PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK JURUSAN S1 & D3 TEKNIK ELEKTRO

(1)

PETUNJUK PRAKTIKUM

RANGKAIAN LISTRIK

JURUSAN S1 & D3 TEKNIK ELEKTRO

LABORATORIUM DASAR TEKNIK ELEKTRO

SEKOLAH TINGGI TEKNIK-PLN

JAKARTA

KAMPUS :

Menara PLN, Jl. Lingkar Luar Barat, Duri Kosambi, Cengkareng

Jakarta Barat 11750

(2)

PETUNJUK PRAKTIKUM

RANGKAIAN LISTRIK

Oleh :

IR. TASDIK DARMANA, MT

NOVI GUSTI PAHIYANTI, ST., MT

SIGIT SUKMAJATI, ST., MT

TONY KOERNIAWAN, ST., MT

OKTARIA HANDAYANI, ST., MT

LABORATORIUM DASAR TEKNIK ELEKTRO

SEKOLAH TINGGI TEKNIK-PLN

(3)

1. Datang 15 menit sebelum praktikum.

2. Pada saat praktikum memakai pakaian rapih (pakaian berkerah, bersepatu dan menggunakan jas laboratorium).

3. Cover tugas rumah & laporan diketik komputer (berwarna). 4. Membawa kartu praktikum.

5. Mengerjakan tugas rumah.

6. Kartu praktikum hilang, lapor ke koordinator asisten (koordas) masing-masing. 7. Membawa alat tulis, milimeterblock, penggaris dan steples.

8. Nilai tes awal < 50 tidak dapat mengikuti praktikum.

9. Apabila ada alat praktikum yang rusak selama praktikum berlangsung tanggung jawab praktikan.

10. Selama praktikum tidak boleh keluar ruangan. 11. HP di silent.

12. Menjaga kebersihan dan ketertiban.

Apabila praktikan melanggar salah satu peraturan di atas maka asisten, koordinator asisten (koordas) dan dosen Laboratorium Dasar Teknik Elektro berhak mengeluarkan praktikan.

Kepala Laboratorium Dasar Teknik Elektro

(4)

Tugas Rumah

Modul 1 Hukum Ohm & Kirchoff Arus & Tegangan

Laporan Praktikum Modul 1 Hukum Ohm & Kirchoff

Arus & Tegangan

Nama : NIM : Kelas : Kelompok : Jurusan : Tgl Praktikum :

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STT-PLN Jakarta 2016 Nama : NIM : Kelas : Kelompok : Jurusan : Tgl Praktikum : Asisten : Berawarna

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STT-PLN Jakarta

2016

Contoh Lembar Tugas Rumah dan Laporan :

Format Laporan : 1. Judul

2. Tujuan

3. Alat-alat dan Perlengkapan 4. Teori 5. Cara Kerja 6. Data Pengamatan 7. Tugas Akhir 8. Analisa 9. Kesimpulan 2 cm 2 cm 2 cm 1.5 cm Edho Aditia R 2013-11-059

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STT PLN

(5)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 1

MODUL I

HUKUM OHM DAN KIRCHOFF ARUS DAN TEGANGAN

I.

TUJUAN

a. Memahami secara visual teori teori dasar dalam rangkaian listrik arus searah, khususnya yang berkaitan dengan Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff

b. Mengenal lebih jauh hubungan antara tegangan dan arus dalam rangkaian listrik arus searah

II. ALAT & BAHAN

a. Sumber tegangan (power supply) b. Multitester

c. Kabel – kabel penghubung d. Resistor

III. TEORI

a. Hubungan antara arus dan tegangan

Dengan rangkaian seperti gambar 1.1 dibawah ini, berlaku persamaan

V

I

R

Gambar 1.1

V = I.R (Pers 1.1)

Secara matematis, persamaan di atas adalah linier, artinya dengan nilai V dan R yang tertentu akan didapatkan suatu nilai I yang tertentu juga. Dalam prakteknya dijumpai tahanan yang bersifat linier dan non linier, tergantung dari penggunaan dari masing – masing komponen tahanan.

Misalnya :

Thermistor = tahanan yang nilai resistansinya tergantung pada temperature NTC = Negatif Temperature Coeficient

(6)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 2 PTC = Positif Temperature Coeficient

Photo Resistor = tahanan yang nilai resistansinya tergantung pada cahaya

Gauge Pressure Resistor = tahanan yang nilai resistansinya tergantung pada tekanan / regangan mekanis

Komponen semi konduktor dan gas – gas lampu tabung b. Hukum Kirchoff

Hukum Kirchoff untuk arus ( Hukum Kirchoff I) adalah :

Jumlah arus yang masuk ke dalam suatu titik pada suatu rangkaian adalah sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut (berlaku hokum kekekalan muatan).

Dari hokum ini terkandung suatu pengertian bahwa, pada suatu rangkaian (tanpa percabanagn) besarnya arus adlaah sama di mana – mana, jadi :

I1 = I2 + I3 (Pers 1.2)

I1 = I2 + I3 I3 (Pers 1.3)

Hukum Kirchoff untuk tegangan (Hukum Kirchoff II) adalah jumlah beda tegangan pada suatu rangkaian tertutup adalah sama dengan nol.

CD BC AB V V V V V    



0 (Pers 1.4) I1 I3 I2 Gambar 1.2

V

R

2 Gambar 1.3

R

3

R

1

I

2

I

3

I

1 V Gambar 1.4 R1 R2 R3 A D C B

(7)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 3 IV. DAFTAR PUSTAKA

Dorf C. Richard, James A. Svodoba, 1996, Introduction to Electric Circuits, 3rd Edition, John Wiley & Sons, Singapore

V. TUGAS RUMAH

1. Apa yang dimaksud dengan arus ? 2. Apa yang dimaksud dengan tegangan ? 3. Apa fungsi dari resistor pada percobaan ini ?

4. Sebutkan langkah – langkah dalam pembacaan sebuah resistor (4 gelang dan 5 gelang) ?

5. Apa bunyi hukum Ohm ?

VI. PERCOBAAN

6.1 Hubungkan Arus dan Tegangan

V

A

R

Gambar 1.5

a. Buat rangkaian seperti pada gambar 1.5 dengan suatu R sembarang (sebut R1) pada

breadboard

b. Pada posisi tegangan sumber variable = 0, hidupkan sumber tegangan.

c. Naikan tegangan secara bertahap dari 0 samapai dengan 10 Volt (sepuluh tahap) dan amati besarnya arus yang mengalir pada setiap tahap kenaikan tegangan.

d. Turunkan kembali tegangan sumber dan matikan.

e. Ulangi percobaan a sampai dengan d diatas dengan tahanan yang berbeda (R2 dan

kemudian R3).

f. Catat nilai tahanan yang saudara gunakan berdasarkan kode warna dari masing – masing tahanan.

g. Buat kurva I = f(V) untuk masing – masing tahanan dan hitung nilai tahanan yang digunakan.

(8)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 4 h. Bandingkan hasil perhitungan tersebut dengan nilai tahanan yang didapat dari kode

warna.

6.2 Hukum Kirchoff untuk Arus

V

Gambar 1.6

A

1

A

2

A

3

R

1

R

2

R

3

a. Buat rangkaian seperti pada gambar 1.6

b. Gunakan tegangan tetap 5 V dan tahanan R1, R2 dan R3 sembarang.

c. Sebelum sumber tegangan dinyalakan periksa rangkaian percobaannya sekali lagi dan pastikan selector multimeter sudah berada pada posisi yang benar (multimeter sebagai amperemeter)

d. Nyalakan sumber tegangan, amati dan catat arus yang mengalir pada semua cabang (A1, A2 dan A3) serta tegangan sumber.

e. Matikan sumber tegangan dan catat nilai tahanan yang digunakan (R1, R2 dan R3).

f. Ulangi percobaan a sampai dengan e dengan konfigurasi nilai tahanan yang berbeda (gunakan 5 konfigurasi).

6.3 Hukum Kirchoff untuk Tegangan

V Gambar 1.7 R1 R2 R3 V1 V2 _V 3

a. Buat rangkaian seperti gambar 1.7 dibawah ini

(9)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 5 c. Sebelum sumber tegangan dinyalakan periksa rangkaian percobaannya sekali lagi dan pastikan selector multimeter sudah berada pada posisi yang benar (multimeter sebagai voltmeter)

d. Nyalakan sumber tegangan, amati dan catat arus yang mengalir pada semua cabang (A1, A2 dan A3) serta tegangan sumber.

e. Matikan sumber tegangan dan catat nilai tahanan yang digunakan (R1, R2 dan R3).

f. Ulangi percobaan a sampai dengan e dengan konfigurasi nilai tahanan yang berbeda (gunakan 5 konfigurasi).

g. Buat analisa dan kesimpulan dari hasil percobaan anda.

VII. DATA PENGAMATAN

1. Hubungan Arus dan Tegangan

R (Ω) V (Volt) I (mA) R (Ω) V (Volt) I (mA)

1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 2. Hukum Kirchoff untuk Arus

V (Volt) R1 (Ω) R2 (Ω) R3 (Ω) I1 (mA) I2 (mA) I3 (mA)

5 5 5

(10)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 6 3. Hukum Kirchoff untuk Tegangan

V (Volt) R1 (Ω) R2 (Ω) R3 (Ω) V1 (Volt) V2 (Volt) V3 (Volt) I (mA)

5 5 5

VIII. TUGAS AKHIR DAN PERTANYAAN

1. Dari percobaan 6.1 untuk masing – masing harga R yang telah ditentukan, hitunglah arus yang mengalir pada rangkaian ?

2. Berapakah kesalahan relative arus dari percobaan 6.1 ?

3. Dari percobaan 6.2 hitunglah arus yang mengalir pada masing – masing harga R ? 4. Berapakah kesalahan relative arus dari percobaan 6.2 ?

5. Dari percobaan 6.3 hitunglah tegangan yang mengalir pada masing – masing harga R ?

6. Dari percobaan 6.3 hitunglah arus total yang mengalir pada rangkaian? 7. Berapakah kesalahan relative tegangan dari percobaan 6.3 ?

(11)

MODUL II

RANGKAIAN PENGGANTI

I. TUJUAN

a. Memahami konsep rangkaian pengganti dari satu rangkaian yang terdiri dari sekumpulan tahanan seri dan pararel

b. Memahami secara visual penerapan dari teori superposisi

c. Memahami suatu metode analisa rangkaian yang berfungsi untuk menyederhanakan rangkaian yang kompleks / rumit menjadi rangkaian ekivalen yang sederhana yaitu dengan menggunakan teorema thevenin

a. Tahanan (resistor) dengan nilai yang ditentukan b. DC power supply

c. Multitester

d. Kabel – kabel penghubung

III. TEORI

a. Rangakaian Delta (∆) dan Rangkaian Wye (Y)

A

B

C

R1 R2

R3

Gambar 2.1 Rangkaian Delta

RC _R B RA A B C Gambar 2.2 Rangkaian Wye

Tahanan yang terangkai secara delta dapat ditransformasikan ke rangkaian Wye begitu juga sebaliknya. Dari gambar 2.1 dan 2.2, transformasi dari delta ke wye diperoleh dari persamaan : 3 2 1 2 1. R R R R R R_a    (Pers 2.1) 3 2 1 3 2. R R R R R R_b    (Pers 2.2)

(12)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 8 3 2 1 3 1. R R R R R R_c    (Pers 2.3)

Sedangkan transformasi dari Wye ke delta diperoleh dari persamaan :

b c b c a b a R R R R R R R R₁ ( . )( . )( . ) (Pers 2.4) c c b c a b a R R R R R R R R₂ ( . )( . )( . ) (Pers 2.5) a c b c a b a R R R R R R R R3 ( . ) ( . ) ( . )    (Pers 2.5) b. Teori Superposisi

Prinsip dasar teori superposisi adalah pengaruh semua sumber tegangan/arus pada suatu titik / cabang dalam suatu rangkaian listrik adalah sama dengan jumlah aljabar dari pengaruh masing – masing sumber tegangan / arus yang bekerja sendiri – sendiri secara individu. Perhatikan gambar berikut !

R1 R2 R3 E1 E2 E3 IR2 Gambar 2.3 Nilai IR2 = IR21 + IR22 + IR23

IR21 adalah arus yang mengalir pada R2 dan E1 bekerja sendiri ( E2 dan E3 dihilangkan).

(13)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 9 R1 R2 R3 E1 IR21

Gambar 2.4. E2 dan E3 tidak bekerja R1

R2

R3

E2

IR22

Gambar 2.5. E1 dan E3 tidak bekerja

R1

R2

R3

E3

IR23

Gambar 2.6. E1 dan E2 tidak bekerja

c. Teorema Thevenin

Teorema ini menyatakan bahwa setiap rangkaian tahanan dan terminal dan sumber – sumber tegangan dapat digantikan dengan suatu rangkaian sederhana yang terdiri dari satu tahanan, disebut RTh (R Thevenin) dari satu sumber tagangan, disebut sebgai VTh

(V Thevenin). Dengan teorema ini, arus beban R1, pada rangkaian ekivalen akan sama

dengan arus beban pada rangkaian aslinya. Persyaratan yan harus dipenuhi :

Tegangan VTh adalah tegangan yang dilihat dari terminal – terminal rangkaian semula

(14)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 10 Tegangan RTh adalah tegangan yan dilihat dari terminal – terminal beban dengan

sumber tegangan dihilangkan

R1 R2 RL V Gambar 2.7 V R R R V_Th 2 1 2   (Pers 2.6) 2 1 2 1. R R R R RTh   (Pers 2.7) RTh RL VTh Gambar 3.0 R2 V VTh R1 Gambar 2.8 R2 _R Th R1 Gambar 2.9

(15)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 11 IV. DAFTAR PUSTAKA

Dorf C. Richard, James A. Svodoba, 1996, Introduction to Electric Circuits, 3rd Edition, John Wiley & Sons, Singapore

V. TUGAS RUMAH

1. Sebutkan dan jelaskan metode – metode dalam menganalisa rangkaian listrik ? (minimal 3)

2. Gambarkan rangkaian dari masing – masing metode ! sebutkan dan jelaskan langkah – langkahnya !

3. Apa yang dimaksud dengan metode pembagi tegangan? dan tuliskan penurunan rumusnya

4. Apa yang dimaksud dengan metode pembagi arus? dan tuliskan penurunan rumusnya

VI. PERCOBAAN

6.1 Transformasi Wye - Delta

A

R

1

R

2

R

3

R

4

R

5

R

6 Gambar 3.1

A

R

P

5 V

Gambar 3.2 Rangkaian Pengganti :

a. Buat rangkaian seperti gambar 3.1 (tentukan sendiri nilai R1 sampai dengan R6 dan

catat nilai tahanannya masing – masing)

b. Beri tegangan sebesar 5 V dan catat arus yang mengalir.

c. Dengan metode transformasi wye – delta hitung tahapan pengganti rangkaian tersebut dan pilih tahanan yang nilainya sama / mendekati hasil perhitungan.

d. Buat rangkaian seperti gambar 3.2

e. Beri tegangan 5 V dan catat arus yang mengalir f. Ulangi langkah a – e sampai 3 konfigurasi

(16)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 12 1.2 Rangkaian Superposisi R2 E1=12 V Gambar 3.3 R1 A E1=6 V E3=9 V R3 R2 E1=12 V Gambar 3.4 A IR21 R1 R3 R2 Gambar 3.5 A E1=6 V R3 R1 IR22 R₂ Gambar 3.6 R1 A E3=9 V R3 IR23

a. Buat rangkaian seperti gambar 3.3 tentukan sendiri nilai R1, R2 dan R3 b. Ukur arus yang mengalir pada R2

(17)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 13 c. Hitung secara matematis arus yang seharusnya mengalir pada R2 dan bandingkan

dengan b

d. Buat rangkaian seperti gambar 3.4 e. Ukur arus yang mengalir pada R2

f. Ukur d dan e dengan rangkaian seperti gambar 3.5 dan 3.6

g. Jumlahkan ketiga hasil pengukuran arus pada e tersebut dan bandingkan dengan a dan c

h. Ulangi percobaan a sampai dengan d dengan konfigurasi R1, R2 dan R3 yang

berbeda 1.3 Teorema Thevenin

A

9 V

R

1

R

2

R

3 Gambar 3.7

A

V

Th

R

1

R

3 Gambar 3.8

a. Buat rangkaian seperti gambar 3.7 tentukan sendiri nilai R1, R2 dan R3 (R3 sebagai

beban)

b. Beri tegangan 9 Volt dan catat arus yang mengalir pada R3

c. Hitung VTh dan RTh untuk rangkaian 3.7 di atas dan buatlah rangkaian seperti

gambar 3.8 berdasarkan data yang diperoleh d. Catat arus yang mengalir pada R3

e. Bandingkan hasil pengukuran b dan d

(18)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 14 II. DATA PENGAMATAN

1. Transformasi Wye - Delta

E (Volt) R1 (Ω) R2 (Ω) R3 (Ω) R4 (Ω) R5 (Ω) R6 (Ω) I (mA) 5 5 5 E (Volt) Rp (Ω) I (mA) 5 5 5 2. Rangkaian Superposisi

E1 (Volt) E2 (Volt) E3 (Volt) R1 (Ω) R2 (Ω) R3 (Ω) IR2 (mA)

12 6 9

12

6

9

12 6 9

12

6

9

12 6 9

12

6

(19)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 15 3. Teorema Thevenin E1 (Volt) R1 (Ω) R2 (Ω) R3 (Ω) IR3 (mA) 9 9 9 VTh (Volt) RTh (Ω) R3 (Ω) IR3 (mA)

III. TUGAS DAN PERTANYAAN

1. Hitung secara matematis nilai tahanan pengganti (Rp) untuk pecobaan 6.1? 2. Hitung secara matematis nilai arus yang mengalir pada rangkaian percobaan 6.1? 3. Bandingkan nilai arus sesuai hasil percobaan dan nilai arus sesuai hasil perhitungan

soal no 2 di atas ?

4. Hitung besarnya arus IR2 yang mengalir pada rangkaian untuk percobaan 6.2?

5. Bandingkan hasil masing – masing nilai IR2 yang anda peroleh dari percobaan dan

hasil perhitungan no 4 di atas?

6. Berapakah nilai RTh dari percobaan 6.3 ?

7. Berapakah nilai ITh dari percobaan 6.3 ?

(20)

MODUL III

RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK

I. TUJUAN

a. Mempelajari karakteristik tegangan dan arus pada sistem arus bolak – balik b. Mengamati penerapan hukum Kirchoff pada sistem arus bolak balik

e. Tahanan (resistor) dengan nilai yang ditentukan f. DC power supply

g. Multitester

h. Kabel – kabel penghubung

III. TEORI

Sudut fase tegangan dan arus :

Pada sistem arus searah tidak dikenal adanya perbedaan sudut fase antara arus dan tegangan. Tetapi pada arus bolak balik, arus dan tegangan mempunyai sudut fase (terhadap suatu referensi). Namun demikian, dalam diagram vektor ataupun perhitungan, adakalanya perlu disebutkan fase mana yang menjadi referensi.

Bila sudut tegangan sumber dijadikan referensi, maka sudut fase arusnya tergantung dari jenis beban yang dicatu.

Beban resistif murni :

I V

V I

ωt

Gambar 3.1 Diagram Fasor Gambar 3.2 Bentuk Gelombang Beban resistif murni membuat fase arus sama dengan fase tegangannya.

(21)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 17 Beban induktif : V I θ V I ωt

Gambar 3.4 Bentuk Gelombang θ

Gambar 3.3 Diagram Fasor

Beban induktif membuat fase arusnya tertinggal 900 terhadap fase tegangan Beban kapasitif : V I θ V I ωt

Gambar 3.6 Betuk Gelombang θ

Gambar 3.5 Diagram Fasor

Beban kapasitif membuat fase arusnya mendahului 900 terhadap fase tegangan

Hukum Kirchoff Pada Sistem Arus Bolak Balik

Hukum Kirchoff tetap berlaku juga pada sistem arus bolak balik, yang perlu diperhatikan adlaah penjumlahan dari komponen – komponen arus / tegangan harus memperhatikan sudut fase dari masing – masing komponen tersebut (tidak bias dijumlahkan secara langsung). Perhatikan ilustrasi dibawah ini :

Seri Resistor, Induktor dan Kapasitor

Komponen resistor, induktor dan kapasitor apabila dirangkai secara seri dan dihubungkan dengan tegangan arus bolak balik dapat digambarkan sebagai berikut :

VR VL VC

L C

R

V, ω Gambar 3.7

(22)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 18 Besaran – besaran yang dapat dihitung pada rangkaian seri R – L – C adalah sebagai berikut :

1. Tegangan pada rangkaian

C C L L R X I V X I V R I V . . .    (Pers 3.1) Tegangan totalnya adalah :

2 2 2 C L R V V V V    (Pers 3.2)

2. Hambatan pada rangkaian :

2 2 ) ( 1 , C L C L X X R Z C X L X        (Pers 3.3) 3. Diagram fasor pada rangkaian R – L – C adalah :

R X X V V V Tang L C R C L      (Pers 3.4) θ VL VC VR θ XL XC VR Gambar 3.8 Gambar 3.9

Resonansi rangkaian LC atau RLC

Untuk nilai tegangan maksimum Vm tetap, maka nilai maksimum

Z V

I_m  m mencapai nilai terbesar ketika impedansi z mencapai nilai terkecil, yaitu Z = R. Terjadinya nilai

m

I terbesar (maksimum) disebut resonansi. Sehingga syarat resonansi dalam rangkaian R – L – C adalah :

(23)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 19 LC f LC f LC LC C L X X res res res C L 1 . 2 1 1 2 1 1 1 2             (Pers 3.5) Dimana :

fres = frekuensi resonansi (Hertz)

L = induktan diri induktor (Henry) C = kapasitansi dari kapasitor (Farad)

IV. DAFTAR PUSTAKA

V. TUGAS RUMAH

1. Apa yang dimaksud dengan sudut fase ?

2. Apa yang anda ketahui tentang arus searah dan bagaimana bentuk gelombangnya ? 3. Apa yang anda ketahui tentang arus bolak – balik dan bagaimana bentuk

gelombangnya ?

4. Sebutkan perbedaan antara rangkaian arus bolak balik dan rangkaian arus searah ? 5. Apa yang dimaksud dengan impedansi ?

(24)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 20 VI. PERCOBAAN

6.1 Karakteristik Arus dan Tegangan Arus Bolak Balik Pada Komponen R, L dan C

V A VS A B C R L Gambar 3.10 V A VS A B C R C Gambar 3.11 V A VS A B C R C L Gambar 3.12

a. Buat rangkaian seperti gambar 3.10

b. Atur tegangan sumber VS sampai bernilai 2 Volt rms

c. Tampilkan bentuk gelombang tegangan VS pada kanal 1 dengan menghubungkan oscilloscope pada titik A – C

d. Tampilkan bentuk gelombang arus pada kanal 2, dengan cara menghubungkan probe pada titik A – B, kemudian bentuk gelombang tegangan Vr dengan menghubungkan probe pada titik B – C

e. Catat penunjukan Amperemeter dan Voltmeter, serta gambar bentuk – bentuk gelombang pada point c dan d di atas

f. Ulangi point a sampai dengan e dengan rangkaian 3.11 dan 3.12 (tentukan sendiri nilai komponen yang digunakan sebagai beban)

(25)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 21 6.2 Karakteristik Arus dan Tegangan Arus Bolak Balik Pada Beban / Impedansi

A VS A B C R C L Gambar 3.13 VR VL _V C

a. Buat rangkaian seperti gambar 3.13 di atas. Tentukan sendiri nilai R, L dan C yang digunakan. Hitung nilai impedansinya

b. Atur tegangan sumber VS sampai bernilai 2 rms, catat besar tegangan VR, VL dan

VC

c. Tampilkan bentuk gelombang VS pada kanal 1, kemudian tampilkan pada kanal 2

gelombang teganagn VR, VL dan VC

d. Dari masing – masing bentuk gelombang tersebut tentukan sudut fasenya, dan gambarkan bentuk gelombangnya

e. Gambar diagram vektor tegangan dan ambil kesimpulan apakah beban tersebut lead atau lag

f. Ulangi percobaan diatas dengan konfigurasi R, L dan C yang berbeda ( 3 konfigurasi)

6.3 Hukum Kirchoff Untuk Arus

VS AR AL AC A C R L Gambar 3.14 a. Buat rangkaian seperti gambar 3.14 di atas

b. Atur tegangan sumber sampai bernilai 2 Volt dan amati arus pada masing – masing cabang

(26)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 22 c. Tampilkan bentuk gelombang VS pad akanal 1, bentuk – bentuk gelombang arus

dan kemudian bentuk – bentuk gelombang tegnagn pada masing – masing cabang pada kanal 2 secara bergantian dan gambarkan dalam satu koordinat

d. Tentukan sudut fase dari gelombang arus di atas dan gambarkan diagram vektornya (vektor VS sebagai referensi)

VII. DATA PENGAMATAN

1. Karakteristik Arus dan Tegangan Arus Bolak Balik Pada Komponen R, L dan C  Gambar 3.10 V (Volt) R(Ω) L (mH) I (mA) 2 Beda Fasa VS - VR VS - VL

Gambar bentuk gelombangnya

 Gambar 3.11

V (Volt) R(Ω) C (µF) I (mA)

2

Beda Fasa

VS - VR VS – VC

(27)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 23  Gambar 3.12 V (Volt) R(Ω) L (mH) C (µF) I (mA) 2 Beda Fasa VS - VR VS - VL VS – VC

2. Karakteristik Arus dan Tegangan Arus Bolak Balik Pada Beban / Impedansi

V (Volt) R(Ω) L (mH) C (µF) I (mA) VR (Volt) VL (Volt) VC (Volt)

2

Beda Fasa

VS - VR VS - VL VS – VC

3. Hukum Kirchoff Untuk Arus

V (Volt) R(Ω) L (mH) C (µF) I (mA) IR (mA) IL (mA) IC (mA)

2

Beda Fasa

VS - VR VS - VL VS – VC

(28)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 24 VIII TUGAS DAN PERTANYAAN

1. Hitung beda fasa antara VS dan VR pada percobaan 5.1, VS dengan I dan Vr dengan

I secara grafis (dengan melalui bentuk gelombang oscilloscope), serta bandingkan dengan hasil perhitungan secara matematis dengan menggunakan nilai komponen yang anda gunakan

2. Gambarkan diagram vektor dari percobaan 5.1

3. Dari masing – masing bentuk gelombang pada percobaan 5.2, tentukan sudut fasenya serta gambar bentuk gelombangnya

4. Gambar diagram vektor tegangan pada percobaan 5.2 dan tentukan apakah beban tersebut lead atau lag

5. Tentukan sudut fase dari gelombang arus pad apercobaan 5.3 dan gambarkan diagram vektornya (vektor VS sebagai referensi)

(29)

MODUL IV

RANGKAIAN TRANSIENT

I. TUJUAN

a. Memahami pengertian konstanta waktu secara visual

b. Mencari konstanta waktu dari rangkaian RC dan RL yang dicatu dengan sumber daya arus searah

a. Sumber tegangan b. Multitester c. Induktor d. Kapasitor e. Kabel penghubung f. Stopwatch III. TEORI 3.1 Rangkaian RC

Secara umum, kondisi peralihan transient adalah kondisi pada saat suatu system sedang beralih dari kondisi mantap yang satu ke keadaan mantap lainnya (misalnya dari kondisi tanpa tegangan menjadi bertegangan). Kondisi peralihan pada rangkaian RC terjadi pada saat pengisian ataupun pelepasan muatan pada / dari kapasitor. Kecepatan pengisian / pelepasan muatan tersebut tergantung dari kapasitor, besar perlawanan / tahanan rangkaian serta tegangan pengisi / tegangan kapasitor. Beberapa kondisi yang bisa terjadi pada rangkaian RC adalah sebagai berikut ;

(30)

C R S

E +

-Gambar 4.1 Saklar S sudah lama terbuka

C R S

E +

-Gambar 4.2 Saklar S baru saja tertutup t = 0 i = E/R VC = 0 VC + - C R E +

-Gambar 4.3 Saklar S sudah lama tertutup t = >> i = 0 VC = E VC + -S

Kondisi peralihannya sebagai berikut :

Pada saat t = 0, saklar ditutup dan arus mulai mengalir. Besar aliran arus merupakan fungsi dari waktu, nilai tahanan R dan kapasitansi C. Besar tegangan pada kapasitor C terhadap waktu mengikuti persamaan :

) 1 ( t/ RC c E e V    (Pers 4.1) Bentuk gelombangnya : tk t VCK E VC Gambar 4.4

Dimana VCK = besar tegangan kapasitor pada konstanta waktu = ± 0,8 E

tK = konstanta waktu

Sedangkan besarnya arus pengisian yang mengalir adalah :

RC t C _e R V I  / (Pers 4.2)

Bila besar E diketahui, konstanta waktu yang diperlukan dapat dihitung dan nilai RC dapat ditentukan. Adakalanya kondisi suatu rangkaian RC adalah sebagai berikut :

(31)

C R E +

-Gambar 4.5 Saklar S sudah lama pada posisi 1

i = 0 VC = E VC + -1 2 C R E +

-Gambar 4.6 Saklar S baru sesaat dipindahkan dari posisi 1 ke posisi 2

VC + -1 2 S S C R E +

-Gambar 4.7 Saklar S sudah lama pada posisi 2

VC = E i = 0 VC + -1 2 S

Kondisi peralihan yang terjadi adalah sebagai berikut :

Sesaat setelah saklar dipindahkan dari posisi 1 k e posisi 2, terjadi aliran arus / pelepasan muatan kapasitor melalui rangkaian tertutup dengan melewati pelawan / tahanan R. tegangan kapasitor turun secara eksponensial dengan kecepatan penurunan yang merupakan fungsi dari waktu, nilai R dan C.

Besar tegangan kapasitor mengikuti persamaan :

RC t C C V e V (0) /   (Pers 4.3) Sedangkan arus pelepasan muatan kapasitor kurang lebih sama dengan arus pengisiannya. Bentuk gelombang tegangan kapasitor sesuai persamaan di atas adalah : RC t C e R V I  (0) / (Pers 4.4) E VC t Gambar 4.8 3.2 Rangkaian RL

Baik kapasitor maupun induktor, kedua – duanya mempunyai kemampuan untuk menyimpan energy. Pada kapasitor, energy disimpan dalam bentuk akumulasi muatan listrik. Sedangkan ada induktor, energy disimpan dalam bentuk medan magnet.

Pada saat suatu rangkaian RL beralih dari kondisi mantap satu ke kondisi lainnya, terjadi proses peralihan. Kondisi peralihan yang terjadi akan mirip dengan

(32)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 28 peralihan pada rangkaian RC (gambar 4.1, 4.2, 4.3 dan gambar 4.5, 4.6, 4.7), hanya saja kalau pada rangkaian RC yang menjadi titik perhatian adalah perubahan tegangan pada kapasitor C, sedangkan pada rangkaian RL adalah aliran arusnya. Kondisi peralihan pada rangkaian RL mengikuti persamaan :

) 1 ( e (R/L)t R E I    (Pers 4.5) Yang berlaku untuk gambar 4.9, dan

t L R e R E I  ( / ) (Pers 4.6)

Yang berlaku untuk gambar 4.10

R E +

-Gambar 4.9 Pada saat t = 0, saklar S ditutup ke posisi 1

1 2 S L + -VL R E +

-Gambar 4.10 Pada saat t = 0, saklar S dipindah posisinya

(dari 1 ke 2) 1 2 S L + -VL

Pada gambar 4.9, arus tidak bisa secara langsung mengikuti hokum Ohm karena adanya perlawanan dari induktor (berupa tegangan induksi sebesar

dt di L )

Pada gambar 4.10, energy electromagnet yang tersimpan pada induktor dapat diubah kembali menjadi energy listrik, sehingga terjadi aliran arus.

IV DAFTAR PUSTAKA

V TUGAS RUMAH

1. Apa yang dimaksud dengan rangkaian transient ?

2. Jelaskan cara kerja kapasitor dan induktor pad arangkaian transient dan sertakan gambarnya?

3. Sebutkan fungsi kapasitor dan induktor pada rangkaian transient? 4. Berikan 2 contoh rangkaian transient ?

(33)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 29 VI. PERCOBAAN 6.1 Rangkaian RC

C

V

C

+

-E

+

-S

V

A

R

Gambar 4.11

C

V

C

+

-E

+

-S

V

A

R

Gambar 4.12

6.1.1 Mengukur Total Waktu Pengisian a. Buat rangkaian seperti pada gambar 4.11

b. Pilih nilai R dan C yang besar misalkan (R = 100 KΩ, C =100 βF)

c. Pastikan besar tegangan sumber (ukur dengan voltmeter), kemudian siapkan alat ukur (stopwatch)

d. Pada t – 0, masukan saklar s dan catat waktu yang diperlukan sampai VC bernilai

sama dengan tegangan sumber. 6.1.2 Membuat Kurva Pengisian Muatan

a. Ulangi prosedur percobaan 6.1.1 a dan c

b. Pada saat t = 0, masukan saklar s dan perhatikan jalannya jarum stopwatch c. Pada nilai t1 (misalkan 0,5 detik) matikan saklar

d. Ukur tegangan VC kemudian buang muatan C

e. Ulangi prosedur 6.1.2 b, c dan d untuk waktu yang berbeda (1, 1.5, 2 dst) sampai t = total waktu pengisian yang didapatkan dari percobaan 6.1.1

f. Ulangi prosedur 6.1.1 dan 6.1.2 untuk nilai RC yang berbeda (total 3 nilai) 6.1.3 Mengukur Waktu Pelepasan Muatan

a. Buatlah rangkaian seperti gambar 4.1.2

b. Masukan saklar S pada posisi 1 dan tunggu beberapa saata sampai VC = V

c. Pada t = 0 pindah ke posisi 2 dan amati waktu yang diperlukan sampai VC benar –

benar bernilai = 0 Volt

(34)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 30 6.2 Rangkaian RL 6 V + -S A R Gambar 4.14 L 6 V + -S A R Gambar 4.13 L

6.2.1 Mengukur Waktu Kondisi Mantap Pengijeksian Tegangan a. Buat rangkaian seperti gambar 4.1.3

b. Pilih nilai R yang kecil (sekitar (100 Ω)

c. Pada t =0, masukan saklar s dan amati waktu yang diperlukan sampai arus menjadi stabil (tidak mengalami kenaikan lagi)

d. Ulangi percobaan 6.2.1 a dan b untuk nilai R yang berbeda (3 nilai) 6.2.2 Mengukur Waktu Kondisi Mantap Pelepasan Tegangan

a. Buat rangkaian seperti gambar 4.1.4 b. Pilih nilai R yang kecil (sekitar (100 Ω)

c. Masukan saklar S pad aposisi 1 dan tunggu beberapa saat sampai arus tidak mengalami kenaikan lagi

d. Pada t = 0, pindah S ke posisi 2 dan amati waktu yang diperlukan sampai arus benar – benar menjadi 0

(35)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 31 VII. DATA PENGAMATAN

1. Rangkaian RC

a. Total Waktu Pengisian

R (Ω) C (μF) t (detik) VC E

b. Kurva Pengisian dan Pelepasan Muatan

R (Ω) C (μF) Pengisian Pelepasan E

t (detik) VC t (detik) VC

2. Rangkaian RL

Total Waktu Pengisian Tegangan

R (Ω) L (mH) Pengisian Pelepasan E

(36)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 32 VIII. TUGAS & PERTANYAAN

1. Turunkan persamaan – persamaan kondisi transient, baik untuk tegangan dan arusnya (untuk rangkaian RC dan rangkaian RL)

2. Dari data pengamatan waktu dan tegangan yang saudara peroleh dari percobaan 6.1, buatlah gelombang tegangan pengisian dan pelepasan muatan kapasitor. Secara grafis tentukan konstanta waktu masing – masing rangkaian

3. Hitung konstanta waktu dari masing – masing rangkaian di atas secara matematis dan bandingkan dengan hasil soal no 2

4. Secara matematis, hitung waktu kondisi stabil yang diperlukan oleh rangkaian RL pada percobaan 6.2

(37)

MODUL V

RANGKAIAN RESONANSI

I. TUJUAN

a. Mengamati pengauh frekuensi sumber daya arus bolak balik terhadap nilai resistansi dan reaktansi (induktif & kapasitif) rangkaian R, L dan C

b. Mencari frekuensi resonansi pada peristiwa resonansi arus dan tegangan II. ALAT & BAHAN

a. Sumber tegangan arus bolak balik b. Fungtion Generator c. Multitester d. Resistor e. Induktor f. Kapasitor g. Kabel penghubung III. TEORI

3.1 Pengaruh Sistem Arus Bolak Balik 3.1.1 Terhadap Resistor

Nilai resistansi dari suatu resistor/tahanan sangat terpengaruh oleh temperature. Di samping itu, nilai resistansi juga dipengaruhi oleh frekuensi sumber. Semakin tinggi frekuensi arus yang mengalir pada suatu media tidak tersebar di seluruh penampang melainkan semakin dekat dengan permukaan/kulit media penghantar. Kerapatan arus akan semakin besar. Dengan demikian, luas penampang yang dilintasi arus akan semakin sempit.

(38)

f

Gambar 5.1 Kerapatan Arus Pada Suatu Penghantar

Sebagai akibatnya, sesuai persamaan :

A l R

(Pers 5.1)

Dimana R adalah nilai resistansi, ρ adalah tahanan jenis dan A adalah luas penampang. Maka nilai resistansi akan naik sesuai dengan frekuensi sumber (karena mengecilnya nilai A). Efek ini dikenal dengan sebutan efek kulit (skin effect).

3.1.2 Terhadap Induktor

Pada sistem arus searah (kondisi mantap), induktor tidak memberikan pengaruh apapun selain adanya resistansi dari lilitan kawatnya (yang kadang-kadang sering diabaikan karena nilainya yang kecil). Namun pada sistem arus bolak balik, terdapat perlawanan lain yang disebut dengan induktif (XL).

L f

X_L 2 _{(Pers 5.2)}

Dimana XL adalah resistansi induktif (Ω), f adalah frekuensi (Hz) dan L adalah

induktansi (Henry). Nilai resistansi berubah – ubah tergantung dari frekuensi sumber. Bila ZL adalahimpedansi, maka pada sistem arus bolak balik induktor akan

memberikan impedansi sebesar :

L L

L R jX

Z   _{(Pers 5.3)}

Dimana XL adalah resistansi induktif murni (selanjutnya disebut reaktansi saja) dan

RL adalah nilai resistansi murni murni dari induktor. Selanjutnya :

L L

L R X

Z  2 

(Pers 5.4) Pada gambar 5.2 terlihat bahwa rangkaian induktor yang sesungguhnya bias digantikan dengan rangkaian yang mengandung resistor dan induktor murni (gambar 5.3).

(39)

AC VS

I

L

Gambar 5.2 Rangkaian Semula

AC VS I

Lmurni

Gambar 5.3 Rangkaian Ideal VL

VR

RL

Dari gambar 5.3, dapat dituliskan persamaan tegangannya :

Z I V X I V R I V s L L L R    (Pers 5.5) Diagram vektor ditunjukan pada gambar 5.4 di bawah

VL

VR

VS

Φ

Gambar 5.4 Diagram Vektor Rangkaian Induktif

3.1.3. Terhadap Kapasitansi

Pada sistem arus searah (kondisi mantap), aliran arus ditahan oleh kapasitor, sedangkan pada sistem arus bolak balik arus dihantarkan dengan suatu perlawanan (disebut dengan reaktansi kapasitif).

C f X_C  2 1  (Pers 5.6) Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa semakin tinggi frekuensi sumber, nilai XC akan semakin kecil.Dengan demikian, pada rangkaian listrikyang bekerja

dengan frekuensi tinggi harus memperhatikan masalah kapasitansi liar yang mungkin muncul akibat dari jalur konduktor yang sejajajr dan berdekatan. Rendahnya reaktansi kapasitif mengakibatkan seolah – olah rangkaian menjadi terhubung singkat.

(40)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 36 3.2 Frekuensi Resonansi

Kita sudah mempelajari bahwa nilai reaktansi berubah terhadap perubahan frekuensi. Pada rangkaian yang mengandung induktor dan kapasitor (baik seri maupun pararel) dapat terjadi suatu kondisi dimana nilai XC = XL yang disebut

dengan resoanansi.

3.2.1 Resonansi Tegangan (Resonansi Seri)

Pada rangkaian seri RLC dapat terjadi resonansi yang disebut resonansi tegangan.

AC VS C

L

Gambar 5.5 Rangkaian Seri LC

AC _V S VL VR RL C L VC

Diagram vektor dari gambar 5.5 dapat digambarkan sebagai berikut :

I VL VL-VC VR V XC XL - XC R XL I VR VC VL

Gambar 5.6 Gambar 5.7 Gambar 5.8

Gambar 5.8 menunjukan diagram vektor tegangan pada saat terjadi resonansi. Dari persamaan impedansi : 2 2 ) (X_L X_C R Z    (Pers 5.7) Maka dengan XL = XC, nilai impedansi pada saat resonansi hanya ditentukan oleh

nilai perlawanan / resistansi induktor saja. Nilai absolut tegangan jatuh pada XL dan

XC masing – masing akan melebihi nilai tegangan sumber dan arus akan mencapai

maksimum.

Secara matematis, frekuensi resonansi ditentukan oleh persamaan;

LC f  2 1 0  (Pers 5.8)

(41)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 37 3.2.2 Resonansi Arus (Resonansi Pararel)

Resonansi arus dapat terjadi pada rangkaian LC pararel :

C

L

AC

V

S

C

L

AC

V

S

V

L

V

R

_R

_L

V

C

Gambar 5.9

Kondisi yang berlaku pada resonansi arus sama dengan tegangan yaitu:

LC f dan X X_L _C  2 1 0   (Pers 5.9)

Yang berbeda adalah akibatnya. Pada resonansi arus impedansi rangkaian menjadi besar sekali sehingga arus rangkaian mencapai nilai minimum, walaupun demikian, arus pada cabang bernilai besar dengan IL = IC namun berlawanan fase. Diagram

vektornya ditunjukan di bawah ini.

I

XL

V

R

V

L

V

XL

I

XL

I

C

V

I

C

V

I

L

Gambar 5.10 Diagram

Tegangan Induktor

Gambar 5.11

Diagram Arus

Gambar 5.12 Kondisi

Resonansi Ideal

IV DAFTAR PUSTAKA

V TUGAS RUMAH

1. Apa syarat terjadinya rangkaian resonansi dan jelaskan ?

2. Apa pengaruhnya bila frekuensi dinaikan dan diturunkan pada L, R dan C?

3. Tuliskan turunan rumus frekuensi resonansi dari rangkaian berikut ini, dan cari nilai Z ?

(42)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 38 C

R L

4. Tuliskan turunan rumus frekuensi resonansi dari rangkaian berikut ini, dan cari nilai Z ? R L C VI. PERCOBAAN 6.1 Pengaruh Frekuensi 6.1.1 Terhadap Resistansi

AC

V

S

A

V

_R

Gambar 5.13

a. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 5.13. pilihlah sendiri besarnya nilai tahanan yang akan anda gunakan, ukur terlebih dahulu nilai resistansinya dengan mulitester serta catat kode warnanya.

b. Atur sumber tegangan arus bolak balik sampai mencapai 3 Volt dan selama percobaan berlangsung harus selalu dipertahankan tetap.

c. Atur frekuensi sumber 50 Hz, 100 Hz, 2 KHz kemudian 4 KHz. Amati dan catat besar arus dan tegangan pada setiap kedudukan frekuensi tersebut.

d. Ulang percobaan a sampai dengan c dengan nilai R yang berebeda (R2, R3, dan

(43)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 39 6.1.2 Terhadap Reaktansi Induktif

a. Buat rangkaian seperti pada gambar 5.13. komponen R diganti dengan L (1mH)

b. Ukur tahanan induktor tersebut dengan multitester dan catat hasilnya.

c. Atur frekuensi sumber pada nilai 50 Hz dan naikan sumber tegangan perlahan-lahan sampai arus mencapai 25 mA. Catat nilai tegangan pada kondisi ini. d. Naikan frekuensi menjadi 500 Hz, kemudian 5KHz dan 10 KHz. Selama

perubahan frekuensi tersebut berlangsung, besar tegangan sumber dipertahankan tetap. Catat besar arus yang mengalir (perhatikan batas skala arus dan kemampuan arus maksimum indukor).

e. Ulangi percobaan a sampai d dengan nilai induktansi yang berbeda (pararelkan induktor yang sudah terpasang dengan 1 buah induktor yang sejenis)

6.1.3 Terhadap Reaktansi Kapasitif

a. Buat rangkaian percobaan seperti gambar 5.13, komponen R diganti dengan kapasitor non polar (tentukan sendiri nilainya)

b. Atur frekuensi sumber pada nilai 50 Hz dan naikan sumber tegangan perlahan-lahan sampai arus mencapai 25 mA. Catat nilai tegangan pada kondisi ini. c. Naikan frekuensi menjadi 500 Hz, kemudian 5KHz dan 10 KHz. Selama

perubahan frekuensi tersebut berlangsung, besar tegangan sumber dipertahankan tetap. Catat besar arus yang mengalir (perhatikan batas skala maksimum amperemeter).

d. Ulangi percobaan a sampai dengan c dengan kapasitor yang berbeda (3 buah kapasitor)

6.2 Rangkaian Resonansi Tegangan

AC

V

S

R

L

C

L

V

R

V

C

V

L

A

Gambar 5.14

(44)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 40 a. Buat rangkaian seperti gambar 5.14. Tentukan sendiri nilai kapasitornya,

sedangkan induktornya adalah 1 mH/100 mA.

b. Atur tegangan sumbersebesar 3 Volt, kemudian carilah frekuensi resonansi dari rangkaian tersebut dengan cara merubah frekuensi sumber. Catat frekuensi resonansinya, arus yang mengalir, serta tegangan pada L dan C. perhatikan arus maksimal L.

c. Ubah kedudukan frekuensi beberapa nilai di atas dan di bawah frekuensi resonansi (masing – masing 10 nilai) secara bertahap. Pada setiap kedudukan frekuensi catat besar arus yang mengalir serta tegangan pada kapasitor dan induktor. Ingat, selama perubahan frekuensi dilakukan tegangan sumber harus dijaga tetap.

6.3 Rangkaian Resonansi Arus

A

AC

V

S

A

C

A

L

Gambar 5.15

R

a. Buat rangkaian seperti gambar 5.15. gunakan kapasitor dan induktor yang sama dengan yang digunakan pada percobaan 5.2.

b. Atur tegangan sumbersebesar 3 Volt, kemudian carilah frekuensi resonansi dari rangkaian tersebut dengan cara merubah frekuensi sumber. Catat frekuensi resonansinya, arus total, arus cabang yang mengalir pada saat resonansi terjadi. Perhatikan kapasitas arus maksimum induktor.

c. Ubah kedudukan frekuensi beberapa nilai di atas dan di bawah frekuensi resonansi (masing – masing 10 nilai) secara bertahap. Pada setiap kedudukan frekuensi catat besar arus yang mengalir serta tegangan pada kapasitor dan induktor. Ingat, selama perubahan frekuensi dilakukan tegangan sumber harus dijaga tetap.

(45)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 41 VII. DATA PENGAMATAN

1. Pengaruh Frekuensi  Terhadap R

VS f (Hz)

R = 470 Ω R = 1 KΩ R = 2.2 KΩ

I (mA) V I (mA) V I (mA) V

3 50 100 2000 4000  Terhadap L VS f (Hz) L = 2.5 mH L = 1.25 mH I (mA) V I (mA) V 3 50 100 2000 4000

Catatan : Induktor dipararel  Terhadap C

VS f (Hz)

C = 8 µF C = 10 µF C = 47 µF

I (mA) V I (mA) V I (mA) V

3

50 100 2000 4000

(46)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 42 2. Resonansi Tegangan VS R (Ω) L (mH) F (Hz) I (mA) VR VL VC 3 470 2.5 8 3. Resonansi Arus VS R (Ω) L (mH) F (Hz) I (mA) VR VL VC 3 470 2.5 8

(47)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 43 VIII. TUGAS & PERTANYAAN

1. Hitung nilai R dari percobaan 6.1.1 Pengaruh frekuensi terhadap resistansi dengan menggunakan hukum Ohm dan bandingkan dengan nilai yag diperoleh dari pengukuran langsung ataupun dari kode warnanya. Jika terjadi perbedaan berikan alasannya ?

2. Hitung besar reaktansi induktif dari percobaan 6.1.2 pada masing – masing frekuensi

3. Buat kurva reaktansi dari percobaan 6.1.2 sebagai fungsi dari frekuensi

4. Hitung besar reaktansi kapasitif dari percobaan 6.1.3 pada masing – masing frekuensi

5. Buat kurva reaktansi dari percobaan 6.1.3 sebagai fungsi dari frekuensi

6. Hitung frekuensi resonansi dari percobaan 6.2 secara matematis. Bandingkan dengan hasil data pengamatan anda !

7. Hitung impedansi rangkaian dari percobaan 6.2 pada masing – masing frekuensi (dengan menggunakan hukum Ohm). Buat kurva impedansi vs arus!

8. Hitung impedansi rangkaian dari percobaab 6.2 secara matematis berdasarkan nilai – nilai kapasitor, induktor dan frekuensi. Buat kurva impedansi vs arus! 9. Bandingkan jawaban no 7 dan no 8, beri penjelasan!

(48)

PETUNJUK PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK 44 10. Hitung frekuensi resonansi dari percobaan 6.3 secara matematis. Bandingkan

dengan hasil data pengamatan anda !

11. Hitung impedansi rangkaian dari percobaan 6.3 pada masing – masing frekuensi (dengan menggunakan hukum Ohm). Buat kurva impedansi vs arus!

12. Hitung impedansi rangkaian dari percobaab 6.3 secara matematis berdasarkan nilai – nilai kapasitor, induktor dan frekuensi. Buat kurva impedansi vs arus! 13. Bandingkan jawaban no 11 dan no 12, beri penjelasan!

14. Hitung lebar kanal (band width) dari rangkaian LC dalam percobaan anda (baik rangkaian seri maupun pararel)

15. Bagaimana sifat impedansi rangkaian LC seri di bawah frekuensi resonansi dan bagaimana jika di atas frekuensi resonansi?