Rangkaian Arus Searah Dasar – Contoh Sederhana

Rangkaian arus searah dasar adalah rangkaian yang memiliki satu arah tegangan dan arus. Untuk lebih spesifik, rangkaian ini hanya memiliki satu arah atau aliran muatan listrik searah. Salah satu contoh paling sederhana untuk tegangan DC adalah baterai.

Jika DC adalah singkatan dari “Direct Current” maka AC adalah singkatan dari “Alternating Current”. Ide di balik “direct” atau “alternating” adalah “arah” aliran muatannya.

Definisi Sirkuit DC

Jika ada yang meminta Anda untuk mendefinisikan rangkaian dc, dapatkah Anda menjawabnya dengan penjelasan terbaik dan paling sederhana? Dari beberapa literatur, buku, atau jurnal, mereka mungkin memberikan penjelasan yang paling lengkap. Namun, untuk beberapa alasan, kita hanya perlu mempelajari definisi yang paling sederhana tentangnya dan langsung ke analisis rangkaian.

Definisi rangkaian arus searah adalah rangkaian listrik yang dibangun dari sumber tegangan konstan, sumber arus konstan, dan beban resistif. Tegangan dan arus dalam rangkaian tidak bergantung pada waktu.

Sesuai dengan namanya, Arus Searah berarti hanya menggunakan satu arah. Di sini kita mengenal kata penting lainnya yaitu “polaritas”. Polaritas menunjukkan “arah” sebagaimana yang perlu kita ketahui sebelum menganalisis rangkaian listrik.

Apa itu rangkaian arus searah? Rangkaian ini hanya memiliki satu polaritas, satu arah tegangan atau arus. Rangkaian ini memiliki nilai konstan, frekuensi nol, atau nilai rata-rata tegangan atau arus yang berubah sangat lambat hingga hampir tidak ada.

Penjelasan lainnya adalah

• Sumber tegangan DC akan selalu memiliki tegangan konstan di atasnya.
• Sumber arus DC akan selalu memiliki arus konstan di atasnya.

Kesimpulannya, rangkaian DC adalah rangkaian yang tegangan dan arusnya di setiap bagian rangkaian memiliki nilai yang konstan.

Mungkin membingungkan jika mengira bahwa singkatan arus DC adalah arus Direct Current. Inilah sebabnya mengapa DC juga disebut sebagai “polaritas konstan”. Rangkaian DC mungkin memiliki tegangan yang bervariasi tetapi tidak akan melewati polaritas negatif atau sebaliknya seperti yang ditunjukkan pada bentuk gelombang tegangan penyearah di bawah ini.

Diagram arus searah di atas menunjukkan bahwa arus tersebut tidak akan melewati polaritas lain. Ini adalah contoh arus searah di mana arus tersebut tidak akan melewati polaritas lain.

Apa itu Rangkaian DC

Rangkaian DC adalah rangkaian listrik yang hanya terdiri dari

• Sumber tegangan dan/atau arus konstan,
• Beban resistif (resistor).

Rangkaian ini tidak bergantung pada waktu. Jika rangkaian tidak memerlukan nilai tegangan dan arus sebelumnya, kita dapat menganggap rangkaian tersebut sebagai rangkaian DC.

Rangkaian tersebut tidak memerlukan nilai sebelumnya sehingga rangkaian tersebut tidak menggunakan kalkulasi rumit yang terdiri dari perubahan waktu, periode transien, atau semacamnya.

Kita hanya perlu menganalisis kalkulasi kondisi stabilnya, tentu saja dengan solusi DC.

Ingatlah bahwa tidak semua rangkaian listrik dapat diselesaikan dengan solusi DC. Bersiaplah untuk menggunakan solusi lain jika rangkaian tersebut memiliki beban induktif (induktor) dan kapasitif (kapasitor).

Lebih jauh, rangkaian dapat disebut sebagai rangkaian DC jika diberi energi oleh sumber DC (baterai atau catu daya DC).

Kita dapat membuktikan nilainya hanya dengan menggunakan alat ukur seperti voltmeter atau amperemeter.

Aplikasi Rangkaian DC

Apa saja contoh arus searah?

DC umumnya ditemukan dalam aplikasi tegangan ekstra rendah dan tegangan rendah, terutama untuk baterai dan sel surya. Sebagian besar perangkat elektronik kita juga memerlukan tegangan DC dan catu daya DC.

Perlu diingat bahwa saat kita menggunakan perangkat listrik DC, kita perlu memperhatikan polaritasnya atau perangkat tersebut akan rusak. Meskipun perangkat Anda memiliki elemen jembatan dioda, sebaiknya hubungkan dengan polaritas yang tepat.

Ada juga banyak penggunaan tegangan DC di sektor otomotif.

Ambil contoh kendaraan listrik yang sedang berkembang, mereka menggunakan baterai yang berarti tegangan DC. Mesin diesel pada kendaraan berat, truk, peralatan pertanian, dll juga menggunakan sistem tegangan DC.

Catu daya DC juga ditemukan dalam teknologi telekomunikasi.

Catu daya ini akan menjaga jalur koneksi untuk pelanggan jika terjadi gangguan selama pengoperasian. Konverter DC-DC juga populer sebagai sumber daya untuk perangkat komunikasi.

Untuk efisiensi, transmisi daya tegangan tinggi menggunakan listrik DC. Hal ini karena dalam transmisi jarak jauh, kerugian oleh Tegangan Tinggi DC (HVDC) lebih rendah dan lebih murah.

Rangkaian ini dapat dioptimalkan lebih lanjut dengan menggunakan rangkaian filter.

Rangkaian Arus Searah Dasar

Karena rangkaian DC merupakan rangkaian listrik yang disuplai oleh tegangan konstan atau tegangan tetap, komponen-komponennya terdiri dari baterai, kawat konduktor, dan beban resistif. Aliran arusnya tetap dalam satu arah, dari terminal positif ke terminal negatif.

Tegangan dan arus yang diukur dalam rangkaian juga konstan dan tidak bergantung pada waktu.

Karena kita berurusan dengan rangkaian DC, teknik analisis yang paling banyak digunakan adalah Hukum Ohm karena menggunakan tegangan, arus, dan resistansi.

Rangkaian listrik DC, muatan listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Inilah sebabnya mengapa simbol sumber tegangan DC atau baterai memiliki indikasi potensial tinggi dan potensial rendah.

Simbol di atas merupakan sumber tegangan DC umum dimana:

• Potensial yang lebih tinggi dilambangkan dengan simbol positif
• Potensial yang lebih rendah dilambangkan dengan simbol negatif.

Simbol di atas adalah baterai dimana:

• Garis yang lebih panjang dengan simbol positif menunjukkan potensial yang lebih tinggi.
• Garis yang lebih pendek menunjukkan potensial yang lebih rendah.

Selain komponen, kita juga perlu mempelajari cabang, simpul, dan putaran.

Selanjutnya, mari kita lanjutkan ke analisis rangkaian arus searah di bawah ini. Kita akan menggunakan senter untuk membuat diagram rangkaian arus searah sederhana.

Dari diagram di atas dapat kita simpulkan bahwa bagian-bagian rangkaian listrik dc sederhana kali ini adalah:

• Baterai,
• Saklar, dan
• Bohlam lampu.

Persoalan kita selanjutnya adalah “bagaimana bohlam akan menyala dalam rangkaian arus searah sederhana”. Hal ini sangat mudah karena jika tidak ada sakelar maka bohlam akan selalu menyala sampai baterainya kering.

Rangkaian bohlam sederhana ini dapat menunjukkan kepada kita bagaimana sebuah rangkaian DC berperilaku ketika ada aliran arus DC atau tegangan DC yang diberikan pada rangkaian tersebut.

Ada dua kondisi:

• Saat saklar ditutup, arus mengalir ke bohlam dan menyalakannya.
• Saat sakelar terbuka, berarti rangkaiannya terbuka, sehingga arus tidak mengalir ke bohlam dan bohlam akan mati.

Tentu saja rangkaian ini sendiri dapat ditingkatkan untuk keamanan yang lebih baik karena kita hanya menghubungkan baterai ke bohlam dengan kabel konduktor. Perlu diingat bahwa setiap perangkat, elemen, dan komponen listrik memiliki ambang batas untuk tegangan dan arus.

Arus berlebih di rangkaian akan merusak bohlam dan Anda perlu membeli yang baru.

Kita dapat membuat rangkaian ini lebih maju seperti rangkaian LED yang berkedip.

Berpikir kembali tentang bagaimana kita mempelajari Hukum Ohm, kita benar-benar dapat menerapkannya di sini.

Apa aturan untuk menganalisis rangkaian listrik bersumber dc? Kita dapat memanfaatkan Hukum Ohm dasar untuk menghitung tegangan, arus, atau resistansi selama nilai dari dua di antaranya diketahui.

Menggunakan

Kita dapat mengurangi arus dengan meningkatkan resistansi atau menurunkan tegangan.

Anda dapat melupakan penurunan tegangan karena kita menggunakan baterai yang memiliki nilai tegangan tetap. Kemudian kita hanya dapat menambahkan resistor untuk mengurangi atau membatasi arus yang mengalir ke bohlam.

Berikut cara membuat rangkaian arus searah sederhana Anda sendiri.

Konsep rangkaian DC dapat digunakan untuk membangun rangkaian analog maupun rangkaian digital.

Contoh Rangkaian DC

Apa itu rangkaian dc dan ke arah mana arus mengalir?

Setelah membaca sampai titik ini, Anda seharusnya sudah menjawab pertanyaan itu sendiri. Cukup amati rangkaian dc selama sedetik dan Anda akan mengetahui arah aliran arus. Fokus kita selanjutnya adalah:

Berapa banyak arus yang mengalir ke arah itu?

Untuk menjawabnya, kita akan menggunakan rangkaian seri arus searah seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Arus pada rangkaian DC ditunjukkan dengan huruf I beserta arah panahnya. Tegangan pada rangkaian DC dilambangkan dengan V.

Kita dapat mengasumsikan bahwa V adalah baterai, maka R1 dan R2 dapat berupa beban resistif seperti bola lampu.

Karena hanya ada satu jalur arus, maka arus akan sama di setiap titik pada rangkaian. Atau dapat dituliskan dalam bentuk persamaan matematika:

Tegangan dalam rangkaian DC adalah jumlah penurunan tegangan pada elemen rangkaian. Dalam hal ini, sumber tegangan V sama dengan jumlah penurunan tegangan pada R1 dan R2.

Oleh karena itu, kita dapat mengubahnya menjadi persamaan matematika:

Setelah kita memiliki kedua persamaan ini, kita dapat dengan bebas menggunakan hukum Ohm untuk menemukan variabel yang diinginkan.

Menggunakan hukum Ohm:

Dengan demikian,

Kita akan batasi diri pada rangkaian DC seri (rangkaian pembagi tegangan) dan tidak berlanjut ke rangkaian DC paralel (rangkaian pembagi arus).

Pertanyaan yang Sering Diajukan