Rangkaian Listrik

 Pengertian Rangkaian Listrik

Pada bidang ilmu teknik elektro, kita sering tertarik dalam hal komunikasi atau penyaluran energi dari satu titik ke titik lainnya. Untuk melakukan ini dibutuhkan sambungan antar peralatan listrik. Setiap antar sambungan tersebut dikenal sebagai rangkaian listrik (electric circuit), dan setiap komponen pada rangkaian dikenal sebagai elemen (element).

Suatu rangkaian listrik (electric circuits) adalah suatu

antar-sambungan dari elemen-elemen listrik.

Sebuah rangkaian listrik sederhana diperlihatkan pada Gambar 1.1. Ia terdiri dari tiga elemen dasar, yaitu : sebuah baterai, sebuah lampu dan kawat-kawat penghubung.

 

Gambar 1.1  Sebuah rangkaian listrik sederhana

Analisis rangkaian adalah proses untuk menentukan besar tegangan pada elemen-elemen rangkaian atau besar arus yang melewatinya.

Ada dua tipe elemen, yaitu : elemen pasif (passive elements) dan elemen aktif (active elements). Elemen aktif berkemampuan menghasilkan energi sedangkan elemen pasif tidak. Contoh elemen pasif adalah resistor, induktor dan kapasitor. Elemen aktif tipikal contohnya generator, baterai dan penguat operasional (operational amplifier).

Elemen-elemen aktif yang paling penting adalah sumber-sumber tegangan dan arus yang secara umum memberikan daya kepada rangkaian yang terhubung kepadanya. Ada dua jenis sumber yaitu sumber bebas (independent sources) dan sumber tak bebas / terkendali (dependent or controlled sources).

Suatu sumber bebas ideal (ideal independent source) adalah suatu elemen aktif yang memberikan tegangan atau arus tertentu yang  sepenuhnya tidak terikat pada elemen rangkaian yang lain

Sumber-sumber seperti baterai dan generator bisa dianggap mendekati sumber tegangan ideal. Gambar 1.2 menunjukkan simbol sumber tegangan bebas. Perhatikan bahwa kedua simbol pada Gambar 1.2(a) dan (b) bisa digunakan untuk  menyatakan sumber tegangan dc, tapi hanya simbol pada gambar 1.2(a) yang bisa digunakan untuk sumber tegangan yang berubah terhadap waktu (time-varying voltage source).

                                                                       (a)                                 (b)

Gambar 1.2  Simbol sumber tegangan bebas (independent voltage sources)

(a) digunakan untuk tegangan konstan atau berubah terhadap waktu 

(b) digunakan hanya untuk tegangan konstan (dc)

Simbol untuk sumber arus bebas diperlihatkan pada Gambar 1.3. Tanda panah menunjukkan arah arus.

Gambar 1.3  Simbol sumber arus bebas (independent current sources)

Suatu sumber tak bebas / terkendali ideal (ideal dependent or controlled source) adalah suatu elemen aktif dimana kuantitas dari sumber tersebut dikendalikan oleh tegangan atau arus yang lain

Sumber-sumber tak bebas, biasanya disimbolkan dengan bentuk belah ketupat (diamond-shaped) seperti diperlihatkan pada Gambar 1.4.

 

(a)                                                      (b)

Gambar 1.4  Simbol sumber-sumber tak bebas (dependent sources)

(a) sumber tegangan tak bebas  (b) sumber arus tak bebas

Ada 4 tipe yang mungkin untuk sumber-sumber tak bebas, yaitu :

1.      Sumber tegangan terkendali-tegangan (voltage-controlled voltage source; VCVS)

2.      Sumber tegangan terkendali-arus  (current-controlled voltage source; CCVS)

3.      Sumber arus terkendali-tegangan (voltage-controlled current source; VCCS)

4.      Sumber arus terkendali-arus (current-controlled current source; CCCS)

Sumber-sumber tak bebas berguna untuk memodelkan elemen-elemen seperti transistor, penguat operasi (operational amplifier) dan IC (integrated circuits).