Modul-Praktikum-Rangkaian-Listrik-2-SK.pdf

(1)

MODUL PRAKTIKUM

“

RANGKAIAN LISTRIK II

””

LABORATORIUM KOMPUTER

FAKULTAS ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2013

(2)

Universitas Sriwijaya Universitas Sriwijaya Fakultas Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer Laboratorium Laboratorium LEMBAR PENGESAHAN LEMBAR PENGESAHAN MODUL PRAKTIKUM MODUL PRAKTIKUM SISTEM MANAJEMEN SISTEM MANAJEMEN MUTU MUTU ISO 9001:2008 ISO 9001:2008 No. Dokume

No. Dokumenn …….……. Tanggal Tanggal 4 4 JUNI JUNI 20112011 Revisi

Revisi 0 0 Halaman Halaman 2 2 DARI DARI 1313

MODUL PRAKTIKUM

Mata

Mata Kuliah

Kuliah Praktikum

Praktikum

:

: RANGKAIAN

RANGKAIAN LISTRIK

LISTRIK II

II

Kode

Kode Mata

Mata Kuliah

Kuliah Praktikum

Praktikum

:

: FSK27411

FSK27411

SKS

:

: 1

1 Program

Program Studi

Studi

:

: Sistem

Sistem Komputer

Komputer

Semester

:

: 5

5 (Ganjil)

(Ganjil)

DIBUAT

DIBUAT OLEH OLEH DISAHKAN DISAHKAN OLEH OLEH DIKETAHUI DIKETAHUI OLEHOLEH

TIM LABORAN TIM LABORAN LABORATORIUM LABORATORIUM FASILKOM UNSRI FASILKOM UNSRI

TIM DOSEN SISTEM TIM DOSEN SISTEM KOMPUTER FASILKOM KOMPUTER FASILKOM UNSRI UNSRI KEPALA LABORATORIUM KEPALA LABORATORIUM

(3)

Daftar Isi

Cover

Lembar Pengesahan

Daftar Isi

TEOREMA THEVENIN ... 1

TEOREMA NORTHON ... 3

TEOREMA SUPERPOSISI ... 6

TEOREMA MESH ... 9

RANGKAIAN INVERTER AMPLIFIER ... 11

RANGKAIAN NON- INVERTER AMPLIFIER ... 14

RANGKAIAN SUMMING AMPLIFIER ... 16

(4)

PRAKTIKUM I

I. JUDUL PRAKTIKUM Teorema Thevenin

II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mempelajari teorema rangkaian listrik

2. Mempelajari teorema thevenin beserta fungsi rangkaiannya. 3. Menerapkan teorema thevenin pada rangkaian yang digunakan

III. ALAT DAN BAHAN 1. Modul Praktikum 2. Seperangkat PC

3. Software simulasi proteus

IV. TEORI DASAR

Teorema Thevenin adalah salah satu teorema yang berguna untuk analisis sirkuit listrik.Teorema Thevenin menunjukkan bahwa keseluruhan jaringan listrik tertentu, kecuali beban, dapat diganti dengan sirkuit ekuivalen yang hanya mengandung sumber tegangan listrik independen dengan sebuah resistor yang terhubung secara seri, sedemikian hingga hubungan antara arus listrik dan tegangan pada beban tidak berubah.Sirkuit baru hasil dari aplikasi teorema Thevenin disebut dengan sirkuit ekuivalen Thevenin.Teorema ini dinamakan sesuai dengan penemunya, seorang insinyur berkebangsaan Perancis, M. L. Thévenin.

(5)

Ditentukan sebuah jaringan listrik seperti pada gambar dan bagian dalam kotak hitam yang akan dicari sirkuit ekuivalennya; nilai sumber tegangan Vth pada sirkuit ekuivalen Thevenin didapatkan dengan melepaskan resistor beban di antara terminal A dan B lalu dihitung besar tegangan sirkuit terbuka di antara kedua terminal tersebut. Sedangkan nilai resistor pengganti Rth dapat dihitung dengan mematikan semua sumber tegangan dan arus lalu dihitung nilai ekuivalen resistansi di antara terminal A dan B. Penggunaan utama dari teorema Thevenin adalah menyederhanakan sebagian besar dari sirkuit dengan sirkuit ekuivalen yang sederhana.

V. PROSEDUR PRATIKUM

1. Rangkailah rangkaian berikut ini pada software simulasi proteus.

2. Ukurlah tegangan dan arus yang ada pada masing-masing resistor

3. Hitunglah tegangan dan arus pada rangkaian tersebut dengan menggunakan perhitungan manual menggunakan teorema thevenin. 4. Bandingkan hasil yang diperoleh dari simulasi dengan perhitungan

manual.

5. Analisis data yang diperoleh dan buat kesimpulan

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

(6)

PRAKTIKUM II

I. JUDUL PRAKTIKUM Teorema Northon

2. Mempelajari teorema northon beserta fungsi rangkaiannya. 3. Menerapkan teorema northon pada rangkaian yang digunakan

III. ALAT DAN BAHAN

1. Modul Praktikum 2. Seperangkat PC

IV. TEORI DASAR

Teorema Norton menyatakan bahwa dimungkinkan untuk menyederhanakan suatu rangkaian yang linier, tidak peduli seberapa kompleks rangkaian itu, menjadi sebuah rangkaian ekivalen yang terdiri dari sebuah sumber arus yang disusun paralel dengan sebuah resistansi yang biasanya dihubungkan juga ke beban. Seperti pada teorema Thevenin, kualifikasi “linier” disini identik dengan

yang ditemukan pada Teorema Superposisi : semua persamaan harus linier (tidak mengandung perpangkatan atau akar).

(7)

Setel ah konversi Nor ton

Ingat bahwa sebuah sumber arus adalah sebuah komponen yang kerjanya untuk menyediakan arus yang nilainya konstan, seberapapun tegangan yang diperlukan beban,sumber arus yang ideal akan tetap menyuplai arus yang konstan. Seperti pada teorema thevenin, semua yang ada pada rangkaian asli kecuali resistansi beban disederhanakan dan direduksi menjadi suatu rangkaian yang ekivalen yang lebih sederhana untuk dianalisa. Juga sama seperti teorema Thevenin, cara untuk mendapatkan rangkaian pengganti Norton harus menghitung nilai arus Norton (INorton) dan resistansi nortonnya (RNorton).

V. PROSEDUR PRAKTIKUM

V1 V2 20v 10 v R1 R2 R3 15_Ω 25_Ω 35_Ω

(8)

3. Hitunglah tegangan dan arus pada rangkaian tersebut dengan menggunakan perhitungan manual menggunakan teorema northon.

4. Bandingkan hasil yang diperoleh dari simulasi dengan perhitungan manual.

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

(9)

PRAKTIKUM III

I. JUDUL PRAKTIKUM Teorema Superposisi

2. Mempelajari teorema superposisi beserta fungsi rangkaiannya. 3. Menerapkan teorema superposisi pada rangkaian yang digunakan

III. ALAT DAN BAHAN

IV. TEORI DASAR

Teorema superposisi adalah salah satu cara pintar yang membuat suatu rangkaian yang terlihat kompleks dijadikan lebih sederhana. Strategi yang digunakan pada teorema Superposisi adalah mengeliminasi semua sumber tetapi hanya disisakan satu sumber yang hanya bekerja pada waktu itu juga dan menganalisa rangkaian itu dengan konsep rangkaian seri-paralel masing-masing saat sumber bekerja sendiri-sendiri. Lalu setelah masing-masing tegangan dan/atau arus yang tidak diketahui telah dihitung saat sumber bekerja sendiri-sendiri, masing-masing nilai yang telah diperoleh tadi dijumlahkan sehingga diperoleh nilai tegangan/arus yang sebenarnya.

Arus total yang melalui sembarang bagian jaringan sama dengan jumlah aljabar arus yang dihasilkan secara terpisah yang tidak saling tergantung oleh masing-masing sumber.(Sebuah jaringan dengan dua sumber : jika arus yang dihasilkan oleh salah satu sumber memiliki arah tertentu, sedangkan yang dihasilkan oleh sumber yang lain berlawanan arah yang melalui tahanan yang sama, maka arus yang dihasilkan adalah perbedaan arus di antara keduanya dan memiliki arah mengikuti yang lebih besar. Jika arus yang dihasilkan memiliki

(10)

Prinsip Superposisi tidak dapat digunakan untuk perhitungan daya karena daya yang hilang dalam sebuah sumber tahanan berubah-ubah sebanding dengan kuadrat arus atau tegangan (tidak linear).Untuk memperhatikan pengaruh masing-masing sumber secara terpisah yang tidak bergantung sama lain, maka sumber tersebut perlu diambil dan ditempatkan kembali tanpa mempengaruhi hasil akhir.

Untuk mengambil sumber tegangan, maka perbedaan potensial antara terminal sumber tegangan harus ditetapkan berharga nol (dihubung singkat).Untuk mengambil sumber arus, maka diperlukan bahwa terminalnya terbuka (untai terbuka).Sembarang hambatan dalam yang berhubungan dengan sumber yang dicabut, tidak dihilangkan tetapi masih harus diperhatikan.

Pengaruh pengambilan sumber praktis : Pengaruh pengambilan sumber ideal :

E I _E I

R_s

30 _Ω 20 _Ω 10 _Ω R1 R2 R3 V1 _V2 35 V _{15 V}

3. Hitunglah tegangan dan arus pada rangkaian tersebut dengan menggunakan perhitungan manual menggunakan teorema superposisi. 4. Bandingkan hasil yang diperoleh dari simulasi dengan perhitungan

manual.

(11)

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

(12)

PRAKTIKUM IV

I. JUDUL PRAKTIKUM

Teorema Mesh

2. Mempelajari teorema mesh beserta fungsi rangkaiannya. 3. Menerapkan teorema mesh pada rangkaian yang digunakan

III. ALAT DAN BAHAN

IV. TEORI DASAR

Mesh dalam bahasa Indonesia berarti lubang atau sesuatu yang melingkar.

Analisis ini memanfaatkan Kirchoff’s Voltage Law (KVL).Yang mana berbunyi

“Jumlah tegangan pada suatu rangkaian tertutup adalah nol”.Untuk menggunakan analisa Mesh, tulis persamaan KVL untuk setiap putaran tertutup (closed loop) dalam suatu rangkaian.

Dalam analisa mesh kita diharuskan menggambar dan memberi nama arus putarannya. Arah putaran tidak harus searah jarum jam dan dalam satu rangkaian, arah tidak harus sama semua. Tapi untuk contoh ini, semua searah jarum jam dikarenakan hanya mempunyai 1 sumber tegangan yang dibebani beberapa tahanan. Adapun contoh gambarnya sebagai berikut :

(13)

30 _Ω 20 _Ω 10 _Ω R1 R2 R3 V1 _V2 35 V _{15 V}

3. Hitunglah tegangan dan arus pada rangkaian tersebut dengan menggunakan perhitungan manual menggunakan teorema mesh.

4. Bandingkan hasil yang diperoleh dari simulasi dengan perhitungan manual.

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

(14)

PRAKTIKUM V

I. JUDUL PRAKTIKUM

Rangkaian Inverting Ampilfier

1. Mempelajari macam-macam rangkaian amplifier

2. Mempelajari bentuk dari rangkaian inverting amplifier

3. Mengetahui fungsi dan penerapan dari rangkaian inverting amplifier

III. ALAT DAN BAHAN

IV. TEORI DASAR

Rangakaian Inverting Amplifier merupakan penerapan dari penguat operasional sebagai penguat sinyal dengan karakteristik dasar sinyal output memiliki phase yang berkebalikan dengan phase sinyal input. Pada dasarnya penguat operasional (Op-Amp) memiliki faktor penguatan yang sangat tinggi

(100.000 kali) pada kondisi tanpa rangkaian umpan balik. Dalam inverting amplifier salah satu fungsi pamasangan resistor umpan balik (feedback) dan resistor input adalah untuk mengatur faktor penguatan inverting amplifier (penguat membalik) tersebut. Dengan dipasangnya resistor feedback (RF) dan resistor input (Rin) maka faktor penguatan dari penguat membalik dapat diatur dari 1 sampai 100.000 kali. Untuk mengetahui atau menguji dari penguat membalik (inverting amplifier) dapat menggunakan rangkaian dasar penguat membalik menggunakan penguat operasional (Op-Amp) seperti pada gambar berikut.

(15)

Rangkaian Inverting Amplifier

Rangkaian penguat membalik diatas merupakan rangkaian dasar inverting amplifier yang menggunakan sumber tegangan simetris. Secara matematis besarnya faktor penguatan (A) pada rangkaian penguat membalik adalah (-Rf/Rin)

sehingga besarnya tegangan output secara matematis adalah :

3 2 6 7 4 1 5 U1 LM741 +12 -12 RF RG V Out V In

2. Berikan tegangan input (V In) dan nilai resistansi (Rf dan Rg) sesuai dengan yang diinstruksikan oleh laboran praktikum.

(16)

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

(17)

PRAKTIKUM VI

I. JUDUL PRAKTIKUM

Rangkaian Non-Inverting Amplifier

2. Mempelajari bentuk dari rangkaian non-inverting amplifier

3. Mengetahui fungsi dan penerapan dari rangkaian non-inverting amplifier

III. ALAT DAN BAHAN

IV. TEORI DASAR

Rangkaian Non-Inverting Amplifier merupakan penguat sinyal dengan karakteristik dasat sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input. Rangkaian non-inverting amplifier dapat dibangun menggunakan penguat operasional, karena penguat operasional memang didesain untuk penguat sinyal baik membalik ataupun tak membalik.Rangkain non-inverting amplifier ini dapat digunakan untuk memperkuat isyarat AC maupun DC dengan keluaran yang tetap sefase dengan sinyal inputnya.Impedansi masukan dari rangkaian non-inverting amplifier berharga sangat tinggi dengan nilai impedansi sekitar 100 MOhm.Contoh rangkaian dasar non-inverting amplifier menggunakan operasional amplifier (Op-Amp) dapat dilihat pada gambar berikut.

(18)

Rangkaian tersebut merupakan salah satu contoh rangkaian non-inverting amplifier menggunakan operasional amplifier (Op-Amp) tipe 741 dan memnggunakan sumber tegangan DC simetris. Dengan sinyal input yang diberikan pada terminal input non-inverting, maka besarnya penguatan tegangan rangkaian penguat tak membalik diatas tergantung pada harga Rin dan Rf yang dipasang. Besarnya penguatan tegangan output dari rangkaian penguat tak membalik diatas dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut.

3 2 6 7 4 1 5 U1 LM741 +12 -12 RF R IN V Out V In

2. Berikan tegangan input (V In) dan nilai resistansi (Rf dan R In) sesuai dengan yang diinstruksikan oleh laboran praktikum.

3. Catatlah nilai tegangan output (V Out) yang dihasilkan 4. Analisis data yang diperoleh dan buat kesimpulan

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

(19)

PRAKTIKUM VII

I. JUDUL PRAKTIKUM

Rangkaian Summing Amplifier

2. Mempelajari bentuk dari rangkaian summing amplifier

3. Mengetahui fungsi dan penerapan dari rangkaian summing amplifier

III. ALAT DAN BAHAN

IV. TEORI DASAR

Rangkaian summing amplifier adalah konfigurasi Op-Amp sebagai penguat dengan diberikan input lebih dari satu untuk menghasikan sinyal ouput yang linier sesuai dengan nilai penjumlahan sinyal input dan faktor penguatan yang ada. Pada umumnya rangkaian summing amplifier adalah rangkaian penjumlah dasar yang disusun dengan penguat inverting atau non inverting yang diberikan input lebih dari 1 line. Rangkaian summing amplifier secara sederhana dapat dilihat pada gambar berikut.

(20)

Proses penjumlahan sinyal dilakukan secara inverting, sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3. Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting). Besarnya penguatan tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf dan Resistor input masing-masing (R1, R2, R3). Besarnya tegangan output (Vout) dari rangkaian adder/penjumlah inverting diatas dapat dirumuskan sebagai berikut.

3 2 6 7 4 1 5 U1 LM741 +12 -12 RF 1k R1 1k V Out V1 R2 1k V2 R3 1k V3

2. Berikan tegangan input (V1, V2, V3) dan nilai resistansi (Rf, R1, R2, R3) sesuai dengan yang diinstruksikan oleh laboran praktikum.

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

(21)

PRAKTIKUM VIII

I. JUDUL PRAKTIKUM

Rangkaian Difference Amplifier

2. Mempelajari bentuk dari rangkaian difference amplifier

3. Mengetahui fungsi dan penerapan dari rangkaian difference amplifier

III. ALAT DAN BAHAN

IV. TEORI DASAR

Op-amp dinamakan juga dengan penguat diferensial (differential amplifier).Sesuai dengan istilah ini, op-amp dalah komponen IC yang memiliki input tegangan dan 1 output tegangan, dimana tegangan output-nya adalahproporsional terhadap perbedaan tegangan antara kedua inputnya itu. Penguatdiferensial seperti yang ditunjukkan padagambar berikut ini yang merupakan rangkaian dasar dari sebuah op-amp.

(22)

Pada rangkaian yang demikian, persamaan pada titik Vout adalah Vout =A(v1-v2) dengan A adalah nilai penguatan dari penguat diferensial ini. Titik inputv1 dikatakan sebagai input non-iverting, sebab tegangan vout satu phase denganv1. Sedangkan sebaliknya titik v2 dikatakan inputinverting sebab berlawananphasa dengan tengangan vout. Penguat diferensial digunakan untuk

mencariselisihdari duategangan yang telah dikalikandengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi.

3 2 6 7 4 1 5 U1 LM741 +12 -12 R2 1k R1 1k V Out V1 V2 R2 1k R1 1k

2. Berikan tegangan input (V1, V2) dan nilai resistansi (R1, R2) sesuai dengan yang diinstruksikan oleh laboran praktikum.

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

(23)