BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Suatu
rangkaian yang terhubung secara seri maupun paralel yang telah kita pelajari
sebelumnya merupakan contoh rangkaian yang sederhana. Pada rangkaian sederhana
yang mengkombinasikan tahanan-tahanan atau sumber-sumber yang seri atau paralel
dapat kita analisis dengan menggunakan prinsip pembagian arus dan
tegangan sesuai hukum yang telah dipelajari yaitu Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff.
Rangkaian-rangkaian sederhana tersebut merupakan suatu latihan pemahaman
dalam pemecahan masalah untuk menolong kita memahami hukum-hukum dasar yang
selanjutnya akan kita gunakan dalam rangkaian-rangkaian yang lebih sukar atau
lebih kompleks. Dalam menyederhanakan analisis pada rangkaian yang lebih sukar
diperlukan suatu metode analisis yang lebih cocok dan mudah. Diantara
metode-metode ini adalah superposisi, loop, mesh, node voltage, teorema
Thevenin dan teorema Norton. Pada pembahasan kali ini akan mengembangkan
kemampuan menganalisis teorema mesh dan teorema node voltage/simpul.
1.2
Rumusan Masalah
Adapun
rumusan masalah dari latar belakang di atas ialah sebagai berikut :
1. Apa yang dimaksud dengan analisis
simpul?
2. Apa yang dimaksud dengan analisis
mesh?
3. Bagaimana cara penggunaan analisis
simpul dan analisis mesh pada penyelesaian
rangkaian?
1.3
Tujuan
Adapun tujuan
dari pembahasan makalah ini ialah sebagai berikut :
1. Mahasiswa dapat memahami teorema
analisis simpul.
2. Mahasiswa dapat memahami teorema
analisis mesh.
3. Mahasiswa dapat menyelesaikan
perhitungan rangkaian menggunakan analisis simpul maupun analisis mesh.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Analisis Simpul/Node Voltage
Node/simpul adalah titik simpul atau
titik cabang dari beberapa komponen yang dipertemukan dalam suatu titik.
Jonction atau tititk simpul utama/titik percabangan adalah titik pertemuan dari
tiga atau lebih elemen rangkaian. Untuk lebih jelas mengenai dua pengertian
diatas, dapat kita lihat pada gambar berikut. Contoh :
· Jumlah node : 5, yaitu
a,b,c,d,e=f=g=h
· Jumlah junction : 3, yaitu b, c,
e=f=g=h
Dalam
menganalisis teorema node berprinsip pada Hukum Arus Kirchoff (Kirchoff Current
Law/KCL) yaitu Jumlah aljabar semua arus yang memasuki sebuah simpul adalah
nol.
Beberapa
hal yang perlu diperhatikan pada analisis node/simpul :
1. Analisis simpul berprinsip pada
Hukum Kirchhoff I/KCL.
2. Jumlah arus yang masuk dan keluar
dari titik percabangan sama dengn nol.
3. Tengangan merupakan parameter yang
tidak diketahui.
4. Analisis simpul dapat diterapkan
pada sumber searah/DC maupun sumber bolak-balik/AC.
5. Analisis simpul lebih mudah jika
pencatunya semuanya adalah sumber arus.
6. Menentukan simpul/node referensi
sebagai ground/potensi nol.
7. Menentukan node voltage, yaitu
tegangan antara node nonreferensi dan ground.
8. Anggap tegangan node yang sedang
diperhitungkan lebih tinggi dari pada tegangan node manapun, sehingga arah erus
keluar dari nod tersebut positif.
9. Jika terdapat N node, maka jumlah
node voltage adalah (N-1). Jumlah node akan meentukan banyaknya persamaan yang
akan dihasilkan.
2.2
Analisis Mesh
Mesh
adalah sifat rangkaian sebidang dan tidak didefinisikan untuk rangkaian tak
sebidang. Analisis Mesh dapat dipakai hanya pada rangkaian
tertutup (rangkaian yang terletak dalam satu bidang). Rangkaian sebidang (
planar circuit ) merupakan rangkaian pada permukaan bidang yang sedemikian rupa
yang tak ada cabang yang melalui di atas atau di bawah cabang lain. Untuk
menggunakan analisa mesh, tulis persamaan KVL untuk setiap perputaran tertutup
(closed loop) dalam suatu rangkaian.
Langkah-langkah
menyelesaikan masalah dengan analisa mesh, yaitu :
1. Pastikan bahwa jaringan adalah
sebidang, jika tidak sebidang maka analisis mesh tidak dapat sipakai.
2.
Buet diagram rangkaian yang rapid an sederhana. Tunjukkan
harga semua elemen dan sumber. Harga tahanan lebih disukai dai pada harga
konduktansi. Setiap sumber arus mempunyai symbol referensinya.
3.
Dengan menganggap bahwa rangkaian mempunyai M mesh, tentukan
arus mesh searah dengan perputaran arah jarum jam dalam setiap mesh, i1,
i2,…,iM.
4.
Jika rangkaian hanya mengandung sumber tegangan, gunakan
Hukum Tegangan Kirchhoff menelilingi setiap mesh, samakan jumlah semua tegangan
tahanan di dalam arah jarum jam, dengan semua berlawanaan dengan arah jarum
jam, dan aturlah suku-suku tersebut, dari i1 ke iM. Untuk setiap variable i1,
i2,…, iM, jika belum berada dalam bentuk tersebut.
i.
Tahap I. Langkah dalam menganalisa mesh ialah menggambar dan
memberi nama arus putarannya seperti pada gambar diatas. Arah putaran tidak
harus selalu searah jarum jam dan dalam satu rangkaian, atau tidak harus sama
semua. Tapi, untuk contoh ini semau searah jarum jam dikarenakan hanya
mempunyai 1 sumber tegangan yang dibebani beberapa tahanan seperti diatas.
ii.
Tahap II. Langkah kedua ialah menandai polaritas dari tiap
komponen dalam rangkaian tersebut. Saat menandai polaritas pada satu putaran,
abaikan putaran yang lain. Dimulai dari putaran yang terdapat sumber tagangan.
Pada putaran 1 (I1), polaritas pada kaki R1 yang tehubung ke sumber teganagan
menjadi positif karena polaritas tegngan adalah positif. Disusul dengan
negative pada kaki R1 yang terhubung dengan R2. Pada R1, R2, R3 memiliki
polaritas yang berbeda dari sudut pandang putaran yang berbeda. Hal ini akan
membantu dalam menentukan persamaan nantinya.
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Dalam
menyelesaikan perhitungan rangkaian listrik dapar menggunakan beberapa cara
yaitu diantaranya dengan analisis simpul/node voltage dan analisis mesh. Node/simpul adalah titik simpul atau
titik cabang dari beberapa komponen yang dipertemukan dalam suatu titik.
Jonction atau tititk simpul utama/titik percabangan adalah titik pertemuan dari
tiga atau lebih elemen rangkaian. Mesh adalah sifat rangkaian sebidang dan
tidak didefinisikan untuk rangkaian tak sebidang. Prinsip dari analisis simpul
ialah Hukum Kirchhoff I ( Kirchhoff Current Law/ KCL), yaitu jumlah aerus yang
masuk dan keluar sama dengan nol. Sedangkan, analisis mesh ialah Hukum
Kirchhoff II (Kirchhoff Voltage Law/KVL), yaitu jumlah aljabar seluruh tegangan
mengelilingi sebuah jalan tertutup dalam sebuah rangkaian adalah nol.
DAFTAR
PUSTAKA
Kemmerly, J E dan William, H H.
2005. Rangkaian Listrik. Jakarta:
Erlangga.
Guntoro, N A. 2013. Fisika Terapan. Jakarta: Rosda
Tidak ada komentar:
Posting Komentar