Analisis Mesh dengan Sumber Arus, Contoh, Penggunaan (Soal Terpecahkan)
Kita semua tahu bahwa menganalisis rangkaian listrik sangatlah penting. Untuk analisis, kami menggunakan berbagai prinsip seperti tegangan Kirchhoff dan hukum arus Kirchhoff. Tapi ini hanya berlaku untuk rangkaian sederhana. Saat kita menganalisis rangkaian listrik yang kompleks, kita harus menggunakan aturan KVL dan KCL serta alat tambahan. Alasan penggunaan peralatan tambahan adalah penggunaan beberapa sumber tegangan dan arus yang terkontrol. Jadi wajar jika dikatakan bahwa menganalisis rangkaian yang kompleks tidaklah mudah. Oleh karena itu, teori KVL dan KCL gagal menyelidikinya, sehingga kita harus menggunakan metode analisis yang spesifik. Untuk ini, pertama-tama kita harus mengetahui variabel-variabel rangkaian tersebut. Setelah itu, analisis mesh dan analisis nodal harus diterapkan. Dengan ini, arus dan tegangan dapat dengan mudah dideteksi.
Mari kita perjelas semuanya dari artikel ini: Apa itu analisis mesh? Apa itu analisis super mesh, apa kegunaannya dan apa perbedaannya?
Daftar Isi
Apa itu Analisis Mesh?
Mesh adalah loop tanpa loop di dalam atau di luar rangkaian listrik. Arus mesh digunakan sebagai pengganti arus untuk menganalisis rangkaian. Teknik ini menghasilkan jumlah persamaan minimum yang harus diselesaikan. Teknik loop arus mesh digunakan untuk menyelidiki mesh. Rangkaian mesh menggunakan hukum tegangan Kirchhoff. Hukum Kirchhoff sangat membantu untuk mencari nilai arus yang tidak diketahui dalam suatu rangkaian.
Ketika kita menerapkan hukum Ohm, kita dapat menemukan nilai tegangan. Hukum ini sangat membantu ketika sebuah jalur menghubungkan dua simpul. Ketika jala hanya memiliki satu cabang, arus itu sendiri dikenal sebagai arus jala; Ketika ada dua cabang, arus dianggap sebagai jumlah atau selisih dari dua loop jala.
Apa itu Supermesh?
Jika Anda ingin menganalisis rangkaian yang kompleks, analisis super mesh merupakan teknik terbaik, bukan analisis mesh. Saat kita menggunakan rangkaian supernode, bukan rangkaian nodal, untuk menetapkan supernode di sekitar sumber tegangan.
Kemudian dalam analisis rangkaian super mesh, sumber arus berada di dalam super mesh. Untuk setiap nilai arus, kita harus mengurangi jumlah mesh satu per satu.
Jika aliran dalam jaring tersebut berada pada permukaan di luar sirkuit listrik, jaring tunggal yang digunakan dalam jaring super diabaikan. Jaring super ini membantu merekonstruksi sirkuit sesuai dengan hukum tegangan Kirchhoff. Untuk menyederhanakan teknik ini, kita akan memecahkan sirkuit sederhana menggunakan analisis sirkuit jaring super sederhana. Setelah itu, kita akan memecahkan seluruh proses.
Perbedaan Antara Analisis Mesh Dan Analisis Nodal
| Analisis Jaring | Analisis Nodal |
|---|---|
| Untuk menyelesaikan sirkuit, kami membaginya menjadi jerat. | Untuk menyelesaikan rangkaian, node yang berbeda digunakan. |
| Arus ditugaskan ke sirkuit | Tegangan diberikan ke sirkuit |
| Berlaku untuk Sirkuit Planar saja | Berlaku untuk Rangkaian Planar dan Non Planar |
| Metode ini berguna ketika ada sumber arus | Metode ini berguna bila ada sumber tegangan |
Penggunaan Analisis Mesh
Analisis mesh memiliki banyak kegunaan. Kami akan membahas beberapa di antaranya di sini:
Jika Anda ingin mengetahui nilai arus pada posisi mana pun baik dalam rangkaian sederhana maupun kompleks, analisis mesh membantu Anda. Dengan menggunakan analisis mesh, kami memecahkan rangkaian planar.
Analisis mesh memudahkan penyelesaian persamaan matematika yang rumit karena analisis mesh memerlukan lebih sedikit perhitungan. Analisis mesh sangat membantu dalam menyelesaikan jembatan Wheatstone yang tidak seimbang. Mari kita ambil contoh untuk memahami hal ini:
Ada resistor R1/R4 dan R2/R5. Rasio resistor tidak sama. Alasan di balik ini adalah sejumlah tegangan dan arus mengalir melalui R3. Teknik seri-paralel gagal menyelesaikan jenis rangkaian kompleks ini, sehingga kami mengadopsi metode lain yaitu:
Untuk menyelesaikan masalah ini, metode arus cabang adalah yang terbaik. Dalam metode ini, kita memerlukan enam arus dari Ia ke If. Oleh karena itu, beberapa persamaan dibuat. Kompleksitas ini dapat dikurangi dengan hanya menggabungkan proses arus.
FAQ: Orang Juga Bertanya
Q1: Apa Saja Keterbatasan Penggunaan Analisis Mesh?
Analisis mesh memiliki beberapa kelemahan:
- Hanya dapat digunakan untuk rangkaian planar, yaitu diagram rangkaian dapat digambar pada bidang datar tanpa ada kabel yang bersilangan satu sama lain.
- Jika suatu rangkaian memiliki banyak jerat, jumlah persamaan yang perlu diselesaikan akan bertambah, sehingga prosesnya menjadi lebih rumit dan memakan waktu.
Q2: Hukum Kirchhoff manakah yang digunakan dalam analisis mesh?
Analisis mesh menggunakan Hukum Tegangan Kirchhoff (KVL). Hukum ini menyatakan bahwa tegangan total di sekitar setiap loop tertutup dalam suatu rangkaian adalah nol. Hal ini membantu dalam menemukan penurunan tegangan dan penguatan di setiap mesh rangkaian.
Q3: Apa Perbedaan Antara Loop dan Mesh dalam Suatu Rangkaian?
Loop adalah lintasan tertutup dalam rangkaian yang setiap titiknya hanya dapat dilalui satu kali. Mesh adalah jenis loop khusus yang tidak memiliki loop lain di dalamnya. Mesh adalah bentuk loop yang paling sederhana.
Kesimpulan
Akhirnya, kita dapat mengatakan bahwa analisis mesh adalah teknik yang paling dapat diandalkan untuk menyelesaikan rangkaian kompleks sementara hukum-hukum ini, hukum KVL, KCL, dan Ohm saja dapat menyelesaikan rangkaian elektronik. Analisis mesh dapat mengurangi jumlah persamaan yang diperlukan untuk menyelesaikan jaringan rangkaian listrik.
Teknik super mesh merupakan metode lain yang digunakan ketika terdapat sumber arus yang sama antara dua mesh. Teknik super mesh berguna dalam sistem kontrol, sistem daya, dan jaringan listrik, tetapi juga memiliki beberapa keterbatasan. Karena hanya dapat diterapkan pada rangkaian sederhana. Meskipun memiliki keterbatasan, teknik ini masih digunakan dalam banyak aplikasi.
