenyataannya, pembawa muatan dalam sebuah penghantar listrik adalah partikel-partikel elektron bermuatan negatif yang didorong oleh medan listrik mengalir berlawan arah dengan arus konvensional.^[5] Sayangnya, dengan alasan sejarah, digunakan konvensi berikut ini:^[5]

Panah arus digambarkan searah dengan arah pergerakan seharusnya dari pembawa muatan positif, walaupun pada kenyataannya pembawa muatan adalah muatan negatif dan bergerak pada arah berlawanan.^[5]

Konvensi demikian dapat digunakan pada sebagian besar keadaan karena dapat diasumsikan bahwa pergerakan pembawa muatan positif memiliki efek yang sama dengan pergerakan pembawa muatan negatif.^[5]

Rapat arus

Rapat arus (bahasa Inggris: current density) adalah aliran muatan pada suatu luas penampang tertentu di suatu titik penghantar.^[5] Dalam SI, rapat arus memiliki satuan Ampere per meter persegi (A/m²).^[5]

$I = \int\mathbf{J} \cdot d\mathbf{A},$

di mana $I$ adalah arus pada penghantar, vektor J adalah rapat arus yang memiliki arah sama dengan kecepatan gerak muatan jika muatannya positif dan berlawan arah jika muatannya negatif, dan dA adalah vektor luas elemen yang tegak lurus terhadap elemen.^[5] Jika arus listrik seragam sepanjang permukaan dan sejajar dengan dA maka J juga seragam dan sejajar terhadap dA sehingga persamaan menjadi:^[5]

$I = \int J\ dA = J \int dA = JA,$

maka

$J = \frac{I}{A},$

di mana $A$ adalah luas penampang total dan $J$ adalah rapat arus dalam satuan A/m².^[5]

Kelajuan hanyutan

Saat sebuah penghantar tidak dilalui arus listrik, elektron-elektron di dalamnya bergerak secara acak tanpa perpindahan bersih ke arah mana pun juga.^[5] Sedangkan saat arus listrik mengalir melalui penghantar, elektron tetap bergerak secara acak namun mereka cenderung hanyut sepanjang penghantar dengan arah berlawanan dengan medan listrik yang menghasilkan aliran arus.^[5] Tingkat kelajuan hanyutan (bahasa Inggris: drift speed) dalam penghantar adalah kecil dibandingkan dengan kelajuan gerak-acak, yaitu antara 10^-5 dan 10^-4 m/s dibandingkan dengan sekitar 10⁶ m/s pada sebuah penghantar tembaga.^[5]

energi potensial beserta contoh

Energi potensial adalah energi yang memperngaruhi benda karena posisi (ketinggian) benda tersebut yang mana kecenderungan tersebut menuju tak lain terkait dengan arah dari gaya yang ditimbulkan dari energi potensial tersebut. Satuan SI untuk mengukur usaha dan energi adalah Joule (simbol J).
Sebutan "energi potensial" pertama kali dikemukakan oleh seorang teknik dan fisikawan berkebangsaan Skotlandia, William Rankine.^[1]^[2]

Contoh

Contoh sederhana energi ini adalah jika seseorang membawa suatu batu ke atas bukit dan meletakkannya di sana, batu tersebut akan mendapat energi potensial gravitasi. Jika kita meregangkan suatu pegas, kita dapat mengatakan bahwa pegas tersebut membesar & memanjang berarti pegas tersebut mendapatkan energi potensial elastik.
Berbagai jenis energi dapat dikelompokkan sebagai energi potensial. Setiap bentuk energi ini dihubungkan dengan suatu jenis gaya tertentu yang bekerja terhadap sifat fisik tertentu suatu materi (seperti massa, muatan, elastisitas, suhu, dll). Energi potensial gravitasi dihubungkan dengan gaya gravitasi yang bekerja terhadap massa benda; energi potensial elastik terhadap gaya elastik yang bekerja terhadap elastisitas objek yang berubah bentuk; energi potensial listrik dengan gaya Coulomb; gaya nuklir kuat atau gaya nuklir lemah yang bekerja terhadap muatan elektrik pada objek; energi potensial kimia, dengan potensial kimia pada suatu konfigurasi atomik atau molekular tertentu yang bekerja terhadap struktur atomik atau molekular zat kimia yang membentuk objek dan juga energi potensial termal dengan gaya elektromagnetik yang berhubungan dengan suhu objek.

Energi potensial elastis

Pegas digunakan untuk menyimpan energi potensial elastis

Artikel utama untuk bagian ini adalah: Energi potensial elastis

Energi potensial elastis adalah energi potensial dari sebuah benda elastis (contohnya adalah busur panah) yang mengalami perubahan bentuk karena adanya tekanan atau kompresi. Akibatnya adalah akan ditimbulkannya gaya yang akan berusaha untuk mengembalikan bentuk benda tersebut ke bentuk awalnya. Jika tekanan/renggangan ini dilepas, maka energi ini akan berpindah menjadi energi kinetik.

Kalkulasi dari energi potensial elastis

Energi potensial elastis tersimpan di dalam pegas yang direnggangkan dapat dihitung dengan menemukan usaha yang diperlukan untuk merenggangkan pegas tersebut sejauh x dari panjang asli pegas sebelum direnggangkan:

$U_e = -\int\vec{F}\cdot d\vec{x}$

sebuah pegas ideal akan mengikuti aturan Hukum Hooke:

${F = -k x}\,$

Usaha yang dilakukan (dan energi potensial yang tersimpan) dapat dinyatakan dalam:

$U_e = -\int\vec{F}\cdot d\vec{x}=-\int {-k x}\, dx = \frac {1} {2} k x^2.$

Satuannya adalah Joule.
Persamaan ini sering digunakan dalam perhitungan posisi kesetimbangan mekanis. Persamaan lainnya dapat dilihat di energi potensial elastis.

rangkaian seri dan pararel beserta gambar

Rangkaian seri dan paralel

Dari Wikipedia bahasa Indonesia,

Contoh rangkaian paralel

Contoh rangkainan seri

Rangkaian Seri adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara sejajar (seri). Baterai dalam senter umumnya disusun dalam rangkaian seri.
Rangkaian Paralel adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara berderet (paralel). Lampu yang dipasang di rumah umumnya merupakan rangkaian paralel. Rangakain listrik paralel adalah suatu rangkaian listrik, di mana semua input komponen berasal dari sumber yang sama. Semua komponen satu sama lain tersusun paralel. Hal inilah yang menyebabkan susunan paralel dalam rangkaian listrik menghabiskan biaya yang lebih banyak (kabel penghubung yang diperlukan lebih banyak). Selain kelemahan tersebut, susunan paralel memiliki kelebihan tertentu dibandingkan susunan seri. Adapun kelebihannya adalah jika salah satu komponen dicabut atau rusak, maka komponen yang lain tetap berfungsi sebagaimana mestinya
Gabungan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel disebut rangkaian seri-paralel (kadang disebut sebagai rangkaian campuran).

Resistor

Rangkaian seri

$R_\mathrm{total} = R_1 + R_2 + \cdots + R_n$

Jumlah hambatan total rangkaian seri sama dengan jumlah hambatan tiap- tiap komponen (resistor).

Rangkaian paralel

$\frac{1}{R_\mathrm{total}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \cdots + \frac{1}{R_n}$ .

Jumlah kebalikan hambatan total rangkaian paralel sama dengan jumlah dari kebalikan hambatan tiap- tiap komponen (resistor).

macam-macam kabel instalasi dalam dunia listrik

Ø Kabel NYA

Kabel NYA berinti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC, untuk instalasi luar/kabel udara. Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam. Kabel tipe ini umum dipergunakan di perumahan karena harganya yang relatif murah. Lapisan isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat, tidak tahan air (NYA adalah tipe kabel udara) dan mudah digigit tikus.

Agar aman memakai kabel tipe ini, kabel harus dipasang dalam pipa/conduit jenis PVC atau saluran tertutup. Sehingga tidak mudah menjadi sasaran gigitan tikus, dan apabila ada isolasi yang terkelupas tidak tersentuh langsung oleh orang.

Ø Kabel NYM

Kabel NYM memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYM memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat keamanannya lebih baik dari kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA). Kabel ini dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam.

Ø Kabel NYAF

Kabel NYAF merupakan jenis kabel fleksibel dengan penghantar tembaga serabut berisolasi PVC. Digunakan untuk instalasi panel-panel yang memerlukan fleksibelitas yang tinggi.

Ø Kabel NYY

Kabel NYY memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYY dipergunakan untuk instalasi tertanam (kabel tanah), dan memiliki lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM (harganya lebih mahal dari NYM). Kabel NYY memiliki isolasi yang terbuat dari bahan yang tidak disukai tikus.

Ø Kabbel NYFGbY
Kabel NYFGbY ini digunakan untuk instalasi bawah tanah, di dalam ruangan di dalam saluran-saluran dan pada tempat-tempat yang terbuka dimana perlindungan terhadap gangguan mekanis dibutuhkan, atau untuk tekanan rentangan yang tinggi selama dipasang dan dioperasikan.

Ø Kabel ACSR

Kabel ACSR merupakan kawat penghantar yang terdiri dari aluminium berinti kawat baja.Kabel ini digunakan untuk saluran-saluran transmisi tegangan tinggi, dimana jarak antara menara/tiang berjauhan, mencapai ratusan meter, maka dibutuhkan kuat tarik yang lebih tinggi, untuk itu digunakan kawat penghantar ACSR.

Ø Kabel AAAC

Kabel ini terbuat dari aluminium-magnesium-silicon campuran logam, keterhantaran elektris tinggi yang berisi magnesium silicide, untuk memberi sifat yang lebih baik. Kabel ini biasanya dibuat dari paduan aluminium 6201. AAAC mempunyai suatu anti karat dan kekuatan yang baik, sehingga daya hantarnya lebih baik.

Ø Kabel ACAR

Kabel ACAR yaitu kawat penghantar aluminium yang diperkuat dengan logam campuran, sehingga kabel ini lebih kuat daripada kabel ACSR.

Ø Kabel BC

Kabel ini dipilin/stranded, disatukan.

Ukuran / tegangan mak = 6 – 500 mm2 / 500 V

Pemakaian = saluran diatas tanah dan penghantar pentanahan

Selasa, 21 Agustus 2012

baru

cara pasang tombol like

pertama login ke blog anda

klik tulisan TATALETAK

tambah gadget

copy trus paste html di bawah ini

<style>

#pageshare {position:fixed; bottom:15%; left:10px; float:left; border: 1px solid black; border-radius:5px;-moz-border-radius:5px;-webkit-border-radius:5px;background-color:#eff3fa;padding:0 0 2px

0;z-index:10;}

#pageshare .sbutton {float:left;clear:both;margin:5px 5px 0 5px;}

.fb_share_count_top {width:48px !important;}

.fb_share_count_top, .fb_share_count_inner {-moz-border-radius:3px;-webkit-border-radius:3px;}

.FBConnectButton_Small, .FBConnectButton_RTL_Small {width:49px !important; -moz-border-radius:3px;-webkit-border-radius:3px;}

.FBConnectButton_Small .FBConnectButton_Text {padding:2px 2px 3px !important;-moz-border-radius:3px;-webkit-border-radius:3px;font-size:8px;}

</style>
<div id='pageshare' title="Share This With Your Friends">
<div class='sbutton' id='gb'><script src="http://connect.facebook.net/en_US/all.js#xfbml=1"></script><fb:like layout="box_count" show_faces="false" font=""></fb:like></div>
<div class='sbutton' id='rt'><a href="http://twitter.com/share" class="twitter-share-button" data-count="vertical" >Tweet</a><script src='http://platform.twitter.com/widgets.js' type="text/javascript"></script></div>
<div class='sbutton' id='gplusone'><script type="text/javascript" src="https://apis.google.com/js/plusone.js"></script><g:plusone size="tall"></g:plusone></div>
<div class='sbutton' id='su'><script src="http://www.stumbleupon.com/hostedbadge.php?s=5"></script></div>
<div class='sbutton' id='digg' style='margin-left:3px;width:48px'><script src='http://widgets.digg.com/buttons.js' type='text/javascript'></script><a class="DiggThisButton DiggMedium"></a></div>
<div class='sbutton' id='fb'><a name="fb_share" type="box_count" href="http://www.facebook.com/sharer.php">Share</a><script src="http://static.ak.fbcdn.net/connect.php/js/FB.Share" type="text/javascript"></script></div><br/><div style="clear: both;font-size: 12px;text-align:center;"><a href="http://dewaandfamily.blogspot.com/2012/02/membuat-tombol-share-melayang-pada-blog.html" target="blank"><font color="black">[Buat wdget]<font></font></font></a></div><

semoga bermanffat

Sabtu, 15 September 2012

Hukum Arus Kirchhoff

Padat muatan berubah

Penggunaan

Hukum tegangan Kirchhoff

Medan listrik dan potensial listrik

Keterbatasan

Fisika

Arah arus

Rapat arus

Kelajuan hanyutan

Contoh

Energi potensial elastis

Kalkulasi dari energi potensial elastis

Rangkaian seri dan paralel

Resistor

Rangkaian seri

Rangkaian paralel

Selasa, 21 Agustus 2012

My Blog List

Blog Archive

Label

Column 1

Search This Blog

Pages

Clik Aqui

Publicidade

Translate

E-mail - Pedido

my friends

Nosso Freed

About

Blogroll

About Me

Popular Posts

Labels

Label

Label

Label

Label