Satuan yang dapat kita gunakan untuk mengukur beda potensial pada suatu titik disebut a Volt . Volt adalah beda potensial yang diterapkan pada hambatan sebesar 1 ohm, dan akan mengakibatkan aliran arus listrik dari terminal yang lebih tinggi ke terminal yang lebih rendah.
Perbedaan potensial selalu mengalir dari nilai potensial yang lebih tinggi ke nilai potensial yang lebih rendah. Kita juga dapat mendefinisikan 1V sebagai potensial ketika arus 1 Ampere dikalikan dengan hambatan 1 ohm. Untuk menggambarkan beda potensial digunakan rumus hukum ohm yaitu sama dengan V=IxR .
Menurut Hukum Ohm, arus dalam rangkaian linier meningkat seiring dengan peningkatan beda potensial. Suatu rangkaian yang mempunyai beda potensial yang besar antara dua titik mana pun akan menghasilkan lebih banyak arus yang mengalir melalui kedua titik tersebut dalam suatu rangkaian.
Misalnya, pertimbangkan resistor 10 Ω, dan tegangan yang diberikan pada salah satu ujungnya adalah 8V. Demikian pula, tegangan pada ujung lainnya adalah 5V. Jadi kita akan mendapatkan beda potensial 3V (8V-5V) pada terminal resistor. Untuk mencari arus yang melintasi resistor, kita dapat menggunakan hukum Ohm. Arus rangkaian ini akan menjadi 0,3A.
Jika tegangan kita naikkan dari 8V menjadi 40V, maka beda potensial resistor menjadi 40V – 5V = 35V. Ini akan menghasilkan aliran arus 3,5A. Ketika beda potensial pada resistor bertambah, hal ini juga akan mengakibatkan peningkatan arus.
Untuk mengukur tegangan suatu titik di dalam suatu rangkaian, kita harus membandingkannya dengan titik acuan umum. Kami biasanya menggunakan 0V atau pin ground sebagai titik referensi di rangkaian untuk mengukur beda potensial.
Garis Besar Singkat
- Apa Beda Potensialnya
- Contoh Beda Potensial
- Jaringan Pembagi Tegangan
- Rumus Pembagi Tegangan
- Contoh Pembagi Tegangan
- Kesimpulan
Apa Beda Potensialnya
Beda potensial, juga dikenal sebagai tegangan, adalah konsep inti dalam kelistrikan. Ini pada dasarnya menggambarkan perbedaan energi potensial listrik antara dua titik dalam suatu rangkaian listrik. Perbedaan potensial antara dua titik menyebabkan muatan berpindah dari titik potensial yang lebih tinggi ke titik potensial yang lebih rendah. Hal ini akan mengakibatkan aliran arus listrik. Kami mengukur beda potensial dalam volt (V), dan ini merupakan faktor penting dalam menentukan perilaku listrik dalam suatu rangkaian dan cara perangkat listrik beroperasi.
Contoh Beda Potensial
Pada gambar, potensial yang diterapkan pada resistor pada salah satu ujung adalah 10 V. Potensial pada ujung kedua resistor adalah 5 V.
Untuk menghitung beda potensial pada ujung resistor, kurangi potensial yang lebih tinggi dari yang lebih rendah:
Beda potensial yang dihitung pada resistor adalah 5V.
Arus dalam resistor sebanding dengan potensial yang diberikan. Jika beda potensial antara dua titik mana pun lebih besar, maka akan terlihat aliran arus yang besar.
Gunakan hukum Ohm untuk mencari arus.
Sekarang, tingkatkan potensial dari 10V menjadi 20V di salah satu ujung resistor dan 5V menjadi 10V di ujung lainnya. Beda potensialnya akan menjadi 10 V. Dengan menggunakan hukum Ohm Anda dapat mencari arus yang melalui resistor sebesar 8 ampere.
Muatan listrik menyebabkan arus listrik mengalir. Namun potensi tersebut tidak bergerak atau mengalir secara fisik. Potensi diterapkan pada dua titik tertentu di sirkuit.
Untuk mencari tegangan total rangkaian, kita harus menjumlahkan semua tegangan yang terhubung pada rangkaian seri. Ini berarti ketika Anda memiliki resistor (DI DALAM 1 , DI DALAM 2 , Dan DI DALAM 3 ) dihubungkan secara seri, Anda cukup menjumlahkan tegangannya untuk mencari tegangan total:
Di sisi lain, ketika Anda menghubungkan resistor secara paralel, tegangan pada setiap resistor atau elemen tetap sama. Secara paralel, tegangan pada masing-masing resistor adalah sama, dan dapat dinyatakan sebagai:
Jaringan Pembagi Tegangan
Kita tahu bahwa jika kita menghubungkan beberapa resistor secara seri pada suatu beda potensial, maka akan terjadi hal baru rangkaian pembagi tegangan akan terbentuk. Rangkaian ini membagi tegangan suplai antar resistor dengan perbandingan tertentu. Setiap resistor mendapat sebagian tegangan relatif terhadap resistansinya.
Prinsip rangkaian pembagi tegangan ini hanya berlaku pada resistor yang dihubungkan secara seri. Jika kita menghubungkan resistor secara paralel, maka akan menghasilkan pengaturan yang sangat berbeda, yang disebut a jaringan pembagi saat ini.
Divisi Tegangan
Rangkaian yang diberikan menjelaskan konsep dasar rangkaian pembagi tegangan. Pada rangkaian ini, berbagai resistor dirangkai secara seri. Terdapat 4 resistor yang diberi nama seri R 1 , R 2 , R 3 , Dan R 4 . Semua resistor ini memiliki titik referensi yang sama yaitu sama dengan nol volt atau ground.
Ketika Anda menghubungkan resistor secara seri, tegangan suplai (DI DALAM S ) didistribusikan ke setiap resistor. Anda akan melihat setiap resistor akan menurunkan sejumlah tegangan. Artinya setiap resistor mendapat bagian dari tegangan total.
Selanjutnya, gunakan Hukum Ohm untuk menyatakan rangkaian ini. Menurut definisi hukum Ohm, arus (I) yang mengalir melalui serangkaian resistor sama dengan tegangan suplai (DI DALAM S ) dibagi dengan hambatan total (R T ).
Ekspresi matematika hukum Ohm diberikan sebagai
Sekarang gunakan hukum Ohm dan kalikan saja arusnya (SAYA) dengan perlawanan (R) nilai masing-masing resistor.
Di mana DI DALAM mewakili penurunan tegangan.
Setelah berpindah dari satu titik ke titik lain sepanjang rangkaian resistor, tegangan pada setiap titik meningkat seiring dengan penjumlahan penurunan tegangan. Semua jumlah penurunan tegangan individu sama dengan tegangan masukan rangkaian (DI DALAM S ) .
Tidak perlu mencari arus rangkaian total untuk mencari tegangan pada titik tertentu. Anda dapat menggunakan rumus sederhana untuk menghitung penurunan tegangan pada titik mana pun dengan mempertimbangkan resistansi resistor dan arus yang mengalir melaluinya. Ini menyederhanakan analisis rangkaian dan membantu dalam memahami bagaimana tegangan didistribusikan dalam rangkaian.
Rumus Pembagi Tegangan
Dalam rumus di atas, V(x) mewakili tegangan, dan R(x) sama dengan resistansi yang dihasilkan oleh tegangan ini. Simbol RT menunjukkan resistansi seri total dari resistor dan VS adalah tegangan suplai.
Rumus Pembagi Tegangan
Perhatikan rangkaian di bawah ini untuk mencari tegangan keluaran rangkaian di R2 menggunakan aturan pembagi tegangan.
Di sirkuit ini, V di dalam menunjukkan tegangan suplai. Ini adalah arus yang mengalir melalui rangkaian. Arus ini mengalir ke dua arah.
Mari kita pertimbangkan DI DALAM R1 Dan DI DALAM R2 menjadi penurunan tegangan R 1 Dan R 2 . Ketika resistor-resistor tertentu dihubungkan secara seri, tegangan input V DI DALAM rangkaian akan sama dengan jumlah seluruh tegangan individu yang dijatuhkan pada masing-masing resistor.
Untuk menghitung penurunan tegangan individu pada setiap resistor, gunakan persamaan hukum Ohm:
Demikian pula untuk resistor R 2
Dari gambar tersebut, kita dapat melihat bahwa tegangan pada R 2 adalah V KELUAR . Tegangan keluaran ini dapat diberikan sebagai:
Dari persamaan di atas, kita dapat menghitung tegangan masukan V DI DALAM .
Untuk menghitung arus total dalam satuan V keluar tegangan, gunakan V di atas keluar persamaan.
Jadi V keluar persamaannya akan menjadi:
Sekarang perhatikan rangkaian pembagi tegangan berganda yang berisi banyak keluaran pada resistor.
Persamaan keluarannya akan menjadi:
Di sini, dalam persamaan di atas, DI DALAM X adalah tegangan keluaran.
R X adalah jumlah seluruh resistor yang terhubung dalam rangkaian.
Nilai yang mungkin dari R X adalah:
Jika DI DALAM singkatan dari tegangan suplai. Kemudian tegangan keluaran yang mungkin diberikan sebagai:
Dari persamaan di atas dapat kita simpulkan bahwa tegangan yang dijatuhkan pada resistor-resistor yang dirangkai seri sebanding dengan nilai atau besar resistor tersebut. Menurut hukum tegangan Kirchhoff, tegangan yang dijatuhkan pada semua resistor tertentu harus sama dengan tegangan masukan sumber.
Jadi Anda dapat mencari jatuh tegangan resistor menggunakan rumus pembagi tegangan.
Contoh Pembagi Tegangan
Perhatikan rangkaian pembagi tegangan dengan tiga resistor seri, yang menghasilkan dua tegangan keluaran dari a 240 V memasok. Nilai resistansinya adalah sebagai berikut:
- R1 = 10Ω
- R2 = 20Ω
- R3 = 30Ω
Resistansi ekivalen rangkaian dihitung sebagai:
Sekarang, dua tegangan keluaran ditentukan sebagai berikut:
Arus dalam rangkaian diberikan oleh:
Oleh karena itu, penurunan tegangan pada setiap resistor adalah sebagai berikut:
Kesimpulan
Pembagi tegangan adalah rangkaian pasif mendasar yang digunakan dalam elektronik. Rangkaian ini dapat menurunkan tegangan keluaran relatif terhadap tegangan masukan. Anda dapat mencapai pengurangan tegangan ini setelah menghubungkan beberapa resistansi secara seri. Nilai resistansi tergantung pada nilai jatuh tegangan yang ingin dicapai. Resistor ini akan menghasilkan pecahan tegangan tetap yang ditentukan oleh rasio resistor.
Resistor merupakan elemen rangkaian yang penting karena dapat membatasi tegangan rangkaian menurut Hukum Ohm. Resistor yang dirangkai seri memiliki arus konstan yang melalui setiap resistor. Anda dapat menghitung dan mempertahankan tegangan konstan saat merancang rangkaian elektronik dengan bantuan rumus pembagi tegangan.