Education

BPP RL BAB 2 FIK

Description
1. Mahasiswa dapat menerapkan metode analisis rangkian (Mesh dan Node) untuk menghitung arus dan tegangan pada setiap cabang dalam sebuah rangkaian riil. 2. Mahasiswa dapat membandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan dengan metode Mesh
Categories
Published
of 13
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Related Documents
Share
Transcript
    Buku   Petunjuk    Praktikum   Ran kaian   Listrik 2 METODE ANALISIS NODE DAN MESH 2.1.   Tujuan Praktikum 1.   Mahasiswa dapat menerapkan metode analisis rangkian (Mesh dan Node) untuk menghitung arus dan tegangan pada setiap cabang dalam sebuah rangkaian riil. 2.   Mahasiswa dapat membandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan dengan metode Mesh dan Node. 2.2.   Landasan Teori Untuk dapat memahami metode analisis Node dan Mesh terlebih dahulu harus dipahami apa yang dimaksud dengan node dan mesh di sini. Secara umum, node atau simpul adalah titik pertemuan antara dua buah cabang ( branch ) atau lebih. Cabang atau branch itu sendiri dapat didefininikan secara sederhana sebagai masing-masing elemen atau komponen dalam sebuah rangkaian. Jadi jumlah cabang dalam sebuah rangkaian adalah sebanyak jumlah komponen dalam rangkaian tersebut. Selanjutnya, pada metode analisis Node atau metode analisis Tegangan Simpul atau diistilahkan dengan  Node Voltage Analysis (NVA), tidak semua node atau simpul digunakan dalam analisis, hanya simpul-simpul yang diperlukan saja yang nantinya akan diberi notasi tegangan simpul. Mesh adalah rangkaian tertutup di mana sebuah arus mata jala ( mesh ) dapat mengalir dari sebuah node asal yang dipilih untuk kembali lagi ke node tersebut. Yang perlu ditekankan dalam hal ini, berbeda dengan definisi loop , sebuah mesh harus berupa sebuah rangkaian terttutup karena notasi sebuah mesh adalah  I yang berarti sebuah arus.   Metode analisis Mesh dalam dalam istilah lain disebut dengan metode Arus Mata Jala atau  Mesh Current Analysis (MCA) yang dinotasikan dengan symbol lingkaran bermata panah dengan dengan sebuah notasi arus  I  1 ,  I  2 ,  I  3 atau  I  a ,  I  b ,  I  c dan seterusnya.  7    Buku   Petunjuk    Praktikum   Ran kaian   Listrik 2.2.1.   Metode Analisis Node Analisis node berprinsip pada Hukum Kirchoff I/ KCL dimana jumlah arus yang masuk dan keluar dari titik percabangan akan samadengan nol, dimana tegangan merupakan parameter yang tidak diketahui. Atau analisis node lebih mudah jika pencatunya semuanya adalah sumber arus. Analisis ini dapat diterapkan pada sumber searah/ DC maupun sumber bolak-balik/ AC. Beberapa hal yang perlu diperhatikan pada analisis node, yaitu : ➢   Tentukan node referensi sebagai ground/ potensial nol. ➢   Tentukan node voltage, yaitu tegangan antara node non referensi dan ground. ➢   Asumsikan tegangan node yang sedang diperhitungkan lebih tinggi daripada tegangan node manapun, sehingga arah arus keluar dari node tersebut positif. ➢   Jika terdapat N node, maka jumlah node voltage adalah (N-1). Jumlah node voltage ini akan menentukan banyaknya persamaan yang dihasilkan. Persamaan umum dari metode analisis Node adalah:  11  1 − 12  2 −…− 1    =  1   − 21  1 +  22  2 −…− 2    =  2 −   ⋯ −   …  + …−   …  = …   −  1  1 −     2 −… +     =     …….………………..  (2.1) dengan:  1 ,  2 , … ,     = Tegangan node  1 ,  2 , … ,         = Jumlah semua konduktansi yang tehubung dengan node         = Konduktansi yang menghubungkan node    dan          = Jumlah aljabar arus yang masuk ke node v i Dimana G merupakan konduktansi yaitu 1 ⁄   Untuk lebih jelasnya mengenai dua pengertian dasar diatas, dapat dimodelkan dengan contoh gambar berikut: Gambar 2.1 Contoh rangkaian percobaan node Jumlah node = 5, yaitu: a, b, c, d, e=f=g=h 8    Buku   Petunjuk    Praktikum   Ran kaian   Listrik Jumlah junction = 3, yaitu: b, c, e=f=g=h Berdasarkan gambar 2.1 didapatkan persamaan umum dari metode analisis Node sesuai hukum KCL yaitu ∑     −   ∑     = 0 , maka:     −    1      −          −      + + = 0  1  2  3      −           −           −    2  + + = 0  3  4  5  (persamaan di node b) (persamaan di node c) dengan: V  ref = V c=d=e=f = Tegangan node refrensi / ground   ➢   Apabila pada rangkaian tersebut terdapat sumber tegangan, maka sumber tegangan tersebut diperlakukan sebagai  supernode , yaitu menganggap sumber tegangan tersebut dianggap sebagai satu node. Gambar 2.2 Contoh rangkaian yang terdapat supernode 2.2.2.   Metode Analisis Mesh Arus Mesh / loop adalah arus yang dimisalkan mengalir dalam suatu loop (lintasan tertutup). Arus loop sebenarnya tidak dapat diukur (arus permisalan). Pada analisis ini berprinsip pada Hukum Kirchoff II / KVL dimana jumlah tegangan pada satu lintasan tertutup samadengan nol atau arus merupakan parameter yang tidak diketahui. Analisis ini dapat diterapkan pada rangkaian sumber searah/ DC maupun sumber bolak-balik/ AC. Hal-hal yang perlu diperhatikan: ➢   Buatlah pada setiap loop arus asumsi yang melingkari loop. Pengambilan arus loop terserah kita yang terpenting masih dalam satu lintasan tertutup. Arah arus dapat searah satu sama lain ataupun berlawanan baik searah jarum jam maupun berlawanan dengan arah jarum jam. ➢   Biasanya jumlah arus loop menunjukkan jumlah persamaan arus yang terjadi. ➢   Metoda ini mudah jika sumber pencatunya adalah sumber tegangan. 9    Buku   Petunjuk    Praktikum   Ran kaian   Listrik ➢   Jumlah persamaan = Jumlah cabang  –   Jumlah junction + 1 Persamaan umum dari metode analisis Mesh adalah:  11  1 − 12  2 −…− 1     =  1   − 21  1 +  22  2 −…−    2      =  2 − ⋯ − … + …−   …  = …   −  1  1 −     2   −… +     =     …….………………..  (2.2) dengan:     = Arus mesh  1 ,  2 , … ,         = Jumlah semua resistansi yang dilalui arus mesh         = Resistansi yang dilalui arus mesh    dan          = Jumlah aljabar sumber tegangan naik yang dilalui mesh i i Untuk lebih jelasnya mengenai dua pengertian dasar diatas, dapat dimodelkan dengan contoh gambar berikut: Gambar 2.3 Contoh rangkaian percobaan mesh Jumlah loop = 2, yaitu:  I  1 dan  I  2 Berdasarkan gambar 2.3 didapatkan persamaan umum dari metode analisis Mesh sesuai hukum KVL yaitu ∑   = 0 , maka: − 18 + 5  1  + 12(  1   −    2 ) = 0 12(  2   −    1 ) + 20  2  + 40  2  = 0 (persamaan di loop  I  1 ) (persamaan di loop  I  2 )  ➢   Apabila ada sumber arus, maka diperlakukan sebagai supermesh. Pada supermesh, pemilihan lintasan menghindari sumber arus karena pada sumber arus tidak diketahui besar tegangan terminalnya. Gambar 2.4 Contoh rangkaian yang terdapat supermesh Pada rangkaian gambar 2.4 loop I 2 dan I 3 dileburkan menjadi supermesh setelah diketahui bahwa sumber arus 3A = I 2 + I 3 .  10    Buku   Petunjuk    Praktikum   Ran kaian   Listrik 2.2.3.   Implementasi Sumber Arus dan Sumber Tegangan Dalam praktek, jika tidak tersedia sumber arus konstan maka sumber tegangan yang dapat diatur nilainya juga dapat digunakan untuk menggantikan sumber arus. Untuk mensimulasikan sebuah sumber arus maka tegangan pada  power supply diatur sedemikian rupa agar nilai arus yang dihasilkan sesuai dengan nilai nominal dari sumber arus yang diharapkan dalam rangkaian percobaan. Contoh implementasi rangkaian dalam Gambar 2.4 ke dalam rangkaian riil adalah seperti terlihat dalam Gambar 2.5. Rangkaian tersebut menggunakan dua buah  power supply yang digunakan sebagai satu sumber tegangan yang diatur pada nilai 12 V dan satu sumber arus yang keluar  power supply diatur agar sesuai dengan nilai nominal yaitu 3A. Multimeter yang ada dalam Gambar 2.5 digunakan untuk mengukur arus pada resistor 6   yang dinotasikan dengan i pada rangkaian dalam Gambar 2.4. Gambar 2.5 Implementasi rangkaian dalam Gambar 2.4 (Sumber: www.tinkercad.com )  2.3.   Peralatan yang Digunakan Alat yang diperlukan antara lain; 1. Resistor Sesuai rangkaian 2. Power supply 2 buah 3. Multimeter 1 buah 4. Breadboard 1 buah 5. Jumper/Kabel secukupnya 11
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks
SAVE OUR EARTH

We need your sign to support Project to invent "SMART AND CONTROLLABLE REFLECTIVE BALLOONS" to cover the Sun and Save Our Earth.

More details...

Sign Now!

We are very appreciated for your Prompt Action!

x