Rumus Penurunan Tegangan & Contoh Perhitungan

Apa itu Penurunan Tegangan?

Penurunan tegangan adalah penurunan potensial listrik sepanjang jalur arus yang mengalir dalam rangkaian listrik. Atau dengan kata lain, "penurunan tegangan". Penurunan tegangan terjadi karena hambatan internal sumber, elemen pasif, di sepanjang konduktor, di sepanjang kontak, dan di sepanjang konektor, yang tidak diinginkan karena sebagian energi yang disuplai terdissipasi.

Penurunan tegangan di beban listrik berbanding lurus dengan daya yang tersedia untuk dikonversi menjadi bentuk energi lain yang berguna. Penurunan tegangan dihitung melalui Hukum Ohm.

Penurunan Tegangan pada Rangkaian Arus Searah

Dalam arus searah, alasan penurunan tegangan adalah hambatan. Untuk memahami penurunan tegangan dalam rangkaian DC, mari kita lihat contohnya. Anggaplah sebuah rangkaian yang terdiri dari sumber DC, 2 resistor yang terhubung secara seri, dan beban.

Di sini, setiap elemen rangkaian akan memiliki hambatan tertentu. Mereka menerima dan kehilangan energi dengan nilai tertentu. Tetapi faktor penentu nilai energi tersebut adalah fitur fisik elemen-elemen tersebut. Ketika kita mengukur tegangan di sepanjang sumber DC dan resistor pertama, kita dapat melihat bahwa nilainya akan kurang dari tegangan sumber.

Kita dapat menghitung energi yang dikonsumsi oleh setiap hambatan dengan mengukur tegangan di sepanjang resistor individual. Sementara arus mengalir melalui kawat mulai dari sumber DC ke resistor pertama, sebagian energi yang diberikan oleh sumber hilang karena hambatan konduktor.

Untuk memverifikasi penurunan tegangan, Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff digunakan, yang dibahas di bawah ini.
Hukum Ohm dinyatakan oleh

V → Penurunan Tegangan (V)
R → Hambatan Listrik (Ω)
I → Arus Listrik (A)

Untuk rangkaian DC tertutup, kita juga menggunakan Hukum Kirchhoff untuk perhitungan penurunan tegangan. Adalah sebagai berikut:
Tegangan Sumber = Jumlah penurunan tegangan di setiap komponen rangkaian.

Perhitungan Penurunan Tegangan pada Jalur Daya DC

Di sini, kita mengambil contoh jalur daya 100 ft. Jadi, untuk 2 jalur, 2 × 100 ft. Misalkan hambatan listrik 1,02Ω/1000 ft, dan arus 10 A.

Penurunan Tegangan pada Rangkaian Arus Bolak-Balik

Dalam rangkaian AC, selain Hambatan (R), akan ada oposisi kedua untuk aliran arus – Reaktansi (X), yang terdiri dari XC dan XL. Kedua X dan R akan menentang aliran arus juga. Jumlah kedua hal tersebut disebut Impedansi (Z).
XC → Reaktansi kapasitif
XL → Reaktansi induktif

Jumlah Z tergantung pada faktor-faktor seperti permeabilitas magnetik, elemen isolasi listrik, dan frekuensi AC.
Seperti Hukum Ohm dalam rangkaian DC, di sini diberikan sebagai

E → Penurunan Tegangan (V)
Z → Impedansi Listrik (Ω)
I → Arus Listrik (A)

IB → Arus penuh (A)
R → Hambatan konduktor kabel (Ω/1000ft)
L → Panjang kabel (satu sisi) (Kft)