OSN-2023-03

Elemen Non Linear

OSN · 2023 · Elektromagnetisme

Soal ini berkaitan dengan sebuah rangkaian listrik non-linier. Tinjau suatu elemen listrik non-linier dengan arus I mengalir dari titik M ke titik N. Beda potensial V M N dapat dinyatakan sebagai: A V M N = V_{1} + , I dengan konstanta V_{1} > 0 dan A > 0. Ketika I = 0, maka V M N dapat bernilai suatu nilai tegangan listrik tertentu. Disini, arus listik I hanya mengalir pada satu arah saja dan tidak dapat mengalir pada arah kebalikannya. Tinjau dua buah rangkaian listrik berikut ini. Pada rangkaian 1, terdapat sumber tegangan listrik DC dengan tegangan V_{0} yang hambatan internalnya dapat diabaikan, sebuah hambatan R dan elemen non-linier dengan parameter V_{1} dan A yang telah diketahui.

(a)
$Agar arus I > 0 dapat mengalir, tentukan syarat nilai tegangan V_{0}, dinyatakan dalam besaran-besaran V_{1}, A, dan R! Pada rangkaian 2, terdapat sumber tegangan listrik DC dengan tegangan V_{0} yang hambatan internalnya dapat diabaikan, sebuah hambatan R, sebuah kapasitor dengan kapasitansi C = 10 - 2 F dan sebuah elemen non-linier dengan V_{1} = 2 V dan nilai konstanta A yang akan dicari. Mula-mula kapasitor C tidak berisi daya. Kemudian tiba-tiba arus I mengalir pada rangkaian. Dilakukan pengukuran besar tegangan V C pada kapasitor dengan profil sebagai berikut. Mula-mula arus I = I_{1} = 15 m A mengalir pada saat V C = 0. Kemudian arus I berkurang secara linier sehingga ketika arus I = I_{2} = 3 m A, V C bernilai maksimum, V C, m a k s = 12 V . Tentukan:$
(b)
$Sumber tegangan V_{0}, hambatan R dan konstanta A dinyatakan dalam besaran-besaran I_{1}, I_{2}, V C, m a k s dan V_{1} . Kemudian dengan menggunakan nilai numerik I_{1}, I_{2}, V C, m a k s dan V_{1} di atas, tentukan nilai V_{0}, R R dan A dalam SI!$
(c)
$Energi Q R yang dilepaskan oleh hambatan R ketika arus yang mengalir berubah dari I_{1} ke I_{2}, dinyatakan dalam besaran-besaran di atas. Kemudian tentukan besar Q R secara numerik dalam satuan Joule!$
(d)
$Waktu t ketika arus yang mengalir berubah dari I_{1} ke I_{2}, dinyatakan dalam besaran-besaran di atas. Kemudian tentukan besar t secara numerik dalam satuan detik!$

Halaman ini menampilkan pernyataan soal. Gunakan Bank Soal untuk memilih soal lain atau buka AI Tutor untuk membahas soal ini.