Elemen atau komponen yang akan dibahas pada mata kuliah Rangkaian Listrik terbatas pada elemen atau komponen yang memiliki dua buah terminal atau kutub pada kedua ujungnya. Untuk elemen atau komponen yang lebih dari dua terminal dibahas pada mata kuliah Elektronika.
Pembatasan elemen atau komponen listrik pada Rangkaian Listrik dapat dikelompokkan kedalam elemen atau komponen aktif dan pasif. Elemen aktif adalah elemen yang menghasilkan energi dalam hal ini adalah sumber tegangan dan sumber arus, mengenai sumber ini akan dijelaskan pada bab berikutnya. Elemen lain adalah elemen pasif dimana elemen ini tidak dapat menghasilkan energi, dapat dikelompokkan menjadi elemen yang hanya dapat menyerap energi dalam hal ini hanya terdapat pada komponen resistor atau banyak juga yang menyebutkan tahanan atau hambatan dengan simbol R, dan komponen pasif yang dapat menyimpan energi juga diklasifikasikan menjadi dua yaitu komponen atau lemen yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet dalam hal ini induktor atau sering juga disebut sebagai lilitan, belitan atau kumparan dengan simbol L, dan kompone pasif yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet dalam hal ini adalah kapasitor atau sering juga dikatakan dengan kondensator dengan simbol C, pembahasan mengenai ketiga komponen pasif tersebut nantinya akan dijelaskan pada bab berikutnya.
Elemen atau kompoen listrik yang dibicarakan disini adalah :
1. Elemen listrik dua terminal
a. Sumber tegangan
b. Sumber arus
c. Resistor ( R )
d. Induktor ( L )
e. Kapasitor ( C )
2. Elemen listrik lebih dari dua terminal
a. Transistor
b. Op-amp
Berbicara mengenai Rangkaian Listrik, tentu tidak dapat dilepaskan dari pengertian dari rangkaian itu sendiri, dimana rangkaian adalah interkoneksi dari sekumpulan elemen atau komponen penyusunnya ditambah dengan rangkaian penghubungnya dimana disusun dengan cara-cara tertentu dan minimal memiliki satu lintasan tertutup. Dengan kata lain hanya dengan satu lintasan tertutup saja kita dapat menganalisis suatu rangkaian.
Yang dimaksud dengan satu lintasan tertutup adalah satu lintasan saat kita mulai dari titik yang dimaksud akan kembali lagi ketitik tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan yang kita tempuh. Rangkaian listrik merupakan dasar dari teori rangkaian pada teknik elektro yang menjadi dasar atay fundamental bagi ilmu-ilmu lainnya seperti elektronika, sistem daya, sistem computer, putaran mesin, dan teori control.
Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor
I = V / R
HUKUM OHM UNTUK RANGKAIAN TERTUTUP
I = n E
R + n rd I = n
R + rd/p
n = banyak elemen yang disusun seri
E = ggl (volt)
rd = hambatan dalam elemen
R = hambatan luar
p = banyaknya elemen yang disusun paralel
RANGKAIAN HAMBATAN DISUSUN SERI DAN PARALEL
SERI
R = R1 + R2 + R3 + ...
V = V1 + V2 + V3 + ...
I = I1 = I2 = I3 = ... PARALEL
1 = 1 + 1 + 1
R R1 R2 R3
V = V1 = V2 = V3 = ...
I = I1 + I2 + I3 + ...
ENERGI DAN DAYA LISTRIK
ENERGI LISTRIK (W)
adalah energi yang dipakai (terserap) oleh hambatan R.
W = V I t = V²t/R = I²Rt
Joule = Watt.detik
KWH = Kilo.Watt.jam
DAYA LISTRIK (P) adalah energi listrik yang terpakai setiap detik.
P = W/t = V I = V²/R = I²R
Arus elektron/ listrik dalam sistem audio dapat dijelaskan dengan Hukum Ohm yang dicetuskan oleh ahli fisika Jerman, Georg Simon Ohm. Pemahaman Hukum Ohm mutlak dibutuhkan sebagai kunci dalam memahami cara kerja perangkat audio dalam berbagai aplikasi seperti menyambung speaker ke power amp, ataupun setup sistem audio suatu live event.
Menurut Ohm aliran elektron melalui suatu elemen (misalnya kabel yang menghubungkan speaker dan power amp) dipengaruhi (dihambat) oleh suatu resistensi (tahanan) yang terdapat di sepanjang elemen tersebut. Bila panjang elemen tersebut digandakan sebanyak dua kali lipat, resistensi juga meningkat sebesar dua kali lipat.
Sebaliknya, bila yang bertambah dua kali lipat adalah tebal elemen, resistensi akan berkurang menjadi seperempat dari yang sebelumnya.
Observasi tersebut melahirkan Hukum Ohm yang digunakan untuk menghitung resistensi arus elektron yang melalui suatu sirkuit:
R = V / I
Dimana,
R = Resistance (resistensi atau tahanan dalam suatu elemen)
V = Voltage (voltase atau tekanan listrik yang awalnya mengaliri suatu elemen)
I = Current (arus yang dihasilkan oleh voltase yang melalui resistensi suatu elemen)
Penelitian Ohm menemukan bahwa bila voltase sebesar 1V (Volt) dialirkan melalui resistensi sebesar 1 Ohm, akan dihasilkan arus sebesar 1A (Ampere). Dengan demikian dapat dihasilkan pemahaman sebagai berikut:
1 Volt --> 1 Ohm --> 1 Ampere --> 1 Watt
Ampere adalah satuan untuk mengukur besar arus; sedangkan watt (W) adalah satuan untuk mengukur daya, yang berarti jumlah energi yang dikonsumsi (panas yang dikeluarkan) oleh suatu sirkuit listrik. Dalam konteks sound engineering, besar daya menentukan volume suara yang dihasilkan. Dengan kata lain, semakin tinggi daya (watt), semakin keras pula volume suara (dari amplifier gitar misalnya) yang dihasilkan.
Sekarang tentu kita bisa memahami mengapa Marshall stack 100 watt lebih membahana suaranya daripada amplifier mini 15 watt seperti Roland Cube, sekeras apapun Roland Cube tersebut digeber.
Dalam Hukum Ohm, bila salah satu variabel berubah, variabel lainnya juga akan berubah dalam besaran yang sama. Maka Hukum Ohm pun dapat dikembangkan menjadi :
P = I V
dan
V = I R
Dimana,
P = Power (daya)
I = Current (arus)
R = Resistance (resistensi)
V = Voltage (voltase)
Dalam persamaan diatas power yang dihasilkan suatu sirkuit adalah hasil perkalian arus (I) dengan voltase (V) yang melaluinya. Sedangkan voltase adalah hasil perkalian arus (I) dengan resistensi (R) elemen tersebut.
Sebagai contoh, sinyal sebesar 1V yang menghasilkan arus 0,5A akan menghasilkan power sebesar P = 1 x 0,5 = 0,5W. Bila sinyal tersebut dialirkan melalui power amp lalu diteruskan ke speaker, dan sebelumnya oleh power amp dikuatkan menjadi 3A, power yang dihasilkan adalah P = 1 x 3 = 3W.
Bagaimana bila power amp tadi rupanya juga menguatkan voltase menjadi 50V? Dalam situasi demikian power yang dihasilkan adalah P = 50 x 3 = 150W. Jadi bila kita ingin meningkatkan power (P), naikkanlah besar arus (I) atau voltase (V). Untuk konser sekelas gathering kampung seperti yang beberapa kali diadakan di Pasar Festival, mungkin 100W sudah cukup. Tapi untuk gathering ala konser Megadeth yang membutuhkan volume suara yang menggelegar, 1000W belum tentu memadai.
Sampai disini, mungkin beberapa looser ass dari forum Bloon Men bertanya (thanks for the moniker Mr. Topaz), bisa tidak kita mengukur besar power tanpa mengetahui pasti besar arus?
Menurut Ohm hal tersebut tidak menjadi masalah selama kita mengetahui besar voltase dan resistensi. Caranya adalah dengan merombak persamaan yang tadi menjadi:
V = I R, jadi I = V / R
Dengan demikian, P = I V = (V / R) R. Maka persamaan yang baru adalah:
P = V x V/ R atau V2 / R
Bila sinyal 20V dialirkan melalui speaker dengan resistensi 8 Ohm, power yang dihasilkan adalah P = 20 x 20/ 8 = 50W.
Lebih penting lagi, persamaan di atas menunjukkan bahwa power berubah secara eksponensial sejalan dengan kuadrat dari voltase. Bila dalam contoh di atas voltase dinaikkan 2 kali lipat menjadi 40W, power akan menjadi P = 40 x 40/ 8 = 200, atau 4 kali lipat dari besar sebelumnya.
Power juga dapat dihitung bila kita mengetahui hanya arus dan resistensi, yaitu dengan melakukan substitusi sebagai berikut:
P = I V dan V = I R
maka P = I (I R). Dengan demikian,
P = I x I x R atau P = I2 R
0 komentar:
Posting Komentar