EL2101_5_13213060

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 1

MODUL V RANGKAIAN AC

Rosana Dewi Amelinda (13213060)

Asisten : Bagus Hanindhinto (13211007) Tanggal Percobaan: 6/11/2014 EL2101-Praktikum Rangkaian Elektrik

Laboratorium Dasar Teknik Elektro - Sekolah Teknik Elektro dan Informatika ITB

Abstrak

Abstrak Pada praktikum modul V Rangkaian AC ini

pertama dilakukan perngukuran masing-masing tegangan

pada rangkaian seri RC dan RL. Lalu dilakukan

peritungan konstanta waktu dan pengamatan input dan

output gelombang pada rangkaian differensiator dan

integerator. Serta yang terakhir dilakukan pengamatan

pengaruh frekuensi pada rangkaian differensiator &

integrator serta pembuatan bode plotnya.

Kata kunci: Kapasitor, Induktor, Rensponse

Frekuensi.

1. P

ENDAHULUAN

Hambatan listrik merupakan karakteristik suatu bahan pengantar listrik / konduktor, yang dapat digunakan untuk mengatur besarnya arus listrik yang melewati suatu rangkaian. Pada rangkaian AC terdapat 3 jenis hambatan, yaitu hamabran yang bersifar resistif (R), induktif (XL), kapasitif (XC). Ini dikarenakan bentuk arus AC yang sinusoidal, sehingga nilainya selalu berubah terhadap waktu, ada nilai tegangan maksimum, namun yang terukur dalam keseharian adalah nilai tegangan efekif. Hal itu mengakibatkan perbedaan fasa antara arus dan tegangan ketika arus AC melewati kapasitor dan inductor sehigga mengakibatkan sifat hambatan yang kapasitif dan induktif. Kapasitor dan inductor sangat jarang digunakan sendirian pada rangkaian, biasanya tahanan tersebut dirangkai secara seri atau parallel dengan resistor.

Pada rangkaian tahanan seri R-L maupun R-C akan didapatkan nilai tahanan total yang biasa disebut Impedansi (Z). Impedansi dapat ditemukan pada antenna, speaker, amplifier, dan lain-lain. [1]

Pada rangkaian RC maupun Rl terdapat perbedaan yang sangat mencolok. Yaitu untuk RC, tegangan pada kapasitor akan tertinggal sebesar 90 0 _{dari arusnya. Sedangkan untuk RL,} tegangan pada inductor akan mendahului 90 0 dari arusnya. Hal tersebut akan dibuktikan dalam praktikum kali ini.

Malalui praktikum modul V ini diharapakan praktikan dapat :

a. Memahami konsep impedansi dalam arti fisik.

b. Memahami hubungna antara impedansi resistansi dna reaktansi pada rangkaian seri RC dan RL.

c. Memahami hubungan tegangan dan arus pada rangkaian seri RC fan RL.

d. Mengukur pada fasa tegangan dan arus pada rangkaians seri RC dan RL

e. Memahami “response” terhadap frekuensi pada rangkaian seri RC dan RL.

2. S

TUDI

P

USTAKA

Dalam arus bolak-balik, untuk bentukgelombang sinus, impedansi adalah perbandingan phasor tegangan dan phasor arus.

Dari hubungan tegangan dan arus seperti v = R i;

dt

di

L

v



,

dt

dv

C

i



maka akan terlihat bahwa untuk sinyal tegangan sinusoidal (sinus atau kosinus):

pada R ; tegangan sefasa dengan arusnya

pada L ; tegangan mendahului 90o _terhadap arusnya

pada C ; tegangan ketinggian 90o _{dari arusnya} Bila perbandingan tegangan dan arus pada R disebut resistansi, dan perbandingan tegangan dan arus pada L dan C disebut reaktansi, maka akan terlihat bahwa resistansi tidak akan “sebanding” dengan reaktansi.

Hal ini dinyatakan dengan adanya suatu operator “j” yang besarnya =



1

yang menunjukan perputaran 90o _{searah atau} berlawanan arah dengan jarum jam terhadap besaran semula.

Rangkaian RC

Perhatikan rangkaian pada Error! Reference source not found..

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 2 Gambar 1 Rangkaian RC sederhana

Menurut hukum Kirchoff II (KVL), dapat di tulis :







i

dt

C

i

R

v

_i

1

.

C R i

v

v

v





Tegangan resistor vR sefasa dengan I sedangkan tegangan kapasitor vC ketinggalan 90o dari arus. Arus total mendahului antara 0o _{s.d. 90}o_{. Sudut} ketertingalan vi () ditentukan oleh perbandingan reaktansi dan resistansinya. Beda fasa antara vC dan i, atau vi dan i dapat dilihat dengan membandingkan beda fasa antara vC dan vR, atau antara vi dan vR.

Diferensiator

Dari persamaan di atas, bila output diambil pada resistor vO = vR, untuk vC >> vR akan diperoleh vi

 vC sehingga





i

dt

C

v

_i

1

atau

dt

dvt

C

i



Dengan demikian diperoleh hubungan output (vO = vR) dengan input (vi) sebagai berikut :

dt

dvt

RC

v

_o



.

Rangkaian dengan persyaratan ini dikenal sebagai rangkaian differensiator.

Dalam bentuk phasornya, persyaratan di atas dapat dituliskan sebagai berikut :

R C

v

v



atau

V

C



V

R

I

R

I

C

j





1

sehingga diperoleh



CR



1

. Bila

RC

O

1





atau

RC

f

_O



2

1



, maka

persamaan di atas dapat dituliskan

1



O





atau







_O.

Dengan



_O disebut frekuensi “cut off”.

Kondisi terakhir ini adalah syarat frekuensi dan nilai-nilai kapasitansi dan resistansi untuk memperoleh fungsi diferensiasi yang baik. High-Pass Filter

Dari persamaan

V

_I



V

R



V

C

,

bila diambil R

O

V

V



, maka dapat dituliskan









O I O

j

CR

j

C

j

R

R

V

V













1

1

1

1

1

1

Ada nilai utama yang diperoleh dari fungsi di atas:

 Untuk







_o akan diperoleh



1

I O

V

V

 Untuk







_o akan diperoleh



0

I O

V

V

 Untuk







_o akan diperoleh

2

1



i o

v

v

Dari,

2

1



i o

v

v

dapat diturunkan bahwa daya di R adalah





max 2 2 2

2

1

2

2

/

P

R

Vt

R

Vt

R

Vo

P

_R









. Pmax

adalah daya pada R saat







_o. Rangkaian merupakan High Pass Filter (HPF) yang sederhana.

Integrator

Dari persamaan

v

_i



v

_R



v

_C atau







i

dt

C

i

R

v

_i

1

bila tegangan output diambil pada kapasitor (

v

_o



v

_C) dan

v

_R



v

_C, maka

v

_i



v

_R sehingga

v

_i



R

i

atau

R

v

i



i _.

Pada output diperoleh















v

dt

RC

dt

R

v

C

dt

i

C

v

v

i _i C o

1

1

1

. Fungsi rangkaian ini dikenal sebagai rangkaian integrator.

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 3 Syarat terpenuhinya fungsi rangkaian integrator

RC yang baik adalah

v

_R



v

_C. Dalam bentuk phasornya, hubungan di atas dapat dituliskan sebagai berikut : C R

V

V



atau

I

C

j

I

R



1



Sehingga

C

R



1



atau



CR



11

Bila

RC

O

1





atau

RC

f

_O



2

1



, maka

persamaan di atas dapat dituliskan

1



O





atau







_O. Low-Pass Filter

Dari persamaan

V

I



V

R



V

R , bila diambil C

O

V

V



maka dapat dituliskan :

O I O

j

CR

j

C

j

R

C

j

V

V























1

1

1

1

1

1

Ada nilai utama yang diperoleh dari fungsi di atas:

 Untuk







_o akan diperoleh

0



I O

V

V

 Untuk







_o akan diperoleh



1

I O

V

V

 Untuk







_o akan diperoleh

2

1



i o

v

v

Dengan ketiga keadaan di atas, rangkaian menunjukkan fungsi Low Pass Filter (LPF) sederhana.

Rangkaian RL

Analisa pada rangkaian RL seperti pada Error! Reference source not found. dapat dilakukan dengan cara yang sama seperti pada rangkaian RC.

Gambar 2 Rangkaian RL sederhana

Menurut hukum Kirchoff II (KVL)

v

_i



v

_R



v

_L

sehingga i

di

V

Ri

L

dt





Untuk sinyal berbentuk sinusoidal, VR sefasa dengan I dan vi mendahului terhadap I (dengan sudut atara 0o _{dan 90}o_{). Sama seperti pada} rangkaian RC, sudut  ditentukan oleh perbandingan reaktansi dan resistansinya. Beda fasa antara VL dan I, atau antara vi dan I dapat dilihat dengan membandingakan beda fasa VL dan VR, atau vi dan VR.

Dengan cara yang sama seperti pada rangkaian RC, dapat diturunkan persyaratannya yang harus dipenuhi agar rangkaian RL berfungsi sebagai differensiator, integrator, High Pass Filter, ataupun Low Pass Filter.

2.1

J

UDUL

S

UB

-

BAB

Sub-bab pada percobaan ini, yaitu : a. Rangakaian RC

b. Rangkaian RL

c. Rangkaian Defferensiator d. Rangkaian Integerator

e. Pengaruh frekuensi diamati pada domain frekuensi

3. M

ETODOLOGI

Pada percobaan modul 5 ini, alat dan bahan yang digunakan yaitu :

a. Kit Rangkaian RC dan RL (1 buah) b. Generator sinyal (1 buah)

c. Osiloskop (1 buah) d. Multimeter (1 buah) e. Resistor : 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ, 1 MΩ (masing-masing 1 buah) f. Kapasitor : 0.1 µF, 0.01 µF, 0.001 µF (masing-masing 1 buah) g. Induktor : 2.5 mH (1 buah)

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 4 Memulai percobaan

Percobaan 1 : Rangkaian RC

Gambar 3 Rangkaian RC untuk pengukuran phasor

V

i

C

R

Percobaan 2 : Rangkaian RL

Gambar 4 Rangkaian RL untuk pengukuran phasor

Vi

R

L

Percobaan 3 : Rangkaian Defferensiator

Sebelum memulai percobaan, diisi dan ditanda tangani lembar penggunaan meja yang tertempel

pada masing-masing meja praktikum. Dicatat jua nomor meja Kit Praktikum yang digunakan dalam BCL.

Dikumpulkan tugas pendahuluan pada asisten yang bertugas.

Dibuat rangkaian dengan harga-harga besaran seperti pada Gambar 3. Dihitung VRdan VCdengan harga

besaran yang telah diketahui.

Diukur VRdan VCdengan multimeter.

Dicek apakah Vi = VR+ VC.

Dimati Vi, VRdan VCdengan osiloskop.

Dicari beda fasa antara Vidan VR, juga

antara VCdan VRdengan bantuan

osiloskop.

Dicatat hasil perhitungan, pengukuran dan pengamatan ke dalam bentuk tabel

dalam Buku Catatan Laboratorium (BCL).

Dibuat rangkaian dengan harga-harga besaran seperti pada

Gambar 4

Dihitung VRdan VLdengan harga

besaran yang telah diketahui.

Diamati nilai Vi dengan osiloskop dan dicatat pada Buku Catatan

Laboratorium.

Dicari beda fasa antara Vi dan VR dan VL dengan bantuan osiloskop.

Dicatat hasil perhitungan, pengukuran dan pengamatan ke

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 5 Gambar 5 Rangkaian percobaan fungsi differensial

dengan RC

Percobaan 4 : Rangkaian Integerator

Gambar 6 Rangkaian percobaan fungsi integral dengan RC

R

C

Input

Output

Percobaan 5 : Pengaruh frekuensi diamati pada domain frekuensi

Dibuat rangkaian seperti pada Gambar 5.

Diatur input dengan bentuk gelombang segi empat sebesar 4 V peak to peak (Vpp) pada

frekuensi 500 Hz dengan bantuan osiloskop.

Dihitung konstanta waktu RC dengan harga-harga C dan R yang tersedia. Digambar bentuk gelombang output (ideal) dengan input bentuk gelombang segi empat.

Diukur bentuk gelombang output yang terjadi dengan osiloskop.

Dicatat hasil perhitungan dan pengukuran serta gambarlah hasil pengamatan dalam

bentuk tabel dalam BCL.

Dibuat rangkaian seperti pada Gambar 6.

Diatur input dengan bentuk gelombang segi empat sebesar 4 Vpppada frekuensi 500Hz

dengan bantuan osiloskop

Dihitung konstanta waktu RC dengan harga-harga C dan R yang tersedia

Digambar bentuk gelombang output (ideal) dengan input bentuk gelombang segi empat

Diamati dan diukur bentuk gelombang output yang terjadi dengan osiloskop

Dicatat hasil perhitungan dan pengukuran serta gambarlah hasil pengamatan dalam

bentuk tabel dalam BCL.

Diulangi langkah diatas untuk gelombang segitiga

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 6

DIbuat rangkaian RC seperti pada percobaan rangkaian diferensiator, dengan harga R = 10

Kdan C = 8,2nF.

Dihitung konstanta waktu = RC.

Diatur input dengan bentuk gelombang segi empat sebesar 4 Vpppada frekuensi 50 Hz

dengan bantuan osiloskop.

Diukur dan digambar bentuk gelombang output untuk harga-harga frekuensi 50 Hz, 500

Hz , 5 KHz, dan 50 KHz dan dicatat hasilnya dalam bentuk tabel dalam BCL.

Kemudian dibuat rangkaian RC seperti pada percobaan rangkaian integrator, dengan harga

R = 10 K, dan C = 8,2nF. Diukur dan digambar bentuk gelombang output untuk harga-harga frekuensi 50 Hz, 500 Hz , 5 KHz, dan 50 KHz serta diamati pengaruh frekuensi

pada domain frekuensi.

Dibuat rangkaian RC seperti pada percobaan rangkaian diferensiator dengan harga R = 10

Kdan C = 8,2nF.

Dihitung konstanta waktu (= RC) serta frekuensi cut-off (fo) = 1/(2).

Diatur bentuk masukan sinusoidal.

Diukur Vo(tegangan keluaran) /Vi

(tegangan masukan) dengan bantuan osiloskop (input di kanal-1 dan output di

kanal-2) untuk 5 titik pengukuran yaitu:

1 titik frekuensi cut off (petunjuk: ubah frekuensi input dimana frekuensi ini di sekitar frekuensi cut off hasil perhintungan

sehingga diperoleh Vo/Vi= 1/2 atau =

0,7. Kemudian catat frekuensi ini sebagai fo).

2 titik untuk zona datar (LPF) atau zona naik (HPF). (petunjuk: pilih titik frekuensi

1/100 fodan 1/10 fo)

2 titik untuk zona turun (LPF) atau zona datar (HPF). (petunjuk: pilih titik frekuensi

10 fodan 100 fo)

Dihitung Vo/Vi yang terjadi dalam dB.

Dicatat hasilnya dalam tabel dalam BCL. Plot 5 titik pengukuran tersebut dengan

skala logaritmik. Hasil plot 5 titik pengukuran adalah seperti grafik pada

Gambar 7.

Diukur beda fasa dengan menggunakan metode Lissajous lalu diplot hasil tersebut

ke dalam grafik frekuensi-fasa seperti contoh pada Gambar 8

Kemudian dilakukan langkah yang sama untuk rangkaian RC (Rangkaian Integrator)

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 7 Gambar 7 Contoh Bode plot untuk magnitude

LPF

HPF

Gambar 8 Contoh Bode plot untuk fasa

Mengakhiri Percobaan

4. H

ASIL DAN

A

NALISIS Percobaan 1 : Rangkaian RC Komponen yang digunakan yaitu : Table 1 Nilai komponen percobaan 2

Komponen Nilai

Vi 2 Vrms

R 10 kΩ

C 0.1 µF

F 300 Hz

Melalui perhitungan didapatkan

I = = 0.17665 x 10-4 _{∠27.95870 mA} VR = 1.7665 x 10-4 ∠27.95870 V VC = 0.93767 ∠ − 62.040 V

Table 2 Perbandingan nilai Vr dan Vc hasil perhitungan dengan hasil pengukuran di lab

Besar Perhitungan Pengukuran VR 1.7665 V 1.777 V VC 0.93767 V 0.913 V Gambar 9 Vi, Vc, dan Vr pada osiloskop

Gambar 10 Gelombang Vi - VR

Gambar 11 Gelombang Vc - VR

Nilai Vi sama dengan Vr + Vc yaitu dengan menggunakan perhitungan dalam penjumlahan phasor, didapatkan :

𝑉𝑖 = √𝑉𝑟2_{+ 𝑉𝑐}2

Sebelum keluar dari ruang praktikum, dirapikan meja praktikum. Dibareskan kabel, dimatikan osiloskop, power supply DC, dan dicabut catu daya dari jala-jala

ke kit praktikum. Dipastikan juga multimeter analog dan multimeter digital ditinggalkan dalam keadaan

mati (selektor menunjuk ke pilihan off).

DIperiksa lagi lembar penggunaan meja.

Dipastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada BCL.

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 8 𝑉𝑖 = √1.76652_{+ 0.93767}2

𝑉𝑖 = 1.9999 𝑉

Nilai Vi diatas sama / mendekati nilai V input yang digunakan diukur yaitu 2 V.

Untuk beda fasa yang didapatkan melalui hasil perhitungan yaitu

Vi dan Vr = 27.950

Vc dan Vr = 27.950 _{– (-62.04}0_{) = 89.99}0

Sedangakan melalui percobaan dihitung beda fasa dengan menggunakan metode lissajous : Gambar 12 Lissajous Vi - VR

Gambar 13 Lissajous Vc - VR

Dari gambar diatas, beda fasa yaitu : Vi dan Vr : 22.115 0

Vr dan Vc : 90 0

Nilai beda fasa yang didapatkan diatas sesuai (mendekati) nilai beda fasa yang dapatkan melalui perhitungan.

Dari percobaan 1 ini telah dibandingkan dan diketahui bahwa nilai tegangan yang diukur sama dengan nilai tegangan yang dihitung dengan menggunakan rumus impedansi. Hal ini membuktikan bahwa adanya impedansi kapasitor pada rangkaian R-C. Setelah itu dilakukan penjumlahan nilai Vr dan Vc yang diukur (dengan penjumlahan phasor) dan didapatkan bahwa nilai hasil penjumlahan tersebut sama dengan nilai Vinput yang digunakan. Yang terakhir yaitu diamati perbedaan fasa antara Vi dan Vr serta Vc dan Vr. Didapatkan hasil bahwa hasil perhitungan beda fasa tesebut mendekati hasil pengukuran beda fasa yang dilakukan. Selain itu pada pengukuran awal diketahui bahwa adanya beda fasa antara arus dengan Vr terdapat perbedaan fasa sebesar

00 dan antara arus dengan Vc sebesar 900 _dengan arus mendahului tegangan kapasitor.

Percobaan 2 : Rangkaian RL Komponen yang digunakan yaitu Table 3 Nilai komponen percobaan 2

Komponen Nilai

Vi 2 Vrms

R 1 kΩ

L 2.5 mH

f 60 Hz

Melalui perhitungan didapatkan I = 1.4558 ∠―43.2890 _mA

VR = 1.4558 ∠―43.2890 V VL = 1.3714 ∠ 46.710 V

Table 4 Vr dan Vl hasil perhitungan dan pengukuran V Perhitungan Pengukuran VR 1.4558 V 1.44 V VL 1.3714 V 2.08 V

Nilai Vi yang diamati pada osiloskop yaitu 2.03 V. Beda fasa yang didapatkan melalui hasil perhitungan yaitu

Vi dan Vr = 43.2890

VL dan Vr = 46.710 – (-43.2890) = 89.9990

Sedangakan melalui percobaan dihitung beda fasa dengan menggunakan metode lissajous : Gambar 14 Lissajous VL - VR

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 9 Dari gambar diatas, beda fasa yaitu :

Vi dan Vr : 00 Vr dan VL : 350

Pada percobaan 2 ini dilakukan perhitungan nilai Vr dan Vl. Setelah dibandingkan ternyata nilai ini sedikit berbeda dengan nilai yang didapatkan dari hasil pengukuran. Hal ini kemungkinan disebabkan beberapa factor diataranya kepasitor yang tidak dihubung singkatkan terlebih dahulu atau kesalahan pembacaan nilai tegangan oleh praktikan. Namun secara garis besar dapat disimpulkan bahwa adanya nilai impedansi Induktor pada rangkaian RL yang digunakan. Lalu berdasarkan perhitungan diketahui bahwa untuk beda fasa antara arus dengan inductor yaitu 90 0 _{dengan tegangan inductor mendahului} arusnya. Salain itu antara tegangan resistor dengan inductor seharusnya memiliki beda fasa mendekati 90 0 _{sesuai dengan perhitungan yang} dilakukan. Namun pada percobaan yang dilakukan menujukan bahwa keduanya sefasa (beda fasa 0 0_).

Percobaan 3 : Rangkaian Defferensiator Nilai komponen yang digunakan :

Komponen Nilai

Vi 4 Vpp

F 500 Hz

Malalui perhitungan didapatkan nilai konstanta waktu untuk berbagai kombinasi nilai R dan C sebagai berikut :

Table 5 Konstanta waktu untuk berbagai kombinasi nilai R dan C R (kΩ) C (nF) τ (s) A 1 100 1 x 10-4 B 10 100 1 x 10-3 C 100 100 1 x 10-2 D 1 8.2 8.2 x 10-6

Gambar input dan output sinyal adalah sebagai berikut : Gambar sinyal A B C D

*Ket : garis berwarna merah adalah input dan garis berwarna biru adalah output. Input dan output masing-masing 2 V/div dan 500 µs/div. Dari ata diatas, gelombang input-output yang paling ideal adalah saat kombinasi D yaitu saat nilai konstanta waktu yang paling kecil sehingga menghasilkan bentuk gelombang yang mendekati bentuk kotak karena untuk input gelombang kotak apabila didefferensialkan akan menghasilkan bentuk output gelombang panjang diawal dan bernilai 0 hingga ujungnya.

Untuk kombinasi D menghasilkan nilai konstanta waktu yang terkecil serta telah memenuhi syarat rangkaian differensiator yaitu nilai Vc >> Vr. Percobaan 4 : Rangkaian Integerator

Input sinyal Kotak

R (kΩ) C (nF) F (Hz)

A 1 100 500

B 10 100 500

C 1 8.2 500

Gambar input dan output sinyal yaitu : Gamba sinyal

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 1 0 A

B

C

*Ket : garis berwarna merah adalah input dan garis berwarna biru adalah output. Input dan output masing-masing 2 V/div dan 500 µs/div Input sinyal segitiga

R (kΩ) C (nF) F (Hz)

A 1 100 500

B 10 100 500

C 1 8.2 500

Gambar input dan output sinyalnya : Gamba sinyal

A

B

C

*Ket : garis berwarna merah adalah input dan garis berwarna biru adalah output. Input dan output masing-masing 2 V/div dan 500 µs/div Untuk gelombang output yang dihasilkan pada rangkaian integrator dengan input sinyal kotak seharusnya menghasilkan bentuk gelombang segitiga. Namun karena frekuensi yang digunakan terlalu besar, menyebabkan bentuk gelombang segitiga belum bisa teramati, tetapi saat dicoba untuk nilai frekuensi yag lebih kecil

seperti 10 Hz, bentuk gelombang segitiga dapat teramati. Sedangkan untuk input sinyal segitiga, seharusnya menghasilkan bentuk gelombang sinusoidal. Namun bentuk pada percobaan yang dilakukan tidak didapatkan bentuk sinusoidal. Kamungkinan hal ini disebabkan masalah besarnya nilai frekuensi (seperti pada input sinyal kotak). Untuk memperoleh bentuk gelombang yang paling ideal kita harus menggunakan kombinasi nilai Rdan C yang terbesar sehingga Vr >> Vc (sesuai syarat integrator). Berdasarkan syarat tersebut, digunakan kombinasi nilai R = 100 kΩ nilai C = 100 nF. Saat digunakan simulator, bentuk sinusoidal yang diinginkan dapat terlihat : Gambar 16 output untuk nilai R = 100 kΩ dan C = 100 nF

Percobaan 5 : Pengaruh frekuensi diamati pada domain frekuensi Komponen Nilai Vi 4 Vpp R 10 kΩ C 8.2 nF τ 8.2 x 10-5 _s Differensiator Frekuensi (Hz) Gambar 50 500

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 11 5 k

50 k

*Ket : garis berwarna biru adalah input dan garis berwarna merah adalah output. Input dan output masing-masing 2 V/div dan 500 µs/div

Integrator Frekuensi (Hz) Gambar 50 500 5 k 50 k

Dari kedua table gambar diatas dapat dilihat bahwa semakin besar frekuensi menyebabkan bentuk sinyal output menjadi mendekati bentuk sinyal kotak (untuk differensiator) dan mendekati bentuk sinyal sinusoidal (untuk integrator). Selanjutnya, dilakukan perhitungan untuk mencari niali frekuensi cut-off. Didapatkan yaitu frekuensi cut-off sebesar :

𝑓 = 1941.8984 Hz Differensiator Integrator f Vo/Vi dB Vo/Vi dB 0.01 f0 ≈ 0 ∞ 0.488 -6.23 0.1 f0 0.1 - 20 0.488 -6.23 f0 0.7 - 3.098 0.497 -6.07 10 f0 0.895 -0.9635 0.488 -6.23 100 f0 ≈ 1 0 0.488 -6.23 *data untuk rangkaian integrator didapatkan dari

praktikan Revie Marthensa (13213118) Gambar 17 Bode plot untuk Differensiator

Gambar 18 Bode plor untuk Integrator

-30 -20 -10 0 0.01 f0 0.1 f0 f0 10 f0 100 f0

Magnitude

HPF 0 20 40 60 0.01 f0 0.1 f0 f0 10 f0 100 f0

Phasa

HPF -6.3 -6.2 -6.1 -6 -5.9 0.01 f0 0.1 f0 f0 10 f0 100 f0

Magnitude

LPF 0 10 20 30 0.01 f0 0.1 f0 f0 10 f0 100 f0

Phasa

LPF

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB 12 Berdasarkan hasil bode plot diatas diketahui

bahwa rangkaian differensiator menghasilkan bode plot berbentuk high pass filter sedangkan rangkaian integrator menghasilkan bode plot berbentuk seperti low pass filter.

Selain itu untuk rangkaian differensiator (ketika HPF) , saat frekuensi cukup besar menghasilkan Vo/Vi ≈ 1 atau Vo ≈ Vi. Untuk rangkaian integrator seharusnya nilai tegangan terbesar yaitu ketika frekuensinya paling kecil, dalam percobaan ini yaitu faat fo = 0.01 fo. Namun data yang didapatkan tidak menunjukan hal tersebut. Kemungkinan factor penyebabnya yaitu kapasitor yagn tidak dihubung singkatkan terlebih dahulu atau terjadi kesalahan pembacaan oleh praktikan.

5. K

ESIMPULAN

Dari percobaan didapatkan kesimpulan :

 Nilai hambatan pada kapasitor dan induktor dapat direpresentasikan oleh nilai impedansinya.

 Tegangan pada kapasitor dan induktor memiliki beda fasa 90 0 _{dari arusnya.}

 Tengangan pada resistor dan tegangan kapasitor memiliki beda fasa sebesar 90 0_. Hal tersebut juga berlaku pada induktor.  Semakin besar frekuensi untuk input sinyal kotak pada rangkaian differensiator akan menghasilkan output sinyal yang mendekati bentuk sinyal kotak. Sedangkan pada rangkaian integrator, output sinyal yang dihasilkan akan mendekati bentuk sinyal sinusoidal.

D

AFTAR

P

USTAKA

Mervin T Hutabarat, Praktikum Rangkaian

Elektrik, Laboratorium Dasar Teknik Elektro

ITB,Bandung, 2014.

Data percobaan 5 nilai Vo/Vi dari rangkaian

integrator didapatkan dari praktikan Revie

Marthensa (13213118) yang melakukan

praktikum Shift Kamis , 6 November 2014 di

Laboratorium-2 Labtek VIII Lt 3.

[1].

https://www.scribd.com/doc/65456020/

Percobaan-Rangkaian-Seri-Hambatan-R-L

,