Praktikum Rangkaian Listrik II

(1)

Tujuan

 Menggunakan osciloscope untuk pengukuran tegangan  Menggunakan osciloscope untuk pengukuran fasa

Pendahuluan

Osciloscope dapat digunakan untuk mengukur tegangan. Hasil pengukuran disajikan dalam bentuk kurva di layar dengan sumbu x sebagai waktu dan sumbu y sebagai amplitudo. Sebagai contoh hasil pengukuran tegangan sinus dengan frekuensi 1 kHz dan amplitudo puncak 1 volt adalah sebagai berikut:

Gambar 1. Hasil pengukuran tegangan Vs = 1.Sin(2..1000t) volt = 1  0 volt

Dari kurva hasil pengukuran serta posisi tombol time/div dan volt/div dapat

diketahui besarnya tegangan dan frekuensi sebagai berikut:

V = KotakVertikal x Volt/Div

= 1 div x 1 volt

= 1 volt (tegangan puncak, Vp)

Nilai efektif untuk gelombang sinus dapat diperoleh dari nilai puncak (peak) sebagai

berikut:

Veff = Vp/√2 = 1/√2 = 0,707 volt

T = KotakHorisontal x Time/Div

= 10 div x 0,1 ms

(2)

Lab. Teknik Elektro UNIGA 2 / 12 f = 1/T

= 1/1 ms

= 1 khz

Pengukuran beda fasa dapat dilakukan dengan osciloscope dual trace, yaitu

osciloscope yang mempunyai dua terminal input. Ada dua cara pengukuran fasa,

pertama dengan mode dual, dan kedua dengan mode x-y. Berikut ini ditunjukkan

hasil pengukuran dua sinyal yang berbeda fasa dengan mode dual.

Gambar 2. Pengkuran beda fasa dengan mode dual

Parameter Vin Vout

Amplitudo puncak 1 div x 1 volt/div = 1 volt (Vp)

0.6 div x 1 volt/div = 0,6 volt

(Vp)

Periode 2,5 div x 2 ms = 5 ms 2,5 div x 2 ms = 5 ms

Frequency 1/5 ms = 200 hz 1/5 ms = 200 hz

Dari gambar kurva diketahui Vout tertinggal dari Vinput, berbeda fasa sebesar:

Beda fasa, θ =

x

360



T

ta

dimana ta = 0,3 div x 2 ms = 0,6 ms

=

x

360



ms

5

ms

6

,

0

= 43,2o tertinggal terhadap tegangan input

Sedangkan hasil pengukuran beda fasa dengan mode x-y dilukiskan pada

Gambar 3. Dari gambar tersebut tidak dapat diketahui apakah fasa tegangan output

tertinggal atau mendahului dari tegangan input, tetapi besarnya dapat dihitung

(3)

Lab. Teknik Elektro UNIGA 3 / 12 Beda fasa, θ = sin-1 (Y0/Ymax)

= sin-1(2,4/3,15)

= 49,6o

Gambar 3. Hasil pengukuran beda fasa dengan mode x-y

Percobaan I. Pengukuran Tegangan

Alat yang Diperlukan

1. Osciloscope dual trace

2. Voltmerter

3. Generator gelombang sinus

4. Frequency counter

Langkah Percobaan

1. Buatlah rangkaian seperti dilukiskan pada Gambar 4.

2. Aktifkan catu daya dan atur generator dengan amplitudo dan frekuensi seperti

Tabel 1.

3. Catat hasil pengukuran osciloscope dan voltmeter untuk melengkapi Tabel 1.

4. Gambarkan satu dari hasil pengukuran osciloscope.

(4)

Lab. Teknik Elektro UNIGA 4 / 12 Gambar 4. Rangkaian percobaan 1. Pengukuran tegangan dengan osciloscope dan voltmeter

Data Hasil Percobaan

Tabel 1. Hasil percobaan pengukuran tegangan dengan osciloscope dan voltmeter.

No

Frekuens i sinyal

sinus (Hz)

Pengukuran Osciloscope Pengukura n voltmeter Veff (volt) Horizontal (periode) Vertikal (nilai puncak)

DIV Time/

Div

Time

(detik) DIV Volt/Div

Ampl. (Vpeak)

1 100 0,1

2 500 0,5

3 1 kHz 1

4 5 kHz 5

5 10 kHz 10

(5)

Lab. Teknik Elektro UNIGA 5 / 12

Perhitungan hasil pengukuran

Nilai efektif dari pengukuran osciloscope

Periode, T = HDiv * (Time/Div) = ... div * ... s/div = ... detik

Frekuensi, f =

T

1

=

....

...

1

= ... hertz

Tegangan puncak, V = ... Vp

Tegangan efektif, Veff =

2

puncak

Tegangan

=

....

...

....

...

= ... volt

Selisih pengukuran dengan perhitungan

%error =

x

100

%

Hitung

Hasil

Hitung)

Hasil

-ukur

(Hasil

= ───────────────── x 100 %

= ...

Dengan cara yang sama, dengan merubah frekuensi diperoleh data seperti disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Perbandingan pengukuran tegangan dengan osciloscope dan multimeter

No Frekuensi Tegangan

puncak

Tegangan efektif

Selisih

Osciloscope Voltmeter

1 100 Hz

2 500 Hz

3 1 kHz

4 5 kHz

5 10 kHz

(6)

Kesimpulan

Percobaan II. Pengukuran Fasa Mode Dual

2. Multimerter

5. Kabel penghubung

6. Papan percobaan nomor:

Langkah Percobaan

Gambar 6. Pengukuran beda fasa tegangan input dan output pada rangkaian RC seri.

1. Buatlah rangkaian seperti dilukiskan pada Gambar 6 dengan nilai resistor seperti

Tabel 3.

2. Siapkan generator sinus pada frekuesi 1 kHz dan amplitudo 2 Vp.

3. Siapkan osciloscope untuk pengukuran mode dual dan gunakan untuk

pengukuran.

4. Gambarkan satu dari hasil pengukuran osciloscope.

(7)

Data Hasil Percobaan

Tabel 3. Hasil pengukuran beda fasa pada rangkaian RC seri., dengan f = 1 kHz dan C = ...F

No Resisto r (Ω)

ta(detik)

Horz. Div. Time/Div Waktu

1 470

2 820

3 1200

4 1500

5 1800

Catatan: Periode = ... x ... s

Gambar 7. Hasil pengukuan beda fasa dengan menggunakan mode-dual

Perhitungan Hasil Pengukuran

T = Hdiv x (Time/Div)

= ... * ...

(8)

Resistor = 470 Ω

Sudut fasa hasil pengukuran

ta = Hdiv x (Time/Div )

= ... x ...

= ...

θ =

T t_a

x 360 

=

s



x 360 

= ..._˚

Sudut fasa secara teori

θ = tg -1

fRC

2

1



= tg-1

... ... ... ... ... ... 2 1  = ..._˚

Selisih pengukuran dengan perhitungan

%error =

x

100

%

Hitung

Hasil

Hitung)

Hasil

-ukur

(Hasil

=





x 100 %

= ...

Dengan cara yang sama, dengan perubahan resistansi diperoleh data seperti disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4. Perbandingan hasil pengukuran dan perhitungan fasa

No Resistor

(9)

Pengamatan Data

Kesimpulan

Percobaan III. Pengukuran Fasa Mode x-y

2. Multimerter

5. Papan percobaan nomor:

Langkah Percobaan

(10)

Lab. Teknik Elektro UNIGA 10 / 12 1. Buatlah rangkaian seperti dilukiskan pada Gambar 8 dengan nilai resistor seperti

Tabel 5.

2. Siapkan generator sinus pada frekuesi 1 kHz dan amplitudo 2 Vp.

3. Siapkan osciloscope untuk pengukuran mode x-y.

4. Gambarkan contoh hasil pengukuran osciloscope.

5. Analisa data hasil percobaan dan lengkapi Tabel 6.

Data Hasil Percobaan

Tabel 6. Hasil pengukuran beda fasa pada rangkaian RC seri, dengan f = 1 kHz dan C = ... F

No Resistor

(Ω) Y0 Ymax

1 470

2 820

3 1200

4 1500

5 1800

(11)

Perhitungan Hasil Pengukuran

Resistor = 470 Ω

Sudut fasa hasil pengukuran

θ = max 0 1 Y Y Sin

= Sin-1 ────

= ...

Sudut fasa secara teori

θ = tg -1

fRC

2

1



= tg-1





2

1

= ...˚

Selisih pengukuran dengan perhitungan

%error =

x

100

%

Hitung

Hasil

Hitung)

Hasil

-ukur

(Hasil

=





x 100 %

= ...

Dengan cara yang sama, dengan perubahan resistansi diperoleh data seperti disajikan pada Tabel 6.

Tabel 6. Perbandingan hasil pengukuran dan perhitungan fasa

No Resistor

(12)