LAPAORAN PRAKTIKUM FISIKA LISTRIK SIMULASI RANGKAYAN LISTRIK MEGUNAKAN LTSPICE

Disusun Oleh:

Nabil Abdillah

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUKABUMI

JL. R Syamsudin S.H No. 50,  Kec. Cikole Kota Sukabumi

Jawa Barat 43113

v  TUJUAN PRAKTIKUM

Dapat memahami dan menggunakan software LTSpice pada rangkaian listrik dan dapat menentukan be
sar tegangan, kuat arus serta hambatan pada sebuah rangkaian.

v  DASAR TEORI
1.     Rangkain listrik
Rangakaian listrik adalah gabungan dari beberapa  elemen listrik pasif seperti transformator, resistor, kapasitor, inductor, saklar, sumber arus dan sumber tegangan. Rangkaian listrik juga ter diri dari 3 yaitu rangkaian seri, pararel, serta campuran. Adapun yang sering dicari pada rang kaian listrik adalah besar tegangan, kuat arus, serta hambatan dan untuk mencari semua itu dapat ditentukan dengan hokum ohm. Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan tegangan yang diterapkan kepadanya.
Berikut adalah rumus hokum Ohm:

Keterangan :
V : Tegangan (Volt)
I : Kuat Arus (Ampere)
R : Hambatan (Ω)

2.   Macam-Macam Rangkaian Listrik

Terdapat dua tipe rangkaian yaitu: rangkaian seri dan rangkaian paralel. Rangkaian seri dan paralel dapat dikombinasikan sehingga menjadi rangkaian kombinasi atau gabungan.

• Rangkaian Seri

Rangkaian seri merupakan sebuah rangkaian listrik yang komponennya disusun secara berderetan hanya melalui satu jalur aliran listrik. Contohnya adalah sebuah rangkaian yang memiliki dua resistor, tapi hanya terdapat satu jalur kabel untuk mengalirkan listrik seperti pada gambar dibawah ini.

Pada rangkaian seri, arus listrik yang mengalir besarnya sama tiap elemen dan dirumuskan dengan:

Total hambatan resistor pada rangkaian seri merupakan penjumlahan masing-masing hambatannya yang dirumuskan dengan:

                             

  

• Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel merupakan sebuah rangkaian listrik yang komponennya disusun sejajar dimana terdapat lebih dari satu jalur listrik (bercabang) secara paralel. Contohnya adalah sebuah rangkaian yang memiliki dua resistor dimana terdapat satu jalur kabel untuk setiap resistor seperti pada gambar dibawah ini.

                  

Sesuai dengan Hukum Kirchoff 1, arus listrik yang masuk harus sama dengan arus keluar. Sehingga pada rangkaian paralel besarnya arus sebelum masuk ke cabang sama dengan besar arus setelah keluar dari cabang dan dirumuskan dengan:

Sesuai dengan Hukum Ohm, maka total hambatan resistor pada rangkaian paralel merupakan jumlah dari kebalikan hambatan tiap-tiap komponen dan dirumuskan dengan:

3.   LTSpice
LTSpice adalah software atau perangkat lunak yang berbasisi SPICE atau Simulation Program With Integrated Circuit Emphasis yang biasa digunakan untuk simulasi rangkaian elektonik digital dan analog.

v  ALAT DAN BAHAN
1.     Laptop/ PC
2.     Software LTSpice
3.     Rangkaian listrik / bahan praktikum


v  LANGKAH KERJA
1.     Pertama kita perlu download terlebih dahulu software LTSpace dan mengintalnya.
2.     Kemudian bukalah software LTSpice yang telah kalian install dan tekan Ctrl + N untuk  lembar kerja agar kita bissa membuat projek baru atau kita juga bisa dengan mengklik menu file pilih New schemantic.
3.     Lalu kita gambar rangkaian listrik yang akan kita uji menggunakan  menu dan tools yang sudah tersedia di software LTSpice.
4.     Setelah rangkaian sigambar , kita bisa menjalankannya dengan men klik tombol run pada menu, atau bisa juga klik kana lalu akan muncul options dan klik options run.
5.     Setelah run di klik maka akan muncul menu translent dan isi stop time dengan 1m lalu klik OK.( menu translent akan otomatis muncul ketika kita pertama kali menjalankan rangkaian)
6.     Untuk mencari tegangan pada rangkaian, dekatkanlah kursor pada rangkaian sampai muncul icon berwarna mereh lalu klik kiri dan tahan dan geserkan kebagian lainnya dari rangkaian  sambil menahan klik kiri sampai muncul icon berwarna hitam setelah lepaskan klik kiri maka secara otomatis hasilnya akan muncul. Ini lah icon yang di maksud :

7.     Untuk mencari kuat arus pada rangkaian listrik maka kursor kita arahkan pada Current atau voltage sampai muncul icon lalu klik kiri dan hasilnya pun akan muncul, hasilnya akan di tampilkan dalam bentuk gelombang. Beginilah icon nya:

8.     Untuk  mencari R ekivalensi pertama kita harus mencari besar tegangan terlebuh dahulu meng gunakan kangkah no. 6, Setelah itu akan muncul gelombang yang biasanya tercetak dengan nama V(n001). Lalu kita double klik kanan pada V(n001) serta tambahkan /I(V1) bilahasilnya positif dan bila hasilnya negative tambahkan /-I(V1) pada samping tulisan V(n001) lalu klik OK maka hasilnya akan muncul.





v  ANALISA

1.     Gambarlah rangkaian berikut mengunakan LTSpice dan tentukan R Ekivalennya !

2.     Gambarlah rangkaian listrik berikut dan tentukan nilai arusnya !

3.     Gambarlah rangkaian berikut dan tentukan besar tegangannya V !

4.     Gambarlah rangkaian berikut dan ten tukan i nya!

5.     Gambarlah rangkaian listrik berikut dan tentukan nilai V (tegangan) dan I (arus) !

v  HASIL DAN PEMBAHASAN


Nomo 1.

Ini lah hasih dari pertanyaan yang pertama, didapatkan bahwa R = 74, 999996Ω atau kita bisa menbulatkan menjadi R = 75Ω seperti yang di tujukan lingkaran merah dan kalua di tuliskan dalam cara manual R =V/I  atau R = 10V / 133,33334mA = 74,999996Ω = 75Ω.

Nomor 2.

 Dapat di lihat pada rangkaian diatas bahwa nilai arusnya  adalah 1,5A seperti yang dilingkari biru. Dan hasil ini bisa didapatkan karena I(V1) = -1,5A, diganti menjadi -I(V1) karena hasilnya negative (seperti yang di tujukan lingkaran kuning).

Nomor 3.

Pada hasil tersebut didapat bahwa kuat arusnya adalah 1A seperti yang dilingkari oleh warna hitam. Dan hasil lainnya R = 7Ω dan tegangannya = 7V.


Nomor 4.

Pada hasil tersebut didapat bahwa tegangannya  adalah 1,5A seperti yang dilingkari oleh warna hitam. Dan hasil lainnya R = 0,75Ω dan Arusnya = 2 A.


Nomor 5.

untuk mendapatkan hasil seperti yang ada pada gambar di atas yang dilingkari merah kita harus memasukan rumus I = I2 – I1 atau I = I(I1) – I(V1)
I = 3A – 1A.
I= 2A.

untuk mendapatkan hasil seperti yang ada pada gambar di atas yang dilingkari biru kita harus memasukan rumus V = V2 – V1 atau V = V(n001) – V(n002)
V = 24V – 16V.
V= 8V.



v  KESIMPULAN
Simulasi menggunakan LTSpice lebih mudah karena mencari besar tegangan , kuat arus, dan R ekivalensi nya sangat cepat dan mudah.

v  DAFTAR PUSTAKA

• https://id.wikipedia.org/wiki/Rangkaian_listrik
• https://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Ohm
• https://translate.google.com/translate?hl=id&sl=en&u=https://en.wikipedia.org/wiki/LTspice&prev=search
• https://www.studiobelajar.com/rangkaian-listrik/

Fisika Medan Listrik

 Medan Listrik, Fluks Medan Listri, Hukum Gauss, Dipol Listrik di Ruang Bermedan Listrik

Medan Listrik

     Electric field atau medan listrik adalah daerah/ruang/space di sekitar muatan listrik yang masih dipengaruhi oleh gaya listrik dari muatan tersebut. Medan listrik didefinisikan sebagai gaya listrik persatuan muatan. Medan listrik digambakan dengan garis-garis listrik yang arahnya  keluar (menjauhi) muatan positif dan masuk (mendekati) muatan negatif.

Semua tergantung pada besarnya muatan sumber dan jarak bend tersebut (muatan uji). Kua medan listrik di rumuskan sebagai besarnya gaya Coulomb untuk setiap satuan muatan. Secara matematis rumus medan listrik

 Keterangan
E = kuat medan listrik (N/C)
F = gaya coulomb (F)
q = muatan uji (C)

Arah kuat medan listrik yang dialami oleh muatan uji bergantung pada jenis muatan uji dan muatan sumber. Jika positi dan negatif maka akan tarik menarik tapi jika jenis muatannya sama kan tolak menolak. 

	Q = bermuatan positif q = bermuatan negatif
	Q = bermuatan positif q = bermuatan positif
	Q = bermuatan negatif q = bermuatan positif
	Q = bermuatan negatif q = bermuatan negatif

Jika diketahui rumus gaya coulomb antara muatan sumber Q dengan muatan uji q adalah

maka rumus medan listrik menjadi

keterangan
E = kuat mendan litrik (N/C)
Q = muatan sumber (C)
r = jarak muatan uji dengan muatan sumber (m)

2. Resultan Medan Listrik yang Tidak Segaris

Dari gambar di atas, Titik A berada dalam pengaruh medan listrik dari muatan Q1 dan Q2, sehingga anatara titik Q1, A, dan Q2 membentuk sebuah sudut apit dengan nilai tertentu. Total kuat medan listrik yang dialami oleh titik A adalah resultan dari vector E1 dan E2. Untuk menentukan besarnya digunakan rumus resultan vektor

Fluks Listrik

    fluks berasal dari kata bahasa latin, fluere, yang artinya mengalir. Secara harafiah, fluks listrik dapat diartikan sebagai aliran medan listrik. Kata aliran di sini tidak menunjukkan medan listrik mengalir seperti air mengalir, tetapi menjelaskan adanya medan listrik yang mengarah ke arah tertentu. Pada topik Garis-garis medan listrik telah dijelaskan bahwa medan listrik divisualisasikan atau digambarkan menggunakan garis-garis medan listrik karenanya fluks listrik juga digambarkan berupa garis-garis medan listrik. Jadi fluks listrik merupakan garis-garis medan listrik yang melewati suatu luas permukaan tertentu, sebagaimana dicontohkan pada gambar di bawah.

• Rumus Fluks Listrik

Secara matematis, fluks listrik adalah hasil kali antara medan listrik (E), luas permukaan (A) dan cosinus sudut antara garis medan listrik dengan garis normal yang tegak lurus permukaan.

• Fluks Listrik pada Permukaan Tertutup

Garis-garis medan listrik yang diberi warna biru berhimpit dengan permukaan atas dan bawah balok sehingga membentuk sudut 90^o dengan garis normal permukaan atas dan bawah. Dengan demikian fluks listrik pada permukaan atas dan bawah balok adalah Φ = E A cos 90^o = E A (0) = 0.

Garis-garis medan listrik yang diberi warna kuning berhimpit dengan permukaan samping kanan dan kiri balok sehingga membentuk sudut 90^o dengan garis normal permukaan samping kiri dan kanan. Dengan demikian fluks listrik pada permukaan samping kanan dan kiri balok adalah Φ = E A cos 90^o = E A (0) = 0.
Garis-garis medan listrik yang diberi warna merah tegak lurus dengan permukaan depan dan belakang balok sehingga membentuk sudut 0^o dengan garis normal permukaan depan dan belakang. Dengan demikian fluks listrik adalah Φ = E A cos 0^o = E A (1) = E A.

Ketika garis-garis medan listrik bergerak masuk ke balok seolah-olah terdapat muatan negatif di dalam balok maka fluks listrik bernilai negatif. Sebaliknya ketika garis-garis medan listrik bergerak ke luar dari balok seolah-olah terdapat muatan positif di dalam balok maka fluks listrik bernilai positif.jika jumlah garis medan listrik yang masuk ke balok sama dengan jumlah garis medan listrik yang keluar dari balok maka resultan fluks listrik bernilai nol. Secara kuantitatif atau menggunakan perhitungan, resultan fluks listrik yang melewati balok dihitung dengan cara berikut : fluks listrik masuk = Φ1 = – E A cos 0^o = – E A (1) = -E A dan fluks listrik keluar = Φ2 = + E A cos 0^o = + E A (1) = +E A. Fluks listrik total adalah Φ = -Φ1 + Φ2 = -E A + E A = 0.

• Fluks listrik pada bola :

Rumus kuat medan listrik adalah E = k Q / r² dan rumus luas permukaan bola adalah A = 4 π r² sehingga rumus fluks listrik berubah menjadi :

Jika muatan pada pusat bola adalah +2Q maka fluks listrik pada bola adalah

Berdasarkan rumus fluks listrik di atas disimpulkan bahwa jika terdapat muatan listrik di dalam permukaan tertutup berbentuk bola maka nilai fluks listrik pada bola tersebut tidak bergantung pada diameter atau jari-jari bola. Nilai fluks listrik adalah 4πk kali muatan listrik total di dalam bola tersebut atau 1/εo kali muatan listrik total di dalam bola tersebut.

• Satuan Fluks Listrik

Rumus dasar fluks listrik adalah Φ = E A, di mana E adalah kuat medan listrik dan A adalah luas permukaan. Satuan medan listrik adalah Newton per Coulomb (N/C) dan satuan luas permukaan adalah meter kuadrat (m²) sehingga satuan fluks listrik adalah Newton meter kuadrat per Coulomb (Nm²/C)

Hukum Gauss

   Hukum ini ditemukan oleh seorang ilmuwan berkebangsaan Jerman bernama Carl Friedrich Gauss. menceritakan hubungan antara fluks litrik hmogen yang melalui sebuah bidang (luasan) dan muatan listrik.

Jika ada garis-garis gaya dari sebuah medan listrik homogen yang menembus sebuah bidan seluas A maka fluks listrik (Φ baca : phi) yang melalui bidang tersebut tergantung pada kuat mendan listrik, luas bidang yang ditembus, dan sudut jatuhnya. Ada dua kemungkinan, gaya jatuh tegak lurus dan gaya jatuh tidak secara tegak lurus.

 

a. Garis Gaya Jatuh Tegak Lurus

Φ = E. A

b. Garis Gaya Jatuh Tidak Tegak Lurus

Φ = E. A. cos θ

Keterangan
Φ = Fluks listrik satuannya dalam SI adalah NC-1m2 atau waber (Wb)
E = Kuat medan listrik (N/C)
A = Luas bidang yang ditembus oleh medan listrik (m2)
θ = sudut antara gaya yang datang dengan garis bidang normal

Secara matematis, hukum Gauss dinyatakan dengan rumus berikut

Φ = E. A. cos θ = Q/εo

Dengan
Q = muatan yang dilingkupi oleh permukaan tertutup
ε 0 = permitivitas udara

Sumber Referensi 

https://rumushitung.com/2014/06/29/medan-listrik-fisika-sma/

https://rumushitung.com/2014/06/29/medan-listrik-fisika-sma/

https://gurumuda.net/fluks-listrik.htm

https://rumushitung.com/2014/07/03/hukum-gauss-dan-contoh-soal/

Besaran, Satuan, Dimensi dan Persamaan Didalam Listrik

    Untuk pembahasan kali ini saya akan membahas tentang Besaran, Satuan, Dimensi dan Persamaan Didalam Listrik. Tanpa basa-basi lagi yuk kita simak satu persatu pembahasan kali ini dan semoga bermanfaat kita semua.

• Besaran

Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur, dihitung, memiliki nilai dan satuan. Besaran menyatakan sifat dari benda. Sifat ini dinyatakan dalam angka melalui hasil pengukuran. Oleh karena satu besaran berbeda dengan besaran lainnya, maka ditetapkan satuan untuk tiap besaran. Satuan juga menunjukkan bahwa setiap besaran diukur dengan cara berbeda.

          Dari pengertian diatas, dapat diartikan bahwa sesuatu dapat dikatakan besaran harus mempunyai 3 syarat, yaitu :

1. dapat diukur atau dihitung
2. dapat dinyatakan dengan angka-angka atau mempunyai nilai
3. mempunyai satuan

      Didalam ilmu fisika, besaran dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

• Besaran Pokok

Pengertian Besaran pokok yaitu besaran yang sudah didefinisikan dan ditetapkan Satuan Internasional ada 7 besaran. Berikut adalah macam-macam contoh besaran pokok, yaitu :

1. Satuan Massa = Kilogram (kg) simbol M
2. Satuan Panjang = Meter (m) simbol l
3. Satuan Waktu = Sekon (s) simbol t
4. Satuan Intensitas Cahaya = Candela (cd) simbol j
5. Satuan Jumlah Zat = Mol simbol n
6. Satuan Kuat Arus = Ampere (A) simbol I
7. Satuan Suhu/ Temperatur = Kelvin (K) simbol T

  Tabel Besaran Pokok

• Besaran Turunan

     Besaran turunan yaitu suatu besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Berikut adalah beberapa kelompok besaran turunan yang disatukan dari sebuah tabel, yaitu :

• Besaran di Dalam Listrik

Berikut ini adalah Besaran-besaran Listrik dan Elektronika serta Satuan-satuan Listrik dan Elektronika yang sering digunakan dalam ilmu kelistrikan dan Elektronika. Standar yang digunakan pada umumnya adalah SI  yaitu Standard Internasional.

Besaran	Satuan	Simbol
Tegangan	Volt	V
Arus Listrik	Ampere	A
Hambatan/Resistansi	Ohm	Ω
Konduktansi	Siemens	G
Kapasitansi	Farad	F
Muatan Listrik	Coulomb	C
Induktansi	Henry	H
Daya Listrik	Watt	W
Impedansi	Ohm	Ω
Frekuensi	Hertz	Hz
Energi	Joule	J

• Satuan

satuan adalah acuan yang digunakan untuk memastikan kebenaran pengukuran  atau sebagai pembanding dalam suatu pengukuran besaran. Satuan ini dalam bahasa Inggris sering disebut dengan Unit. Contoh-contoh satuan dalam ilmu kelistrikan dan Elektronika seperti Ampere, Volt, Ohm, Joule, Watt, Farad dan Henry.

• Prefix/Awalan Satuan SI

Yang dimaksud dengan Prefix Satuan SI adalah awalan yang digunakan dalam satuan SI untuk membentuk sebuah satuan yang menandakan kelipatan dari satuan tersebut. Dibawah ini adalah Prefix satuan SI yang pada umumnya digunakan dalam ilmu kelistrikan dan Elektronika.

Prefix	Simbol	Desimal	10n
Terra	T	1.000.000.000.000	1012
Giga	G	1.000.000.000	109
Mega	M	1.000.000	106
kilo	k	1.000	103
(Tidak ada)	(Tidak ada)	1	100
centi	c	1/100	10-2
mili	M	1/1.000	10-3
micro	µ	1/1.000.000	10-6
nano	N	1/1.000.000.000	10-9
pico	p	1.000.000.000.000	10-12

• Contoh-contoh Penulisan Satuan SI

Contoh-contoh penulisan satuan-satuan tersebut diantaranya seperti berikut ini :

1. 1kV = 1 kilo Volt = 1.000 Volt
2. 1mA = 1 mili Ampere = 1/1000 Ampere atau 0,001 Ampere
3. 1MΩ = 1 Mega Ohm = 1.000.000 Ohm
4. 1µF = 1 micro Farad = 1/1.000.000 Farad

• Dimensi

dimensi ialah sebuah ekspresi huruf dari kuantitas yang di turunkan dari besaran pokok, tanpa mempertimbangkan dari nilai numerik nya.

Dan dalam setiap sistem pengukuran contoh nya seperti sistem metrik, lalu besaran tertentu di anggap sebagai besaran pokok dan yang lain nya akan di anggap berasal dari mereka yang kemudian disebut dengan nama besaran turunan. Sistem dimana panjang ( L ), waktu ( T ), dan massa ( M ) tersebut di jadikan sebagai besaran pokok.

Kemudian pada gaya, asal dimensi penyusun besaran pokok di tentukan oleh hukum kedua Newton tentang gerak yakni ML/T2 :

• Tekanan ( gaya per satuan luas ) memiliki dimensi M/LT2.
• Usaha atau energi ( gaya kali jarak ) memiliki dimensi ML2 /T2.
• Daya ( energi per satuan waktu ) memiliki dimensi ML2/ T3 dan jumlah mendasar lain nya juga di definisikan contoh nya seperti muatan listrik dan intensitas cahaya.

Ekspresi dari setiap besaran tertentu dalam besaran pokok dikenal dengan nama analisis dimensi dan sering memberikan wawasan fisik ke dalam hasil penghitungan matematika.

Analisis dimensi dalam fisika adalah alat konseptual yang sering diterapkan dalam fisika, dan teknik untuk memahami keadaan fisis yang melibatkan besaran fisis yang berbeda-beda. Adapun tiga manfaat dimensi dalam fisika, sebagai berikut.

1. Dapat digunakan untuk membuktikan dua besaran fisis setara atau tidak. Dua besaran fisis yang hanya setara jika keduanya memiliki dimensi yang sama dan keduanya termasuk besaran skalar atau keduanya termasuk besaran vektor.
2. Dapat digunakan untuk menetukan persamaan yang pasti atau mungkin benar.
3. Dapat digunakan untuk menurunkan persamaan suatu besaran fisis jika kesebandingan besaran fisis tersebut dengan besaran fisis lainnya diketahui.

• Sumber Referensi

https://chochoblue.blogspot.com/2013/10/makalah-besaran-dan-satuan.html
https://rumus.co.id/besaran-pokok/
https://teknikelektronika.com/besaran-satuan-listrik-elektronika/
https://www.dosenpendidikan.co.id/besaran-turunan-adalah/