Rangkaian Dasar Listrik dalam Sistem Kelistrikan Real Time
Pengetahuan dan keterampilan mendasar dari rangkaian dasar listrik selalu berfungsi sebagai fondasi yang kuat untuk pengalaman yang secara teknis sehat. Siswa juga dapat menjadi akrab dengan rangkaian dasar listrik ini terutama dengan pengalaman langsung. Rangkaian dasar listrik dengan demikian membantu pelajar untuk mendapatkan pemahaman tentang komponen dasar dan karakteristik rangkaian saat beroperasi.
Artikel ini memberikan konsep dasar tentang dua jenis rangkaian dasar listrik: Rangkaian AC dan Rangkaian DC. Tergantung pada jenis sumbernya, listrik bervariasi seperti Arus Bolak-balik (AC) dan Arus Searah (DC).
Rangkaian Dasar Listrik DC
Di Rangkaian DC, listrik mengalir dalam arah konstan dengan polaritas tetap yang tidak berbeda dengan waktu. Rangkaian DC menggunakan komponen arus stabil seperti Resistor dan kombinasi resistor; komponen tidak tetap seperti; Induktor dan Kapasitor; menunjukkan meter seperti kumparan bergerak voltmeter dan amper; sumber baterai catu daya, dan sebagainya.
Untuk menganalisis rangkaian ini, berbagai hukum (aturan) seperti Hukum Ohm, hukum kirchoff 1 - arus (KCL), hukum kirchoff 2 - tegangan (KVL) dan teorema jaringan seperti teorema Thevenin, teorema Norton, analisis Mesh, dll digunakan. Berikut ini adalah beberapa rangkaian DC dasar yang mengekspresikan sifat operasi dari rangkaian DC.
Beban resistif mewakili beban pencahayaan yang terhubung dalam berbagai konfigurasi untuk menganalisis rangkaian DC yang ditunjukkan pada gambar. Cara menghubungkan beban tentu saja mengubah karakteristik rangkaian.
Dalam rangkaian DC sederhana, beban resistif sebagai bohlam dihubungkan antara terminal positif dan negatif baterai. Baterai memasok daya yang dibutuhkan ke bohlam dan memungkinkan pengguna menempatkan sakelar untuk menghidupkan atau mematikan sesuai dengan kebutuhan.
Muatan atau resistansi yang dihubungkan secara seri dengan sumber DC, sebagai simbol listrik untuk beban pencahayaan, berbagi arus yang sama, tetapi tegangan pada masing-masing beban berbeda-beda dan ditambahkan untuk mendapatkan total tegangan. Jadi ada pengurangan tegangan pada ujung resistor dibandingkan dengan elemen pertama dalam koneksi seri. Dan, jika ada beban yang keluar dari rangkaian, seluruh rangkaian akan terbuka.
Dalam konfigurasi paralel, tegangan umum untuk setiap beban, tetapi arus bervariasi tergantung pada peringkat beban. Tidak ada masalah di rangkaian terbuka bahkan jika satu beban keluar dari rangkaian. Banyak koneksi beban dari jenis ini, misalnya koneksi kabel rumah.
Oleh karena itu, dari rangkaian dan gambar di atas, orang dapat dengan mudah menemukan total konsumsi beban, tegangan, arus dan distribusi daya di rangkaian DC.
Rangkaian Dasar Listrik AC
Tidak seperti arus DC, tegangan atau arus pada Rangkaian AC mengubah arahnya secara berkala karena meningkat dari nol ke maksimum, dan menurun kembali ke nol, kemudian secara negatif melanjutkan ke maksimum, dan kemudian kembali ke nol.
Untuk aplikasi berdaya tinggi, AC lebih dominan dan efisien daripada DC. Daya bukan hasil sederhana dari tegangan dan arus seperti pada DC, tetapi tergantung pada komponen rangkaian. Mari kita lihat perilaku rangkaian AC dengan komponen dasar.
Rangkaian AC dengan Resistor
Pada jenis rangkaian ini, tegangan turun pada Resistor persis dalam fasa dengan arus seperti yang ditunjukkan pada gambar. Ini berarti bahwa ketika tegangan nilai sesaat adalah nol, nilai arus pada saat itu juga nol.
Dan juga, ketika tegangan positif selama setengah gelombang positif dari sinyal input, arus juga positif, sehingga daya positif bahkan ketika mereka berada di setengah gelombang negatif dari input. Ini berarti bahwa daya AC dalam resistor selalu menghilang sebagai panas saat mengambilnya dari sumbernya, terlepas dari apakah arusnya positif atau negatif.
Rangkaian AC dengan Induktor
Induktor menentang perubahan arus melalui mereka tidak seperti resistor yang menentang aliran arus. Ini berarti ketika arus meningkat, tegangan induksi mencoba untuk menentang perubahan arus dengan menurunkan tegangan. Tegangan yang diturunkan melintasi sebuah induktor sebanding dengan laju perubahan arus.
Oleh karena itu, ketika arus berada pada puncak maksimumnya (tidak ada tingkat perubahan bentuk), tegangan sesaat pada saat itu adalah nol, dan sebaliknya terjadi ketika arus memuncak pada nol (perubahan maksimum kemiringannya), seperti yang ditunjukkan pada gambar. Jadi tidak ada disipasi daya bersih pada rangkaian AC induktor.
Dengan demikian, daya sesaat dari induktor, di rangkaian ini, sama sekali berbeda dari rangkaian DC, di mana ia berada di fasa yang sama. Tapi, di rangkaian ini, jaraknya 90 derajat sehingga daya negatif, kadang-kadang, seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Daya negatif berarti daya terlepas kembali ke rangkaian karena menyerapnya dalam sisa siklus. Perlawanan dari perubahan arus disebut sebagai reaktansi, dan itu tergantung pada frekuensi rangkaian operasi.
Rangkaian AC dengan Kapasitor
Sebuah Kapasitor menentang perubahan tegangan, yang berbeda dengan sebuah induktor yang menentang perubahan arus. Dengan memasok atau menggambar arus, jenis perlawanan ini terjadi, dan arus ini sebanding dengan laju perubahan tegangan melintasi kapasitor.
Di sini, arus yang melalui kapasitor adalah hasil dari perubahan tegangan pada rangkaian. Oleh karena itu, arus sesaat adalah nol ketika tegangan berada pada nilai puncaknya (tidak ada perubahan kemiringan tegangan), dan maksimum ketika tegangan di nol, sehingga daya juga bergantian dalam siklus positif dan negatif. Ini berarti tidak menghilangkan energi tetapi hanya menyerap dan melepaskan daya.
Perilaku rangkaian AC juga dapat dianalisis dengan menggabungkan rangkaian di atas seperti rangkaian RC, rangkaian RL, dan rangkaian RLC secara seri serta dalam kombinasi paralel. Dan juga persamaan dan rumus dari rangkaian di atas dikecualikan dalam artikel ini untuk mengurangi kompleksitas, tetapi ide keseluruhannya adalah untuk memberikan konsep dasar tentang rangkaian dasar listrik.
