| Book Title | Electric Circuits 9th Edition |
| Author | James W. Nilson and Susan A. Riedel |
| ISBN | 0-13-611499-7 |
| ISBN-13 | 978-0-13-611499-4 |
| Publication Year | 2011 |
for Electric Circuits
Buku karya James W. Nilson (Professor Emeritus &
Iowa Statate University) dan Susan A. Riedel (Marquette University) ini
merupakan buku yang menjadi salah satu pedoman untuk belajar rangkaian listrik.
Buku dengan total 794 halaman (822 keseluruhan) ini memuat 18 bab materi.
Selain itu, buku ini juga menyediakan beberapa soal yang sudah terjawab (solved
probem) yang dapat digunakan sebagai sarana belajar selain soal-soal yang belum
terjawab (unsolved problem).
Isi buku:
Bab 1 Circuit
Variables
Berisi
variabel-variabel dasar pada rangkaian listrik seperti arus listrik (I –
ampere), tegangan (V – volt), daya (P – watt), energi (W – joule). Dalam bab
ini juga kembali mengulas satuan-satuan SI (Standar Internasional) yang telah
dipelajari saat SMP, seperti panjang (L – meter), massa (m – kilogram), waktu
(t – detik), dan lain-lain.
Bab 2 Circuit
Elements
Berisi pembahasan tentang
karakteristik sumber tegangan, sumber arus, dan resistor. Banyak sistem praktis
dapat dimodelkan hanya dengan sumber dan resistor, untuk kemudian dilakukan
analisi rangkaian. Hal ini merupakan titik awal untuk mempelajari dan memahami teknik
dasar analisis rangkaian.
Bab 3 Simple
Resistive Circuits
Jika dalam Bab 2 dilakukan
analisis rangkaian sederhana, maka dalam bab ini penerapan analisis dilakukan
pada rangkaian yang lebih komplek. Kompleksitas yang lebih besar terletak pada
jumlah elemen yang lebih banyak dengan interkoneksi yang lebih rumit. Bab ini
berfokus pada pengurangan/penyederhanaan rangkaian menjadi rangkaian yang lebih
sederhana.
Bab 4 Techniques of
Circuit Analysis
Berisi teknik
analisis rangkaian yang membantu dalam analisis struktur rangkain yang kompleks,
yaitu metode tegangan-simpul (node-voltage
method) dan metode arus-mesh (mesh-current
method). Selain itu, bab ini juga
membahas teknik-teknik lain untuk menyederhanakan rangkaian. Bab ini menjelaskan
bagaimana menggunakan reduksi seri-paralel, transformasi ∆-ke-Y, transformasi
sumber dan rangkaian equivalen Thevenin dan Norton.
Bab 5 The Operational
Amplifier
Berisi tentang operational amplifier (penguat
operasional) dan penjelasan komponen berupa dioda dan transistor. Sebagai
catatan, bab ini berfokus pada perilaku terminal dari penguat operasional dan
tidak terlalu membahas struktur internal dari penguat atau pada arus dan
tegangan yang ada dalam struktur ini. Yang penting untuk diingat adalah bahwa
perilaku internal dari penguat bertanggung jawab atas hambatan tegangan dan
arus yang dikenakan pada terminal.
Bab 6 Inductance,
Capacitance, and Mutual Inductance
Berisi tentang
komponen induktor dan kapasitor. Termasuk didalamnya adalah induktansi, kapasitansi,
kombinasi seri maupun paralelnya, dan induktansi bersama. Induktor adalah
komponen listrik yang menentang setiap perubahan arus listrik. Perilaku
induktor didasarkan pada fenomena yang terkait dengan medan magnet. Sedangkan kapasitor
adalah komponen listrik yang terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh
bahan isolator atau dielektrik. Kapasitor adalah satu-satunya perangkat selain
baterai yang dapat menyimpan muatan listrik.
Bab 7 Response of
First-Order RL and RC Circuits
Berisi analisis rangkaian
yang hanya terdiri dari sumber, resistor, dan (salah satu) induktor atau
kapasitor, atau disebut juga konfigurasi rangkaian RL (resistor-inductor) dan
RC (resistor-kapasitor). Jika pada bab 6 dikatakan bahwa atribut penting dari induktor
dan kapasitor adalah kemampuan mereka untuk menyimpan energi, maka dalam bab
ini dipaparkan cara menentukan arus dan voltase yang muncul ketika energi
dilepaskan atau diperoleh oleh induktor atau kapasitor sebagai respons terhadap
perubahan mendadak pada voltase dc atau sumber arus.
Analisis rangkaian RL
dan RC dibagi menjadi tiga fase. Pada fase pertama, pertimbangan arus dan
tegangan yang muncul ketika energi yang tersimpan dalam induktor atau kapasitor
tiba-tiba dilepaskan ke jaringan resistif. Pada fase kedua, pertimbangan arus
dan tegangan yang muncul ketika energi diperoleh oleh induktor atau kapasitor
karena aplikasi tiba-tiba dari tegangan dc atau sumber arus (step response). Proses untuk menemukan
respons alami dan langkah adalah sama; dengan demikian, dalam fase ketiga, dikembangkan
metode umum yang dapat digunakan untuk menemukan respons rangkaian RL dan RC
terhadap setiap perubahan mendadak pada tegangan dc atau sumber arus.
Bab 8 Natural and
Step Responses of RLC Circuits
Berisi
tentang respons alami (natural response)
dan respons langkah (step response) dari
rangkaian RLC paralel dan rangkaian RLC seri. Selain itu, dalam bab ini juga
dibahas terkait rangkaian dengan 2 penguat (amplifier)
yang terintegrasi.
Bab 9 Sinusoidal Steady-State
Analysis
Berisi tentang
bagaimana jika suatu rangkaian dialiri oleh voltase atau sumber arus yang
berbeda-beda secara sinusoidal (rangkaian sinusoidal). Termasuk didalam analisis
sinusoidal adalah bagaimana mengembangkan persamaan pemodelan yang tepat dan
bekerja dengan bilangan kompleks.
Bab 10 Sinusoidal
Steady-State Power Calculations
Berisi tentang perhitungan
daya sinusoidal dalam kondisi steady-state,
terutama daya rata-rata yang dikirim ke atau dipasok dari sepasang terminal
sebagai akibat dari tegangan dan arus sinusoidal. materi lain, seperti daya
reaktif, daya kompleks, daya semu, dan konsep nilai rms dari sinusoid juga akan
disajikan.
Bab 11 Balanced
Three-Phase Circuits
Berisi pembahasan
terkait sistem rangkaian tiga fase. Karena alasan ekonomi, sistem tiga fase
biasanya dirancang untuk beroperasi dalam keadaan seimbang. Sehingga, pembahasan
bab ini hanya mempertimbangkan rangkaian yang seimbang. Analisis rangkaian tiga
fase yang tidak seimbang sangat bergantung pada pemahaman tentang sirkuit
seimbang.
Struktur dasar dari
sistem tiga fase terdiri dari sumber tegangan yang terhubung ke beban melalui
transformator dan saluran transmisi. Untuk menganalisisnya, rangkaian
disederhanakan menjadi sumber tegangan yang terhubung ke beban melalui saluran.
Karakteristik yang menentukan dari sirkuit tiga fase seimbang adalah adanya
satu set tegangan tiga fase seimbang pada sumbernya. Dimulai dengan
mempertimbangkan tegangan-tegangan ini, lalu hubungan tegangan dan arus untuk
sirkuit Y-Y dan Y-∆, baru setelah itu masuk bagian bagian daya dan pengukuran
daya.
Bab 12 Introduction
to the Laplace Transform
Berisi tentang
transformasi Laplace, karakteristik terkait, metode sistematis untuk
mentransformasikan dari domain waktu ke domain frekuensi, juga inverse transform-nya.
Bab 13 The Laplace
Transform in Circuit Analysis
Berisi tentang
transformasi Laplace pada rangkaian. Termasuk didalamnya adalah bagaimana
langkah penulisan persamaan integrodifferensial
domain-waktu dan mengubahnya kedalam domain s (s-domain), model
rangkaian s-domain untuk resistor,
induktor, dan kapasitor, hukum Ohm dan Kirchhoff dalam konteks s-domain, penerapan metode transformasi
Laplace ke berbagai masalah rangkaian, dan inverse
transform. Selain itu, dipaparkan juga fungsi transfer sebagai metode
analisis. Fungsi transfer untuk sirkuit tertentu adalah rasio transformasi
Laplace dari outputnya ke transformasi Laplace inputnya.
Bab 14 Introduction
to Frequency Selective Circuits
Berisi tentang analisis
efek dari berbagai sumber frekuensi pada tegangan dan arus rangkaian, disebut
juga dengan respons frekuensi (frequency
response). Respons rangkaian tergantung pada jenis elemen di sirkuit, cara
elemen-elemen tersebut terhubung, dan impedansi elemen-elemen tersebut. Meskipun
memvariasikan frekuensi sumber sinusoidal tidak mengubah tipe elemen atau
koneksinya, namun dapat mengubah impedansi kapasitor dan induktor, karena
impedansi elemen-elemen ini adalah fungsi frekuensi. Dengan demikian, pemilihan
elemen-elemen rangkaian, nilai-nilainya, dan koneksi-koneksinya ke
elemen-elemen lain secara teliti memungkinkan untuk membuat rangkaian yang dapat
mengalirkan sinyal input ke output yang berada dalam kisaran frekuensi yang
diinginkan. Rangkaian tersebut disebut dengan rangkaian frekuensi-selektif (frequency-selective circuits). Banyak
perangkat yang berkomunikasi melalui sinyal listrik, seperti telepon, radio,
televisi, dan satelit, menggunakan rangkaian ini.
Rangkaian
frekuensi-selektif dapat dianggap sebagai filter
karena kemampuannya untuk menyaring sinyal input tertentu berdasarkan
frekuensi. Sebagai catatan, tidak ada rangkaian frekuensi-selektif praktis yang
dapat dengan sempurna menyaring frekuensi yang dipilih. Alih-alih filter akan melemahkan atau mengurangi efek sinyal
input di luar frekuensi yang diinginkan. Dalam bab ini, akan dipaparkan terkait
low-pass filters, high-pass filters,
bandpass filters, dan bandreject filters.
Bab 15 Active Filter
Circuits
Berisi tentang
rangkaian filter dengan menggunakan
rangkaian aktif, yaitu op amp. Dalam bab ini, dipaparkan beberapa dari banyak
rangkaian filter yang menggunakan op
amp. Rangkaian op amp dapat mengatasi kelemahan dari rangkaian filter pasif (terdiri dari resistor,
induktor, dan kapasitor). Selain itu, juga dipaparkan bagaimana rangkaian filter op amp dasar dapat digabungkan
untuk mencapai respons frekuensi spesifik dan mencapai respons filter yang hampir ideal.
Bab 16 Fourier Series
Berisi tentang
analisis Fourier yang digunakan untuk analisis gelombang periodik non
sinusoidal. Salah satu alat yang dirancang untuk menghasilkan bentuk gelombang
periodik nonsinusoidal adalah osilator elektronik. Selain itu, generator fungsi
mampu menghasilkan gelombang persegi, gelombang segitiga, dan gelombang persegi
panjang,
Bab 17 The Fourier
Transform
Berisi tentang Transformasi
Fourier yang memperluas deskripsi domain frekuensi dari fungsi periodik (Fourier Series) ke fungsi yang tidak
periodik. Transformasi Fourier sangat berguna dalam teori komunikasi tertentu
dan untuk pemrosesan sinyal.
Bab 18 Two-Port
Circuits
Berisi tentang rangkaian
dua terminal (Two Ports) yang berbeda
dengan Thevenin atau Norton. Analisis ini berguna ketika sinyal diumpankan ke
dalam sepasang terminal, kemudian setelah diproses oleh sistem, diekstraksi
pada pasangan terminal kedua. Pasangan terminal disebut sebagai port sistem karena
mewakili titik-titik di mana sinyal dimasukkan atau diekstraksi. Dalam bab ini,
rangkaian yang digunakan hanya yang memiliki satu port input dan satu port
output.
***
Catatan: Ebook ini digunakan sebagai salah satu acaun
dalam pembelajaran Teknik Elektro Dasar. Anda dapat melihat buku terkait
di sini, dan materi terkait di sini.
