TUGAS 2 Pengantar Elektro Teknik

Soal No.1

Diketahui kuat arus yang melalui R4 adalah 7,2 Ampere

Tentukan nilai tegangan sumber V?

Pembahasan :

Mencari kuat arus yang melalui hambatan R1 dengan prinsip pembagian arus rangkaian paralel:

Soal No.2

Berdasarkan gambar di atas tentukan hambatan total penggantinya!

Pembahasan :

Penyelesaian hambatan pengganti atau hambatan total dari suatu rangkaian campuran dilakukan secara bertahap dengan memperhatikan jenis rangkaian penyusunnya.Untuk rangkaian di atas, tahapan penyelesaiannya dapat digambarkan sebagai berikut :

Bagian rangkaian yang diberi tanda lingkaran merah dikerjakan lebih dahulu kemudian bagian yang dilingkaran kuning :

1) R1 dan R2 merupakan rangkaian seri sehingga :

Rs = R1 + R2

Rs = (2 + 1) Ohm

Rs = 3 Ohm

2) R5 dan R6 merupakan rangkaian paralel

Untuk rangkaian 2 hambatan paralel, hambatan totanya dapat ditentukan dengan menggunakan : hasil perkalian dibagi hasil penjumlahannya

Rp1 = (R5 x R6)/ (R5 + R6)

Rp1 = (8 x 8) / (8 + 8)

Rp1 = (64/16) Ohm

Rp1 = 4 Ohm

3) R3 paralel dengan Rs

Rp2 = (Rs x R3)/ (Rs + R3)

Rp2 = (3 x 6)/ (3 + 6)

Rp2 = (18/9) Ohm

Rp2 = 2 Ohm

Setelah tahap 1), 2) dan 3) maka rangkaian akan menjadi lebih sederhana yakni rangkaian seri 3 hambatan Rp2, R4 dan Rp1, sehingga penyelesaian akhirnya menjadi :

Rs (t) = Rp2 + R4 + Rp1

Rs (t) = 2 Ohm + 4 Ohm + 4 Ohm

Rs (t) = 10 Ohm

Jadi hambatan total penggantinya adalah 10 Ohm

Soal No.3

Perhatikan gambar berikut :

Hitunglah besar I1, I2 dan I3 !

Pembahasan :

Soal semacam ini dapat diselesaikan dengan menggunakan perbandingan kuat arus pada setiap cabang.

I1 : I2 : I3 = 1/R1 : 1/R2 : 1/R3

Namun sebelumnya perlu dipahami tentang :

1.) I masuk = I keluar

     I = I1 + I2 + I3

2.) I = V/R ==> I ~ 1/R

Jadi:

I1 : I2 : I3 = 1/R1 : 1/R2 : 1/R3

I1 : I2 : I3 = 1/3 : 1/6 : 1/12

I1 : I2 : I3 = 1/1 : 1/2 : 1/4 ===> dikalikan bilangan 4

I1 : I2 : I3 = 4 : 2 : 1  

dari nilai perbandingan di atas dapat diketahui bahwa :

I2 = 1/2 I1

I3 = 1/4 I1

jika disubstitusikan pada persamaan Hukum Kirchoff :

I = I1 + I2 + I3

I = I1 + 1/2 I1 + 1/4 I1

I = 7/4 I1

diketahui I = 1,4 A, maka :

I1 = 4/7 (1,4 A) = 0,8 A

I2 = 1/2 I1 = 1/2 (0,8 A) = 0,4 A

I3 = 1/4 I1 = 1/4 (0,8A) = 0,2 A

Jadi kuat arus pada rangkaian :

I1 =  0,8 A

I2 =  0,4 A

I3 =  0,2 A

Soal No.4

Jika hambatan R1 = 12 Ohm, R2 = 4 Ohm dan R3 = 3 Ohm, sedangkan kuat arus I1 = 0,5 A berapakah besar kuat arus total yang mengalir dalam rangkaian?

Pembahasan :

Pada permasalahan semacam ini perlu dipahami bahwa perbandingan kuat arus dalam rangkaian bercabang nilainya sama dengan perbandingan kebalikan hambatan pada masing-masing cabang.

I1 : I2 : I3 = 1/R1 : 1/R2 : 1/R3

dengan demikian untuk soal di atas berlaku :

I1 : I2 : I3 = 1/R1 : 1/R2 : 1/R3

I1 : I2 : I3 = 1/12 : 1/4 : 1/3

I1 : I2 : I3 = 1 : 3 : 4

berdasarkan nilai perbandingan di atas, maka :

I1 : I2 = 1 : 3                                            I1 : I3 = 1 : 4

      I2 = 3 I1                                                   I3 = 4 I1

karena diketahui I1 = 0,5 A, maka :

I2 = 3 (0,5 A)                    I3 = 4 (0,5 A)

I2 = 1,5 A                         I3 = 2 A

 Kuat arus total rangkaian dihitung dengan persamaan Hukum Kirchoff pada rangkaian bercabang :

jumlah I(masuk) = jumlah I(keluar)

I = I1 + I2 + I3

I = 0,5 A + 1,5 A + 2 A

I = 4 A

Jadi kuat arus total yang mengalir dalam rangkaian adalah 4 A

Soal No.5

Transistor 2N3904 dalam gambar 3 adalah transistor silicon dengan Βdc sebesar 100. Berapakah harga yang akan dibaca oleh voltmeter dc pada terminal kolektor - emitter?

Pembahasan :

Mula – mula dapatkan arus basis. Arus tersebut sama dengan jatuh tegangan pada resistor. Basis dibagi dengan resistansi :

Arus kolektor adalah

IC = βdc x IB = 100 x 9,3 µA = 0,93 mA

Tegangan kolektor – emitter sama dengan tegangan catu kolektor dikurangi dengan jatuh tegangan pada resistor kolektor :

VCE = VCC – (IC x RC) = 20 – (0,93(0,001)5(1000)) = 15,4 V

Gambar 3 menunjukkan rangkaian yang sama dalam system pertanahan negative (negative – ground system). Untuk menyederhanakan hanya kita perlihatkan tegangan catu +10 V dan +20 V. Jika anda melihat skema yang disederhanakan seperti gambar 4, ingat bahwa kali ini berarti terminal – terminal negative dari pencatu daya ditanahkan untuk mendapatkan lintasan yang lengkap untuk arus.