Teori Jaringan - Ikhtisar
Network theoryadalah ilmu yang mempelajari pemecahan masalah rangkaian listrik atau jaringan listrik. Dalam bab pengantar ini, mari kita bahas terminologi dasar rangkaian listrik dan jenis elemen jaringan.
Terminologi Dasar
Dalam Teori Jaringan, kita akan sering menemukan istilah berikut -
- Sirkuit Listrik
- Jaringan Listrik
- Current
- Voltage
- Power
Jadi, sangat penting bagi kita untuk mengumpulkan beberapa pengetahuan dasar tentang istilah-istilah ini sebelum melangkah lebih jauh. Mari kita mulai dengan Rangkaian Listrik.
Sirkuit Listrik
Sirkuit listrik berisi jalur tertutup untuk menyediakan aliran elektron dari sumber tegangan atau sumber arus. Unsur-unsur yang ada dalam rangkaian listrik akan masukseries connection, parallel connection, atau dalam kombinasi koneksi seri dan paralel.
Jaringan Listrik
Jaringan listrik tidak perlu memiliki jalur tertutup untuk menyediakan aliran elektron dari sumber tegangan atau sumber arus. Oleh karena itu, kita dapat menyimpulkan bahwa "semua rangkaian listrik adalah jaringan listrik" tetapi hal sebaliknya tidak harus benar.
Arus
Sekarang "I"mengalir melalui konduktor tidak lain adalah laju aliran muatan waktu. Secara matematis, dapat ditulis sebagai
$$ I = \ frac {dQ} {dt} $$
Dimana,
Q adalah muatan dan unitnya adalah Coloumb.
t adalah waktu dan unitnya adalah yang kedua.
Sebagai analogi, arus listrik dapat diartikan sebagai aliran air melalui pipa. Arus diukur dalam bentukAmpere.
Secara umum, Electron current mengalir dari terminal negatif sumber ke terminal positif, sedangkan, Conventional current mengalir dari terminal positif sumber ke terminal negatif.
Electron current diperoleh karena pergerakan elektron bebas, sedangkan, Conventional currentdiperoleh karena pergerakan muatan positif gratis. Keduanya disebut sebagaielectric current.
Tegangan
Voltase "V"tidak lain adalah gaya gerak listrik yang menyebabkan muatan (elektron) mengalir. Secara matematis, dapat ditulis sebagai
$$ V = \ frac {dW} {dQ} $$
Dimana,
W adalah energi potensial dan satuannya adalah Joule.
Q adalah muatan dan unitnya adalah Coloumb.
Sebagai analogi, Tegangan dapat diartikan sebagai tekanan air yang menyebabkan air mengalir melalui pipa. Ini diukur dalam bentukVolt.
Kekuasaan
Kekuasaan "P"tidak lain adalah laju aliran energi listrik. Secara matematis, dapat ditulis sebagai
$$ P = \ frac {dW} {dt} $$
Dimana,
W adalah energi listrik dan diukur dalam bentuk Joule.
t adalah waktu dan diukur dalam hitungan detik.
Kita bisa menulis ulang persamaan di atas a
$$ P = \ frac {dW} {dt} = \ frac {dW} {dQ} \ times \ frac {dQ} {dt} = VI $$
Karena itu, power tidak lain adalah product tegangan V dan saat ini I. Satuannya adalahWatt.
Jenis Elemen Jaringan
Kita dapat mengklasifikasikan elemen Jaringan menjadi berbagai jenis berdasarkan beberapa parameter. Berikut adalah jenis elemen Jaringan -
Elemen Aktif dan Elemen Pasif
Elemen Linear dan Elemen Non-linier
Unsur Bilateral dan Unsur Sepihak
Elemen Aktif dan Elemen Pasif
Kita dapat mengklasifikasikan elemen Jaringan menjadi salah satunya active atau passive berdasarkan kemampuan memberikan tenaga.
Active Elementsmengirimkan daya ke elemen lain, yang ada di sirkuit listrik. Terkadang, mereka mungkin menyerap kekuatan seperti elemen pasif. Itu berarti elemen aktif memiliki kemampuan mengirimkan dan menyerap daya.Examples: Sumber tegangan dan sumber arus.
Passive Elementstidak dapat mengirimkan tenaga (energi) ke elemen lain, namun mereka dapat menyerap daya. Itu berarti elemen-elemen ini menghilangkan daya dalam bentuk panas atau menyimpan energi baik dalam bentuk medan magnet atau medan listrik.Examples: Resistor, Induktor, dan Kapasitor.
Elemen Linear dan Elemen Non-Linear
Kita dapat mengklasifikasikan elemen jaringan sebagai linear atau non-linear berdasarkan karakteristik mereka untuk mematuhi properti linieritas.
Linear Elements adalah elemen yang menunjukkan hubungan linier antara tegangan dan arus. Examples: Resistor, Induktor, dan Kapasitor.
Non-Linear Elements adalah yang tidak menunjukkan hubungan linier antara tegangan dan arus. Examples: Sumber tegangan dan sumber arus.
Unsur Bilateral dan Unsur Sepihak
Elemen jaringan juga dapat diklasifikasikan sebagai baik bilateral atau unilateral berdasarkan arah arus yang mengalir melalui elemen jaringan.
Bilateral Elements adalah elemen yang memungkinkan arus di kedua arah dan menawarkan impedansi yang sama di kedua arah aliran arus. Examples: Resistor, Induktor dan Kapasitor.
Konsep elemen Bilateral diilustrasikan pada gambar berikut.
Pada gambar di atas, arus (I) mengalir dari terminal A ke B melalui elemen pasif yang memiliki impedansi Z Ω. Ini adalah rasio tegangan (V) melintasi elemen itu antara terminal A & B dan arus (I).
Pada gambar di atas, arus (I) mengalir dari terminal B ke A melalui elemen pasif yang memiliki impedansi Z Ω. Itu berarti arus (–I) mengalir dari terminal A ke B. Dalam hal ini juga, kita akan mendapatkan nilai impedansi yang sama, karena arus dan tegangan memiliki tanda negatif terhadap terminal A & B.
Unilateral Elementsadalah arus yang hanya memungkinkan arus dalam satu arah. Oleh karena itu, mereka menawarkan impedansi yang berbeda di kedua arah.