3. Diberikan sebuah rangkaian yang terdiri dari dua buah loop dengan data sebagai berikut :
E1 = 6 volt
E2 = 9 volt
E3 = 12 volt
Tentukan :
a) Kuat arus yang melalui R1 , R2 dan R3
b) Beda potensial antara titik B dan C
c) Beda potensial antara titik B dan D
d) Daya pada hambatan R1
Penyelesaian:
a) Kuat arus yang melalui R1 , R2 dan R3
Langkah-langkah standar :
- menentukan arah arus
- menentukan arah loop
- masukkan hukum kirchoff arus
- masukkan hukum kirchoff tegangan
- menyelesaikan persamaan yang ada
Misalkan arah arus dan arah loop seperti gambar berikut :
Hukum Kirchoff Arus dan Tegangan :
Loop 1
(Persamaan I)
Loop II
(Persamaan II)
Gabungan persamaan I dan II :
b) Beda potensial antara titik B dan C
c) Beda potensial antara titik B dan D
d) Daya pada hambatan R1
karena ada sumber dependen, tentukan dulu nilai sumber ini
vy = -(i) (25) = -25i
Gunakan KVL pada loop i
∑v = 0
ikuti arah i (berlawanan arah jarum jam) dan perhatikan polaritas masing-masing komponen
i (20+25+10) – 5 – 2.5vy+ 20 = 0
55i + 15 – 2.5(-25i) = 0
55i + 15 + 62.5i = 0
117.5i = -15
i = – 15/117.5 = -0.13 A
Karena rangkaian ini seri, maka arus yang mengaliri semua komponen adalah sama, maka dissipasi daya pada resistor 20 ohm
P20Ω = i2 (20) = (0.13)2 (20) = 0.338 W = 338 mW
v20Ω = (-0.13A) (20 Ω) = -2.6 V
v25Ω = (-0.13 A) (25 Ω) = -3.25 V
v10Ω = (-0.13 A) (10 Ω) = -1.3 V
5.