PERCOBAAN 1
OLEH:
CHASAN BISRI
1041160028/08
KELAS 2B
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI JARINGAN TELEKOMUNIKASI
DIGITAL
POLITEKNIK NEGERI MALANG
2012
Tanggal Percobaan 10 - 04 -2012
PERCOBAAN -1
PENGUKURAN RESISTANSI SALURAN KOAKSIAL
1. Tujuan Percobaan Tujuan percobaan ini adalah:
1.1 Mengenal jembatan Wheatstone dan mengerti fungsinya. 1.2 Mengukur resistansi kabel .
1.3 Mengukur resistansi konduktor dalam (inner) dan menghitung resistansi luar (outer).
1.4 Mengukur resistansi kabel pada frekuensi yang berbeda.
1.5 Menentukan frekuensi maksimum untuk jembatan Wheatstone.
2. Diagram Rangkaian 2.1 Jembatan Wheatstone
2.2 Rangkaian Pengukuran Inner Conductor
3. Alat-alat dan Komponen yang Digunakan
Jumlah Nama Alat Nomor Alat
1 Generator Fungsi 029 / KD.7.7 / Lab/ db – 4 / TT - 04 1 Oscilloscope Dual Trace OPR.3
2 Test probe , 10:1/1:1,switchable PROBE.9 2 Probe Adapter PROBE.9 1 Resistor 100 ohm; 1 % ; 0,5 Watt
1 Potensiometer 1k ohm, 10 putaran
2 Saluran Koaksial - 2.05.01.048.35 - 2.05.01.048.31 1 Jembatan Universal 2.05.01.048.28 1 Kabel BNC / 4mm Banana 1 Tee Connector BNC 10 Plug
4. Pendahuluan
Pengukuran resistansi kabel tidak kritis dan dapat dilakukan dengan sembarang jembatan DC atau penunjukkan ohm meter secara langsung. Bila pengukuran dilakukan dengan menggunakan jembatan wheatstone, pada frekuensi tertentu komponen reaktansi muncul dan mempengaruhi keseimbangan jembatan. Makin tinggi frekuensi makin keseimbangan jembatan makin sulit diperoleh.
Oleh karena itu, adalah lebih praktis mengembangkan rangkaian jembatan, sehingga besaran karakteristik lain dari kabel dapat diukur. Bagian 2 memperlihatkan, tegangan diagonal U Y1 sama dengan nol ketika harga resistansi berbanding sebagai berikut :
R3/RX = R4/R2
Dengan menggunakan helical potensiometer 10 putaran dan R3 = 1 kW, 1 bagian pada skala potensiometer sama dengan 1 ohm. Skala tersebut d apat dibaca langsung dalam ohm. Impedansi karakteristik saluran R', diberikan oleh persamaan,
R' = Rx/l dengan, l = panjang saluran (meter)
Pengembangan batasan pengukuran untuk UY1 = 0 Volt, juga diberikan oleh persamaan, R3/R4 = Rx /R2 untuk R3 = R4 = 1 Rx = R2 untuk R3 = R4 = 10 Rx = 10.R2 untuk R3 = R4 = 0,1 Rx = 0,1.R2 5. Prosedur Percobaan
5.1 Rangkaian Peralatan untuk Diagram 2.1.
a) Menyambung saluran dengan plug connector sehingga menjadi 100 meter.
b) Menghubung singkat ujung saluran dengan menggunakan kabel banana – banana pendek.
c) Mengukur resistansi saluran dengan menggunakan ohm meter dan membaca hasil pengukuran yang di tampilkan pada ohm meter. d) Menyambung saluran ke jembatan.
e) Memasang resistor sesuai dengan diagram dengan sebelumnya memastikan resistor dalam kondisi baik menggunakan ohm meter. f) Memasang generator fungsi dengan kondisi, U1 sebesar 4 Vpp;
100 Hz pada jembatan.
g) Memasang oscilloscope dan menghubungkan : Y1 (0,2 V/div; 1:1; DC) ke U1, TB (time base) disesuaikan dengann pengukuran. h) Menyeimbangkan jembatan dengan mengatur potensiometer. i) Mengukur nilai resistansinya dengan ohm meter.
j) Menghitung Rx ( R konduktor luar dan dalam).
5.2 Kabel di hubungkan seperti diperlihatkan pada diagram 2.2, tegangan dan pengaturan Oscilloscope seperti langkah 5.1 ( h s/d j) . ( R konduktor dalam )
5.3 Menghitung resistansi konduktor luar (screen), dari hasil pengukuran 5.1 dan 5.2.
5.4 Menaikkan frekuensi menjadi 1 kHz, kemudian menyeimbangkan rangkaian seperti langkah 5 dan mengamati tegangan minimal yang masih bisa dibaca.
5.5 Mengulangi langkah 5.4 tetapi frekuensi dinaikkan menjadi 10 kHz. 5.6 Mengulangi langkah 5.5 tetapi frekuensi dinaikan menjadi 100 kHz.
6. Hasil Percobaan
Untuk 5.1
- Hasil pengukuran dengan ohm meter menu menunjukkan nilai resistansi 36,7 Ω
- Hasil pengukuran dengan jembatan: Rx dihitung dari persamaan :
Jika kedua hasil pengukuran dibandingkan, apa yang dapat saudara jelaskan ! Jawab : maka akan terlihat bahwa pada frekuensi 100 Hz, resistansi Rx relatif sama dengan resistansi saluran coaxial.
Untuk 5.2
Ri = 32 Ω
Untuk 5.3
Resistansi konduktor luar (screen),
Untuk 5.4
Keseimbangan tidak dapat dilakukan. Tegangan minimal yang dapat dibaca 6 mVpp.
Alasan dapat dihasilkan keseimbangan adalah :
Karena pada saat tegangn minimum, arus dan tegangan yang terukur pada titik Rx tidak nol.
Untuk 5.5
Keseimbangan tidak dapat dilakukan. Tegangan minimal yang dapat dibaca menjadi 55mVpp.
Alasan :
Karena pada saat tegangn minimum, arus dan tegangan yang terukur pada titik Rx tidak nol.
Untuk 5.6
Keseimbangan tidak dapat dilakukan.Tegangan minimal yang dapat dibaca menjadi 240 mVpp.
Karena pada saat tegangn minimum, arus dan tegangan yang terukur pada titik Rx tidak nol.
7. Ringkasan Hasil Pengukuran
Langkah Nomor Frekuensi (Hz) R inner (Ω) R outer (Ω) Resistansi Total (Rx) Tegangan pada titik keseimbangan 5.3 100 32 6 38 5.4 1 k 45 -8 37 6 mVpp 5.5 10 k 349 -312 37 55 mVpp 5.6 100 k 124 -72 52 240 mVpp
8. Bahasan Hasil Pengukuran
Setelah melakukan pengambilan data melalui proses pengukuran, maka dapat mengambil beberapa point mengenai hasil pengukuran di atas, point-point tersebut antara lain ;
1. Pada frekuensi rendah (100Hz) keseimbangan bisa didapatkan karena pada frekuensi ini jembatan wheatstone masih bisa melakukan penyeimbangan resistansi.
2. Pada frekuesni 1 kHz, 10 kHz dan 100 kHz keseimbangan tidak dapat dilakukan karena jembatan wheatstone tidak dapat melakukan penyeimbangan.
Hal ini dapat terjadi karena resistansi total yang ada pada saluran koaksial melebihi dari resistansi jembatan wheatstone yaitu 1k Ohm. Pada hasil percobaan terlihat berbeda bahwa resistanso total selalu disekitar 40 – 50 ohm, hal ini terjadi karena jembatan wheatstone tidak dapat bekerja pada frekuesnsi ini.
Pada dasarnya jembatan wheatstone hanya terdiri dari resistor yang sebenarnya adalah penyesuai tegangan untuk tegangan DC, apabila digunakan untuk tegangan AC atau frekuensi tinggi maka bukan hanya komponen R saja yang muncul, melainkan akan muncul juga komponen RLC pada tiap-tiap resistor sesuai rangkaian ekivalen saluran transmisi RF.
9. Kesimpulan
Dari percobaan yang telah saya lakukan di atas dan setelah menghitung dan menganalisa hasil percobaan, maka saya mempunyai kesimpulan sebagai berikut :
Keseimbangan diperoleh apabila arus dan tegangan yang terukur pada Rx adalah nol. Rx sebenarnya adalah resistansi yang ada pada saluran koaksial.
Jembatan wheatstone sebenarnya adalah sebagai penyeimbang saluran DC, maksimal frekuensi kerja jembatan ini tidak lebih ± 100Hz.
Resistansi kabel dapat diukur langsung menggunakan multimeter atau dengan menggunakan jembatan wheatstone dengan catatan masih dalam range frekuensi kerja jembatan wheatstone.
Resistansi inner dan outer kabel koaksial akan berbanding lurus dengan frekuensi dan panjang kabel.
10.Refensi
Catatan mata kuliah saluran tranmisi RF semester 3.
http://eecafedotnet.files.wordpress.com/2011/08/rangkaian-ekivalen-saluran-transmisi.pdf diakses tanggal 14 April 2012 pukul 21:05
11.Pertanyaan Paska Praktikum
11.1. Dapatkan frekuensi di atas 1 kHz digunakan pada jembatan Wheatstone? Jelaskan!
Jawab :
Tidak dapat. Karena jembatan wheatstone sebenarnya hanya beroprasi pada frekuensi rendah atau idelalnya pada tegangan DC.
11.2. Mengapa resistansi kabel bertambah besar jika saluran diperpanjang? Jawab :
Resistansi akan berbanding lurus dengan panjang saluran. Karena pada dasarnya adalah seperti resistor seri, semakin panjang saluran maka resistansi juga akan bertambah.
11.3. Apa yang dimaksud dengan reaktansi kabel? Dan mengapa reaktansi mucul pada saluran?
Jawab :
Reaktansi kabel (dilambangkan Xc) bisa dianalogikan sebagai hambatan yang dimiliki oleh kapasitor.
Xc = 1/w.C = 1/ 2.phi.f.C (w = dibaca omega)
dengan f = frekuensi (satuan: Hertz) , C = kapasitansi kapasitor (satuan :Farad)
di sini akan berlaku pula hukum ohm
Vmax = I max . Xc (jika di dalam rangkaian hanya ada kapasitor saja). Reaktansi ini muncul karena pada saat frekuensi tinggi, Suatu muatan pada konduktor berbanding lurus terhadap perbedaan potensial (tegangan). Akibatnya saluran mempunyai kapasitansi paralel, C. Jika dielektrik antara kedua konduktor tidak sempurna, elemen konduktif harus dianggap ada diantara saluran.
