Analisis Rangkaian Loop Tunggal

Analisis rangkaian loop tunggal dapat dilakukan dengan menggunakan hukum ohm dan menggunakan hukum kirckoff II, dengan begitu maka nilai arus listrik yang mengalir pada rangkaian dan tegangan listrik yang mengalir pada setiap komponen pada rangkaian sederhana loop tunggal tersebut. Pada gambar dibawah ini ada sebuah sumber tegangan sebesar Vs dengan tanda + pada ujung atas, maka sesuai dengan sifat sumber tegangan bahwa arus listrik akan mengalir dari ujung + dan arus listrik akan mengalir sesuai dengan arah jarum jam.

Gambar rangkaian loop tunggal

Sesuai dengan hukum ohm maka tegangan pada setiap resistor akan berlaku rumus V = I x R dengan tanda positif pada ujung yang dimasuki dituju oleh arus I setiap pada gambar.
sesuai dengan hukum kirchoof II (hukum tegangan) maka berlaku :

Dan dengan mengganti nilai tegangan V dengan hasil rumus hukum Ohm.

i.R1+1.R2+i.R3+i.R4(-Vs)= 0

i=Vs/R1+R2+R3+R4

kesimpulannya bahwa dalam satu loop yang sama adalah arusnya I.


Contoh Soal :
1.

Gambar rangkaian 

Dua buah resistor dengan masing-masing nilai hambatan 20 Ω dan 10 Ω dirangkai secara seri dengan dua buah sumber tegangan DC yang memiliki nilai masing-masing 90 V dan 30 V. Berapakah nilai arus, dan tegangan  pada resistor tersebut?
Diketahui : R1 = 20 Ω
                 R2 = 10 Ω
                 V_S1 = 90 V
                 V_S2 = 30 V

Ditanya : I_R1 = ?
               I_R2 = ?
               V_R1 = ?
               V_R2 = ?


Jawab    :
a. Arus listrik pada masing-masing beban :

 karena rangkaian tersebut seri maka arus pada satu beban dan beban yang lain sama maka arus yang mengalir pada R1 dan R2 sama.

I_R1 = I_R2 = I = 2 A

b. Tegangan listrik pada masing-masing beban :
Tegangan pada beban resistor 10 Ω :

Tegangan pada beban resistor 20 Ω :

Dioda

Dioda merupakan komponen aktif elektronika yang berbahan semikonduktor. Struktur dioda merupakan sambungan semikonduktor P dan N. salah satu sisanya adalah semikonduktor dengan tipe-p sebagai (anoda), sedangkan di sisi yang lainnya adalah semikonduktor dengan tipe-n sebagai (katoda), dengan struktur komponen yang sedemikian rupa maka dioda dapat mengalirkan arus listrik dapat mengalir dari titik P menuju N.

Pada umumnya dioda digunakan untuk memberikan jalan pada suatu arus listrik untuk mengalir dalam satu arah (disebut arah maju dioda ini), dan menutup/menghentikan aliran arus listrik yang berasal dari arah yang berlawanan (arah sebaliknya).dioda dapat dimisalkan sebagai katup elektronik (katup yang mengatur jalannya arus listrik).

Gambar simbol dioda

Gambar dioda secara fisik

Dalam penggunaan nya dioda memiliki dua cara kerja perbiasan pada dioda, yaitu bias maju forward bias dan bias balik reverse bias. berikut ini penjelasan secara lanjut mengenai forward bias, dan reverse bias :

Bias maju pada dioda (forward bias)

Bias maju pada dioda adalah hubungan yang dihasilkan oleh pusat sumber negatif suatu baterai yang dihubungkan dengan bahan tipe-n  dan pusat positif yang dihubungkan dengan bahan yang bertipe -p.

 Gambar rangkaian dioda bias maju

dengan pembiasan maju, arus listrik yang melewati sambungan bahan tipe p dan tipe-p akan diteruskan sehingga jika pada rangkaian pembiasan maju ini diberi beban berupa lampu, maka lampu tersebut akan menyala pada gambar tersebut terjadi karena bias maju akan menyebabkan hilangnya area deplesi pada sambungan bahan bertipe n dan bahan bertipe p dioda seolah-oleh tidak ada sama sekali.

Bias balik pada dioda (reverse bias)

Bias balik pada dioda adalah hubungan yang dihasilkan oleh pusat sumber negatif baterai yang dihubungkan dengan menggunakan bahan bertipe p dan pusat positif yang dihubungkan dengan bahan bertipe n.

Gambar rangkaian dioda bias mundur.

Dengan pembiasan balik, arus listrik yang melewati sambungan bahan bertipe n dan bahan tipe n akan dihambat sehingga apabila pada rangkaian pembiasan balik ini diberikan beban berupa lampu, maka lampu tersebut tidak akan menyala. sesuai dengan gambar diatas terjadi karena pembiasan balik akan menyebabkan area deplesi pada sambungan bahan tipe p dan tipe n semakin meluas, artinya muncul penghalang yang akan menghambat aliran listrik pada sambungan bahan bertipe n dan bertipe p dioda.

dioda yang terbuat dari bahan silikon (Si) mempunyai tegangan konduksi di atas 0,7 v sedangkan dioda dari bahan germanium (Ge) batas minimum tegangan konduksi  adalah 0,2 V.