Elektronika 1: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 14 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baruKembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Dioda & transistor

Dioda (tegangan jatuh konstan)
VD = 0,7 V when conducting
Daerah aktif
VBE = 0,7 V, IC = β·IB, IE = (β + 1)·IB
Bias tetap
IB = (VCC − 0,7)/RB
Bias pembagi tegangan
IB = (VTH − 0,7)/(RTH + (β + 1)RE)
Thévenin dari pembagi tegangan
VTH = VCC·R2/(R1 + R2), RTH = R1∥R2
Loop kolektor
VCE = VCC − ICRC − IERE
Saturasi
IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC, IB ≥ IC(sat)/β

Rangkaian op-amp

Penguat pembalik
Vout = −(Rf/Rin)·Vin
Penguat tak membalik
Vout = (1 + Rf/R1)·Vin
Penguat penjumlah
Vout = −Rf(V1/R1 + V2/R2)
Op-amp ideal
V+ = V−, Iin = 0

Transien RC & RL

Konstanta waktu
τ = RC | τ = L/R
Respons
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
Kapasitor pada DC
rangkaian terbuka; vC tidak dapat melompat
Induktor pada DC
hubung singkat; iL tidak dapat melompat
Keadaan tunak
t ≈ 5τ

Metode

  1. Cari nilai awal sesaat setelah sakelar berpindah: tegangan kapasitor dan arus induktor tidak dapat melompat.
  2. Cari nilai akhir lama setelah sakelar berpindah: kapasitor berperilaku sebagai rangkaian terbuka, induktor sebagai hubung singkat.
  3. Cari konstanta waktu: τ = RC atau τ = L/R, dengan hambatan yang terlihat oleh kapasitor atau induktor.
  4. Gunakan x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ.

Resistor seri & paralel

Resistor seri
Req = R1 + R2 + …
Resistor paralel
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + …
Dua resistor paralel
Req = R1R2 / (R1 + R2)
Hukum Ohm
V = I·R
Daya
P = V·I = I²R = V²/R

Metode

  1. Mulailah dari ujung jaringan yang paling jauh dari terminal.
  2. Gabungkan resistor seri dengan menjumlahkannya, dan resistor paralel dengan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …
  3. Gambar ulang rangkaian setelah setiap langkah.
  4. Ulangi sampai tersisa satu resistor di antara terminal.

Konverter DC-DC

Buck
Vo = D·Vin
Boost
Vo = Vin/(1 − D)
Buck-boost pembalik
|Vo| = Vin·D/(1 − D)
Keseimbangan daya ideal
VinIin = VoIo
Riak induktor
ΔIL = VL,on·D/(L·f); buck Vin − Vo, boost and buck-boost Vin
Arus induktor rata-rata
buck Io; boost dan buck-boost Io/(1 − D)
Riak keluaran
buck ΔIL/(8fC); boost dan buck-boost Io·D/(fC)
Batas CCM
buck (1 − D)R/(2f); boost D(1 − D)²R/(2f); buck-boost (1 − D)²R/(2f)

Metode

  1. Kenali konverternya (buck, boost, atau buck-boost) dan siklus kerja D dari rasio tegangan.
  2. Gunakan keseimbangan volt-detik pada induktor: tegangan induktor rata-rata selama satu periode adalah nol.
  3. Cari tegangan induktor saat saklar menyala, lalu ΔIL = VL·D/(L·f).
  4. Untuk riak keluaran, cari muatan yang masuk dan keluar kapasitor; untuk batas CCM, samakan arus induktor rata-rata dengan ΔIL/2.

Jembatan Wheatstone & strain gauge

Tegangan pembagi
Va = VsR2/(R1 + R2), Vb = VsR4/(R3 + R4)
Haluaran
Vab = Va − Vb
Keseimbangan
R1/R2 = R3/R4
Jembatan kawat geser
R/Rx = l/(100 − l)
Resistansi Thévenin
Rth = R1∥R2 + R3∥R4
Faktor pengukur
ΔR/R = GF·ε
Keluaran jembatan
seperempat Vs·GF·ε/4, setengah Vs·GF·ε/2, penuh Vs·GF·ε
Perubahan kecil, satu lengan
Vab ≈ Vs·ΔR/(4R)
Tegangan
σ = E·ε

Metode

  1. Perlakukan jembatan sebagai dua pembagi tegangan pada catu yang sama.
  2. Untuk keseimbangan, setel R₁/R₂ = R₃/R₄ lalu selesaikan untuk resistor yang tidak diketahui.
  3. Untuk jembatan tak seimbang, cari Va dan Vb dari pembagi lalu kurangkan; gunakan ekuivalen Thévenin bila alat ukur membebani keluaran.
  4. Untuk strain gauge, ubah regangan menjadi ΔR/R = GF·ε dan gunakan Vs·GF·ε/4, /2, atau ×1 untuk jembatan seperempat, setengah, atau penuh.

Logika digital: gerbang, peta-K & flip-flop

Gerbang dasar
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Aturan Boolean
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Urutan peta Karnaugh
00, 01, 11, 10 (Gray code)
Kelompok 2ᵏ sel
kehilangan k variabel
Multiplekser 4-ke-1
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Flip-flop
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Pencacah
n bit: 2ⁿ keadaan; mod-N: n terkecil dengan 2ⁿ ≥ N; fout = fclk/N
Pencacah ripple
fmax = 1/(n·tpd)
Pencacah cincin dan Johnson
n dan 2n keadaan

Metode

  1. Untuk rangkaian, bekerjalah dari masukan ke keluaran satu gerbang demi satu gerbang dan tulis nilai pada setiap kawat, atau tulis ekspresinya dan isi tabel kebenaran.
  2. Untuk penyederhanaan, taruh angka 1 (dan don’t-care sebagai X) ke dalam peta Karnaugh dengan baris dan kolom kode Gray: 00, 01, 11, 10.
  3. Cakup angka 1 dengan kelompok sesedikit dan sebesar mungkin yang berisi 1, 2, 4, 8, atau 16 sel, melingkar melewati tepi; setiap kelompok adalah satu suku hasil kali yang tersusun dari variabel yang tetap konstan. Kelompokkan angka 0 untuk bentuk POS.
  4. Untuk flip-flop dan pencacah, baca masukan pada setiap tepi clock aktif, tulis keadaan setelah setiap tepi, dan ingat bahwa pencacah n bit berputar kembali setelah 2ⁿ keadaan.

2Soal latihan

1.Dioda & transistorSedang
RC​ = 1,2 kΩβ = 80IC​ = ?VCC​ = 12 VRB​ = 390 kΩ

Sebuah transistor NPN dengan β = 80 dibias oleh resistor basis RB = 390 kΩ dari sumber VCC = 12 V. Resistor kolektornya RC = 1,2 kΩ dan emitornya dihubungkan ke ground. Ambil VBE = 0,7 V dan asumsikan transistor berada di daerah aktif. Cari arus kolektor IC dalam mA.

VCC = 12 VRB = 390 kΩRC = 1,2 kΩβ = 80VBE = 0,7 V
IC = mA
2.Dioda & transistorSulit
V (V)I (mA)0,6320Q = ?

Sebuah dioda dimodelkan sebagai 0,6 V yang diseri dengan 5 Ω (ia menghantar di atas 0,6 V). Dioda itu diseri dengan resistor 150 Ω melintasi catu 3 V. Cari arus kerja ID di tempat garis dioda bertemu garis beban.

Vs = 3 VR = 150 ΩV0 = 0,6 Vrd = 5 Ω
ID = mA
3.Rangkaian op-ampSedang
−+Vout​Rf​ = 22 kΩR1​ = 10 kΩVin​ = −4 VRa​ = 100 kΩRb​ = 22 kΩ

Op-amp ideal dan dicatu ±15 V. Cari tegangan keluaran Vout.

Vin = −4 VRa = 100 kΩRb = 22 kΩR1 = 10 kΩRf = 22 kΩ
Vout = V
4.Rangkaian op-ampSulit
−+Vout​R2​ = 10 kΩV1​ = −1,4 VR1​ = 10 kΩV2​ = 0,5 VR3​ = 100 kΩR4​ = 1 kΩ

Op-amp ideal dan dicatu ±15 V. Rasio resistornya tidak sepadan. Cari tegangan keluaran Vout.

V1 = −1,4 VV2 = 0,5 VR1 = 10 kΩR2 = 10 kΩR3 = 100 kΩR4 = 1 kΩ
Vout = V
5.Transien RC & RLSedang
R = 10 Ωt = 0L150 mHi(t)

Induktor mengalirkan arus tunak 0,5 A. Pada t = 0 sakelar menutup loop melalui R dan sumber dilepas, jadi arus induktor meluruh melalui R. Cari tegangan vR pada R pada t = 15 ms.

i(0) = 0,5 AR = 10 ΩL = 150 mHt = 15 ms
vR = V
6.Transien RC & RLSulit
+−Vs​9 VR1​ = 15 ΩR2​ = 47 Ωmembuka pada t = 0L100 mHi(t)

Sakelar yang paralel dengan R2 telah tertutup sejak lama, jadi arus induktor tunak. Pada t = 0 sakelar membuka. Cari arus induktor i pada t = 2 ms.

Vs = 9 VR1 = 15 ΩR2 = 47 ΩL = 100 mHt = 2 ms
i = A
7.Resistor seri & paralelSedang
R1​ = 4 ΩR3​ = 12 Ω+−V1​10 VR2​8 ΩAR4​3 ΩB

Cari resistansi ekuivalen Req yang dilihat sumber V1.

V1 = 10 VR1 = 4 ΩR2 = 8 ΩR3 = 12 ΩR4 = 3 Ω
Req = Ω
8.Resistor seri & paralelSulit
R1​ = 25 ΩR3​ = 15 ΩR5​ = 2 Ω+−V1​10 VR2​4 ΩAR4​10 ΩBR6​25 Ω

Cari resistansi ekuivalen Req yang dilihat sumber V1.

V1 = 10 VR1 = 25 ΩR2 = 4 ΩR3 = 15 ΩR4 = 10 ΩR5 = 2 ΩR6 = 25 Ω
Req = Ω
9.Konverter DC-DCSedang
tiL​Imax​ = ?Imin​Io​DTT2T

Konverter buck mengubah 9 V menjadi 2,7 V untuk beban 10 Ω. Konverter bekerja pada 50 kHz dengan L = 150 µH. Cari arus puncak induktor Imax.

Vin​ = 9 VVo​ = 2,7 Vf = 50 kHzL = 150 µHR = 10 Ω
Imax = A
10.Konverter DC-DCSulit
tiL​Imax​IL​DTT2T

Konverter buck ideal mengubah 15 V menjadi 7,5 V untuk beban 20 Ω pada 50 kHz. Cari induktansi terkecil Lcrit untuk konduksi kontinu.

Vin​ = 15 VVo​ = 7,5 Vf = 50 kHzR = 20 Ω
Lcrit = µH
11.Jembatan Wheatstone & strain gaugeSedang
+−6 V100 Ω100 Ω + ΔR100 Ω100 Ωab+−58,82 mV

Sebuah jembatan dengan empat lengan 100 Ω dicatu dengan 6 V. Ketika sensor R₂ berubah, keluarannya menunjukkan Vab = 58,82 mV. Cari perubahan eksak ΔR dari R₂.

Vs = 6 VR = 100 ΩVab = 58,82 mV
ΔR = Ω
12.Jembatan Wheatstone & strain gaugeSulit
+−5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​ = ?

Sebuah jembatan dengan lengan 120 Ω dieksitasi dengan 5 V dan memiliki satu gauge aktif (jembatan seperempat). Faktor pengukurnya 2 dan regangannya 800 µε. Cari keluaran jembatan Vo dalam mV.

Vs = 5 VGF = 2ε = 800 µε
Vo = mV
13.Logika digital: gerbang, peta-K & flip-flopSedang
ABCD0001111000011110111111

Pada peta Karnaugh ini tepat satu angka 1 tidak memiliki angka 1 tetangga, sehingga tetap menjadi kelompok satu sel (minterm penuh berisi empat literal) dalam bentuk SOP minimal. Tetangga melewati tepi peta ikut dihitung. Klik sel itu.

F = Σm(0, 4, 7, 9, 11, 12)
  1. 1AB = 00, CD = 00
  2. 2AB = 00, CD = 01
  3. 3AB = 00, CD = 11
  4. 4AB = 00, CD = 10
  5. 5AB = 01, CD = 00
  6. 6AB = 01, CD = 01
  7. 7AB = 01, CD = 11
  8. 8AB = 01, CD = 10
  9. 9AB = 11, CD = 00
  10. 10AB = 11, CD = 01
  11. 11AB = 11, CD = 11
  12. 12AB = 11, CD = 10
  13. 13AB = 10, CD = 00
  14. 14AB = 10, CD = 01
  15. 15AB = 10, CD = 11
  16. 16AB = 10, CD = 10
14.Logika digital: gerbang, peta-K & flip-flopSulit
ABCD0001111000011110X0X103120405X7060121130151141809111110

Carilah bentuk SOP minimal dari F(A, B, C, D) = Σm(2, 8, 10, 11, 13, 14) + d(0, 1, 7), dengan d menandai kondisi don’t-care. Berapa suku hasil kali N yang dimilikinya?

F(A, B, C, D) = Σm(2, 8, 10, 11, 13, 14) + d(0, 1, 7)
N =

3Larutan

1.Dioda & transistor

Jawaban: IC = 2,318 mA

Titik kerja BJT: di daerah aktif VBE = 0,7 V, IC = β·IB dan IE = (β + 1)·IB. Cari IB dari loop basis dengan KVL, lalu IC, lalu VCE dari loop kolektor–emitor. Pembagi tegangan di basis diganti dengan ekivalen Théveninnya VTH = VCC·R₂/(R₁ + R₂), RTH = R₁∥R₂; resistor emitor tampak (β + 1) kali lebih besar di loop basis.

Arus basis

IB = (VCC − VBE)/RB = (12 − 0,7)/390 kΩ = 28,97 µA

Arus kolektor

IC = β·IB = 80·28,97 µA = 2,318 mA

Jawaban

IC = 2,318 mA

Periksa: VCE = 9,218 V jauh di atas 0,2 V, sehingga transistor memang aktif.

2.Dioda & transistor

Jawaban: ID = 15,48 mA

Rangkaian LED dan dioda: LED bias maju menjatuhkan tegangan sekitar tegangan majunya VF (sekitar 2 V untuk merah, 3 V untuk biru atau putih), berapa pun arusnya. Resistor seri menentukan arus: R = (Vs − n·VF)/I untuk n LED seri. Dengan model dioda yang lebih eksak V = V₀ + I·rd, titik kerja berada di tempat garis dioda berpotongan dengan garis beban I = (Vs − V)/R, sehingga I = (Vs − V₀)/(R + rd).

Gabungkan kedua persamaan

3 = 0,6 + I·(150 + 5)

Arus kerja

ID = 2,4/155 = 15,48 mA
VD = 0,6 + 0,01548·5 = 0,6774 V

Jawaban

ID = 15,48 mA
3.Rangkaian op-amp

Jawaban: Vout = −2,308 V

Aturan op-amp ideal: dengan umpan balik negatif, op-amp mengatur keluarannya sehingga kedua masukan berada pada tegangan yang sama (V₋ = V₊), dan tidak ada arus yang masuk ke masukan mana pun. Menulis KCL di masukan pembalik dengan dua fakta ini memberi keluarannya.

Tegangan di masukan +

V₊ = Vin·Rb/(Ra + Rb) = −4·22/(100 + 22) = −0,7213 V

Penguatan tak membalik

V₋ = V₊, dan arus melalui R₁ juga mengalir melalui Rf.

Vout = V₊·(1 + Rf/R1) = −0,7213·(1 + 22/10) = −2,308 V

Jawaban

Vout = −2,308 V
4.Rangkaian op-amp

Jawaban: Vout = 1,41 V

Aturan op-amp ideal: dengan umpan balik negatif, op-amp mengatur keluarannya sehingga kedua masukan berada pada tegangan yang sama (V₋ = V₊), dan tidak ada arus yang masuk ke masukan mana pun. Menulis KCL di masukan pembalik dengan dua fakta ini memberi keluarannya.

Tegangan di masukan +

V₊ = V2·R4/(R3 + R4) = 0,5·1/(100 + 1) = 0,00495 V

Superposisikan kedua masukan

Dengan V₂ = 0, V₁ melihat penguat membalik. Dengan V₁ = 0, V₊ diperkuat dengan penguatan tak membalik 1 + R₂/R₁.

Vout = −(10/10)·(−1,4) + (1 + 10/10)·0,00495 = 1,4 + 0,009901 = 1,41 V

Jawaban

Vout = 1,41 V
5.Transien RC & RL

Jawaban: vR = 1,839 V

Transien orde satu: pada rangkaian dengan satu kapasitor atau satu induktor, setiap tegangan dan arus berubah secara eksponensial dari nilai awal ke nilai akhir: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, dengan τ = RC atau τ = L/R. Setelah sekitar 5τ rangkaian sudah stabil.

Konstanta waktu

τ = L/R = 150 mH / 10 Ω = 15 ms

Peluruhan arus

i(t) = 0,5·e−15/15 = 0,1839 A
vR = R·i = 10·0,1839 = 1,839 V

Jawaban

vR = 1,839 V
6.Transien RC & RL

Jawaban: i = 0,2768 A

Transien orde satu: pada rangkaian dengan satu kapasitor atau satu induktor, setiap tegangan dan arus berubah secara eksponensial dari nilai awal ke nilai akhir: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, dengan τ = RC atau τ = L/R. Setelah sekitar 5τ rangkaian sudah stabil.

Nilai awal, nilai akhir, konstanta waktu

Sebelum t = 0 sakelar yang tertutup memintas R₂; sesudahnya R₁ dan R₂ sama-sama berada dalam loop.

i(0) = 9/15 = 0,6 A
i(∞) = 9/(15 + 47) = 0,1452 A
τ = L/R = 100/62 = 1,613 ms
i(t) = 0,1452 + (0,6 − 0,1452)·e−t/τ

Arus pada waktu tertentu

i(2) = 0,1452 + (0,4548)·e−2/1,613 = 0,2768 A

Jawaban

i = 0,2768 A
7.Resistor seri & paralel

Jawaban: Req = 9,217 Ω

Resistor seri dan paralel: dalam seri, arus yang sama mengalir di setiap resistor dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam paralel, setiap resistor punya tegangan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Jaringan tangga disederhanakan satu pasang demi satu pasang hingga tersisa satu resistansi ekuivalen.

R1​ = 4 ΩR3​ = 12 Ω+−V1​10 VR2​8 ΩAR4​3 ΩB

Gabungkan resistor dari ujung terjauh

Mulai dari ujung yang paling jauh dari sumber dan bergerak kembali ke arahnya. Resistor yang dialiri arus sama terhubung seri; resistor di antara dua simpul yang sama terhubung paralel.

R3 + R4 = 12 + 3 = 15 Ω
R2 ∥ 15 = 8·15/(8+15) = 5,217 Ω
Req = R1 + 5,217 = 4 + 5,217 = 9,217 Ω

Jawaban

Req = 9,217 Ω
8.Resistor seri & paralel

Jawaban: Req = 28,39 Ω

Resistor seri dan paralel: dalam seri, arus yang sama mengalir di setiap resistor dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam paralel, setiap resistor punya tegangan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Jaringan tangga disederhanakan satu pasang demi satu pasang hingga tersisa satu resistansi ekuivalen.

R1​ = 25 ΩR3​ = 15 ΩR5​ = 2 Ω+−V1​10 VR2​4 ΩAR4​10 ΩBR6​25 Ω

Gabungkan resistor dari ujung terjauh

Mulai dari ujung yang paling jauh dari sumber dan bergerak kembali ke arahnya. Resistor yang dialiri arus sama terhubung seri; resistor di antara dua simpul yang sama terhubung paralel.

R5 + R6 = 2 + 25 = 27 Ω
R4 ∥ 27 = 7,297 Ω
R3 + 7,297 = 22,3 Ω
R2 ∥ 22,3 = 3,392 Ω
Req = R1 + 3,392 = 25 + 3,392 = 28,39 Ω

Jawaban

Req = 28,39 Ω
9.Konverter DC-DC

Jawaban: Imax = 0,396 A

Konverter DC-DC: saklar S menyala selama fraksi D dari setiap periode T = 1/f. Pada keadaan tunak, tegangan rata-rata induktor adalah nol (keseimbangan volt-detik), yang memberikan rasio konversi ideal pada konduksi kontinu: buck Vo = D·Vin, boost Vo = Vin/(1 − D), buck-boost pembalik |Vo| = Vin·D/(1 − D). Konverter ideal menjaga daya: Vin·Iin = Vo·Io. Selama S menyala, arus induktor naik sebesar ΔIL = VL·D·T/L, dengan VL = Vin − Vo untuk buck dan Vin untuk boost dan buck-boost. Riak keluaran adalah ΔVo = ΔIL/(8fC) untuk buck dan Io·D/(fC) untuk boost dan buck-boost. Arus induktor tepat menyentuh nol (batas CCM) ketika arus induktor rata-rata sama dengan ΔIL/2.

Siklus kerja

D = 2,7/9 = 0,3

Arus rata-rata dan arus riak

Io = 2,7/10 = 0,27 A
ΔIL = VL·D/(L·f) = 6,3·0,3/(150·10⁻⁶·50·10³) = 0,252 A

Arus puncak

Imax = 0,27 + 0,252/2 = 0,396 A

Jawaban

Imax = 0,396 A
10.Konverter DC-DC

Jawaban: Lcrit = 100 µH

Konverter DC-DC: saklar S menyala selama fraksi D dari setiap periode T = 1/f. Pada keadaan tunak, tegangan rata-rata induktor adalah nol (keseimbangan volt-detik), yang memberikan rasio konversi ideal pada konduksi kontinu: buck Vo = D·Vin, boost Vo = Vin/(1 − D), buck-boost pembalik |Vo| = Vin·D/(1 − D). Konverter ideal menjaga daya: Vin·Iin = Vo·Io. Selama S menyala, arus induktor naik sebesar ΔIL = VL·D·T/L, dengan VL = Vin − Vo untuk buck dan Vin untuk boost dan buck-boost. Riak keluaran adalah ΔVo = ΔIL/(8fC) untuk buck dan Io·D/(fC) untuk boost dan buck-boost. Arus induktor tepat menyentuh nol (batas CCM) ketika arus induktor rata-rata sama dengan ΔIL/2.

Siklus kerja

D = 7,5/15 = 0,5

Syarat batas

Samakan arus induktor rata-rata dengan setengah arus riak lalu selesaikan untuk L.

Lcrit = (1 − D)·R/(2f)

Induktansi kritis

Lcrit = (1 − 0,5)·20/(250·10³) = 100 µH

Jawaban

Lcrit = 100 µH
11.Jembatan Wheatstone & strain gauge

Jawaban: ΔR = 4 Ω

Jembatan Wheatstone: dua pembagi tegangan berbagi satu catu Vs. Pembagi kiri R1–R2 memberikan Va = Vs·R2/(R1 + R2) dan pembagi kanan R3–R4 memberikan Vb = Vs·R4/(R3 + R4); keluarannya adalah Vab = Va − Vb. Jembatan seimbang (Vab = 0, tidak ada arus di alat ukur) bila R1/R2 = R3/R4, yaitu R1·R4 = R2·R3. Dilihat dari keluarannya, jembatan adalah sumber Thévenin dengan Rth = R1∥R2 + R3∥R4.

Tegangan simpul

Va = 3 + 0,05882 = 3,059 V

Selesaikan pembagi

R₂ = 100·3,059/(6 − 3,059) = 104 Ω
ΔR = 104 − 100 = 4 Ω

Jawaban

ΔR = 4 Ω
12.Jembatan Wheatstone & strain gauge

Jawaban: Vo = 2 mV

Pengukur regangan (strain gauge): sebuah pengukur mengubah resistansinya menurut regangan: ΔR/R = GF·ε, dengan faktor pengukur GF sekitar 2 untuk foil logam. Pada jembatan dengan semua lengan sama dengan R, satu pengukur aktif (jembatan seperempat) memberikan Vo ≈ Vs·GF·ε/4. Dua pengukur aktif dengan regangan berlawanan pada lengan yang berdekatan (setengah jembatan) memberikan Vs·GF·ε/2, dan empat (jembatan penuh) memberikan Vs·GF·ε. Tegangan mekanik mengikuti hukum Hooke, σ = E·ε. Sel beban menyatakan sensitivitasnya dalam mV/V: keluaran pada beban penuh per volt eksitasi.

Perubahan resistansi relatif

ΔR/R = 2·800·10⁻⁶ = 0,0016

Keluaran jembatan

Vo ≈ Vs·GF·ε/4 = 5·0,0016/4 = 2 mV

Jawaban

Vo = 2 mV
13.Logika digital: gerbang, peta-K & flip-flop

Jawaban: AB = 01, CD = 11

Peta Karnaugh: sel-sel diurutkan dalam kode Gray (00, 01, 11, 10), sehingga sel bertetangga, termasuk yang melewati tepi, berbeda tepat pada satu variabel. Kelompokkan angka 1 dalam persegi panjang berisi 1, 2, 4, 8, atau 16 sel, sebesar mungkin dan sesedikit mungkin, sampai setiap angka 1 tercakup. Setiap kelompok adalah satu suku hasil kali: variabel yang tetap konstan di dalamnya. Kelompok 2ᵏ sel kehilangan k variabel. Don’t-care (X) boleh dipakai untuk memperbesar kelompok tetapi tidak harus dicakup. Mengelompokkan angka 0 sebagai gantinya menghasilkan bentuk POS minimal.

Tetangga setiap angka 1

Angka 1 dengan tetangga angka 1 dapat bergabung dalam kelompok dua atau lebih.

m7: m6, m5, m3, m15 → 0
ABCD0001111000011110111111

Angka 1 yang terisolasi

m7 = A′BCD → AB = 01, CD = 11

Jawaban

AB = 01, CD = 11
14.Logika digital: gerbang, peta-K & flip-flop

Jawaban: N = 4

Peta Karnaugh: sel-sel diurutkan dalam kode Gray (00, 01, 11, 10), sehingga sel bertetangga, termasuk yang melewati tepi, berbeda tepat pada satu variabel. Kelompokkan angka 1 dalam persegi panjang berisi 1, 2, 4, 8, atau 16 sel, sebesar mungkin dan sesedikit mungkin, sampai setiap angka 1 tercakup. Setiap kelompok adalah satu suku hasil kali: variabel yang tetap konstan di dalamnya. Kelompok 2ᵏ sel kehilangan k variabel. Don’t-care (X) boleh dipakai untuk memperbesar kelompok tetapi tidak harus dicakup. Mengelompokkan angka 0 sebagai gantinya menghasilkan bentuk POS minimal.

Implikan prima

Kelompok terbesar yang dapat dibentuk dari angka 1 dan X.

B′D′, ACD′, AB′C, ABC′D
ABCD0001111000011110X0X103120405X7060121130151141809111110

Cakupan minimal

F = B′D′ + ACD′ + AB′C + ABC′D
N = 4

Jawaban

N = 4

ExamProblems · examproblems.com/courses/electronics-1