PETUNJUK PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I. Oleh: Tim Dosen Pengampu Praktikum ELektronika Dasar 1. (Laboratorium Fisika Prodi Fisika) JURUSAN FISIKA

Transkripsi

1 PETUNJUK PAKTIKUM ELEKTONIKA DASA I Oleh: Tim Dosen Pengampu Praktikum ELektronika Dasar 1 (Laboratorium Fisika Prodi Fisika) JUUSAN FISIKA FAKULTAS SAINTEK UIN WALISONGO SEMAANG

2 PAKATA Buku Petunjuk Praktikum Elektronika Dasar 1 disusun untuk digunakan sebagai petunjuk Praktikum Elektronika Dasar 1. Meskipun kelihatannya sederhana, buku panduan praktikum ini mempertimbangkan materi kuliah dan kemampuan praktikan sehingga pelaksanaan praktikumnya mudah dan berkualitas. Sebelum melakukan praktikum, mahasiswa harus sudah memahami materi praktikum sehingga dapat merencanakan data-data yang akan diambil, menggunakan kertas millimeter untuk grafik, dan alat tulis atau gambar yang lengkap. Praktikum secara lengkap meliputi merangkai alat, melakukan pengamatan dan pengukuran. Sedangkan laporan lengkap berisi pengolahan data dan analisis percobaan harus diserahkan satu minggu setelah praktikum untuk bisa mengikuti praktikum selanjutnya. Demikian kata pengantar dari kami, semoga buku panduan ini bermanfaat dan menambah pengetahuan serta ketrampilan, terima kasih. Semarang, September 2018 Tim Penyusun 2

3 DAFTA ISI over 1 Kata pengantar 2 Daftar isi 3 Praktikum 1 : Teori Thevenin dan Norton 4 Praktikum 2 : angkaian A 7 Praktikum 3 : Dioda I 13 Praktikum 4 : Dioda II 17 Praktikum 5 : Kapasitor I 21 Praktikum 6 : Kapasitor II 28 Praktikum 7 : atu Daya 30 3

4 PAKTIKUM I TEOI THEVENIN DAN NOTON Tujuan Percobaan Mengubah suatu rangkaian ke dalam bentuk rangkaian ekivalen Thevenin dan Norton Dasar Teori Menurut Theori Thevenin, sembarang rangkaian linier dengan dua ujung terbuka seperti terlihat pada Gambar 1.1.a (sebut sebagai rangkaian asli), dapat digantikan dengan sumber tegangan yang diseri dengan suatu resistor seperti terlihat pada Gambar 1.1.b (sebut sebagai rangkaian ekivalen Thevenin). Gambar 1.1. a. angkaian asli, b. angkaian ekivalen Thevenin VTH = tegangan terbuka yang ada pada ujung terbuka rangkaian asli, sedangkan TH = resistansi/impedansi antara ujung terbuka rangkaian asli, dimana semua sumber internal dibuat berharga nol (sumber tegangan diganti short circuit, sumber arus diganti open circuit). Menurut Theori Norton, sembarang rangkaian linier dengan dua ujung terbuka seperti terlihat pada Gambar 1.2.a (sebut sebagai rangkaian asli), dapat digantikan dengan sumber arus yang diparalel dengan suatu resistor seperti terlihat pada Gambar 1.2.b (sebut sebagai rangkaian ekivalen Norton). 4

5 Gambar 1.2. a. angkaian asli, b. angkaian ekivalen Norton I N = arus yang mengalir melalui ujung terbuka rangkaian asli jika kedua ujung tersebut dihubung singkat, sedangkan N = resistansi/impedansi antara ujung terbuka rangkaian asli, dimana semua sumber internal dibuat berharga nol (sumber tegangan diganti short circuit, sumber arus diganti open circuit). Dengan demikian diperoleh hubungan antara rangkaian ekivalen Thevenin dan Norton sebagai berikut : Dan Kegiatan Praktikum 1. Susunlah rangkaian percobaan Gambar Tentukan V TH dan V N dengan cara mengukur tegangan terbuka antara ujung A dan B 3. Tentukan I TH dan I N dengan cara mengukur arus yang mengalir jika A dan B dihubung singkat. 4. Tentukan TH dan N dengan cara mengukur resistansi antara A dan B dimana sumber tegangan diganti hubung singkat, sumber arus diganti hubung buka. 5. Bandingkan hasil pengukuran tsb dengan hasil perhitungan. 6. Ulangi langkah 1 s.d 6 untuk rangkaian percobaan Gambar

6 NB. Agar tidak merusakkan multimeter, dalam menggunakan multimeter gunakan batas ukur yang paling besar dulu, baru jika tidak ada kesalahan polaritas dan batas ukur tidak dilampau, batas ukur diperkecil. Gambar 1.3. angkaian percobaan ke 1 Gambar 1.4. angkaian percobaan ke 2 6

7 PAKTIKUM II ANGKAIAN A Tujuan Percobaan: Mengetahui sifat dan karakteristik dari bentuk isyarat rangkaian A Mengetahui dan memahami rangkaian L seri, Seri, dan L Seri Mengetahui dan memahami resonansi pada rangkaian L Mengetahui dan memahami tentang daya listris pada rangkaian A Seri Dasar teori: Arus bolak-balik merupakan aliran muatan listrik positif pada konduktor yang arah alirannya berubah terhadap waktu. Sumber dari arus bolak balik ini biasanya disebut tenaga gerak listrik (tgl) dan ada pula yang menyebutnya (ggl). Ggl ini berlambang, dan memiliki satuan volt (V). tegangan A tidak mengenal kutub positif dan negatif karena polaritas kutub-kutubnya berubah terhadap waktu, sehingga dapat dilihat bahwa arus yang dipasok ke rumah-rumah dan kantor-kantor oleh perusahaan listrik sebenarnya adalah A untuk seluruh dunia. Gambaran gelombang A dan tegangan A dapat diperhatikan pada Gambar 2.1. Gambar 2.1. Gelombang arus dan tegangan A Tegangan yang dihasilkan oleh suatu generator listrik berbentuk sinusoidal dengan demikian arus yang dihasilkan pun sinusoidal. Tegangan dapat dituliskan berdasarkan fungsi waktu seperti : angkaian Seri angkaian ini terdiri dari suatu resistansi murni () dan Kapasistif murni () yang terhubung dalam sebuah rangkaian A, seperti yang terlihat pada Gambar

8 Gambar 2.2. angkaian seri Arus yang mengalir pada resistor dan kapasitor sama, sehingga arus digunakan sebagai referensi. Antara tegangan resistor V dan tegangan kapasitor V terpisah sejauh 90 0 atau dengan kata lain arus mendahului 90 0 terhadap tegangannya seperti terlihat pada Gambar 2.3. Gambar 2.3. Perbandingan vektor Arus (I), V dan V pada rangkaian seri Dari Gambar 2.3 didapatkan tegangan (V) sebagai berikut : ( ) Sehingga, didapatkan nilai tegangan : Sedangkan arus yang didapatkan dari persamaan sebelumnya, Nilai Z adalah nilai impedansi yang didapatkan dari nilai resistansi dan reaktansi kapasitif (X ). Hubungan nilai antara impedansi, resistansi dan kapasitif diperlihatkan seperti pada Gambar

9 Gambar 2.4. Diagram phasor untuk nilai resistansi, impedansi, dan reaktansi kapasitif pada rangkaian Seri angkaian L Seri angkaian ini terdiri dari suatu resistansi murni () dan induktif murni (L) yang terhubung dalam sebuah rangkaian A, seperti yang terlihat pada Gambar 2.5. Gambar 3.5. angkaian L seri Arus yang mengalir pada resistor dan Induktor sama, sedangkan antara tegangan resistor V dan tegangan induktor V L terpisah sejauh 90 0 atau dengan kata lain arus tertinggal 90 0 terhadap tegangannya seperti terlihat pada Gambar 3.6. Gambar 2.6. Perbandingan vektor Arus (I), V dan V pada rangkaian L seri Dari Gambar 2.6 didapatkan tegangan (V) sebagai berikut : ( ) Sehingga, didapatkan nilai tegangan : 9

10 Sedangkan arus yang didapatkan dari persamaan sebelumnya, Nilai Z adalah nilai impedansi yang didapatkan dari nilai resistansi dan reaktansi kapasitif (X ). Hubungan nilai antara impedansi, resistansi dan kapasitif diperlihatkan seperti pada Gambar 2.7. Gambar 2.7. Diagram phasor untuk nilai resistansi, impedansi, dan reaktansi kapasitif pada rangkaian L Seri angkaian L Seri angkaian ini terdiri dari suatu resistansi murni (), induktif murni (L), dan juga beban kapasitif () yang terhubung dalam sebuah rangkaian A. Arus yang mengalir pada resistor, induktor, dan kapasitor besar nilainya sama, sedangkan antara besar nilai tegangan resistor V, tegangan induktor V L dan tegangan kapasitor V berbeda. Gambar 2.8. Diagram phasor untuk nilai V pada rangkaian L Seri Berdasarkan Gambar 2.8, untuk mendapatkan tegangan (V) dari rangkaian L ini yaitu: ( ) Sehingga, didapatkan nilai arus yang mengalir sebagai berikut : 10

11 { } Nilai Z adalah nilai impedansi yang didapatkan dari nilai resistansi, reaktansi induktif (X L ), dan reaktansi kapasitif (X ). Hubungan nilai antara impedansi, resistansi, reaktansi induktif, dan reaktansi kapasitif diperlihatkan seperti pada Gambar 2.9. Gambar 2.9. Diagram phasor untuk nilai resistansi, impedansi, reaktansi induktif,dan reaktansi kapasitif pada rangkaian L Seri Kegiatan Praktikum: Percobaan 1: angkaian, L, Gambar angkaian, dan L 1. angkailah seperti Gambar 2.10, dengan nilai resistor 1KΩ, Induktor 2.5mH, dan Kapasitor 0.01 µf 2. Siapkan Osiloskop, Nyalakan AFG 3. Atur tegangan awal keluaran AFG pada 3 volt, dengan memperhatikan multimeter 4. Usahakan tegangan V dipertahankan konstan pada 5 volt 5. Atur Frekuensi AFG pada 10 KHz 6. atat nilai parameter yang ditunjukkan alat ukur I, I, I L, V, V, dan V L 7. Ulangi langkah 5 sampai 6, dengan variasi frekuensi. 11

12 Percobaan 2 : angkaian L, dan L Gambar angkaian L, dan L 1. angkailah seperti Gambar 2.11 dengan nilai resistor 1KΩ, Induktor 2.5mH, dan Kapasitor 0.01 µf 2. Siapkan Osiloskop, Nyalakan AFG 3. Atur tegangan awal keluaran AFG pada 3 volt, dengan memperhatikan multimeter 4. Usahakan tegangan V dipertahankan konstan pada 5 volt 5. Atur Frekuensi AFG pada 10 KHz 6. atat nilai parameter yang ditunjukkan alat ukur I, I, I L, V, V, dan V L 7. Ulangi langkah 5 sampai 6, dengan variasi frekuensi. Percobaan 3 : angkaian L Gambar angkaian L 1. angkailah seperti Gambar 2.12 dengan nilai resistor 1KΩ, Induktor 2.5mH, dan Kapasitor 0.01 µf 2. Siapkan Osiloskop, Nyalakan AFG 3. Atur tegangan awal keluaran AFG pada 3 volt, dengan memperhatikan multimeter 4. Usahakan tegangan V dipertahankan konstan pada 5 volt 5. Atur Frekuensi AFG pada 10 KHz 6. atat nilai parameter yang ditunjukkan alat ukur I, I, I L, V, V, dan V L 7. Ulangi langkah 5 sampai 6, dengan variasi frekuensi. 12

13 PAKTIKUM III DIODE I Tujuan Percobaan: Dapat menentukan kutub anoda dan katoda diode Dapat mengetes kondisi diode Dapat mengetahui karakteristik dan fungsi diode sebagai penyearah bias maju dan bias mundur Dapat mengamati, memahami bentuk gelombang A serta menentukan tegangan efektif Dasar teori: Dioda merupakan komponen aktif yang terbuat dari semikonduktor. Komponen aktif artinya komponen yang hanya dapat bekerja jika mendapat tegangan awal. Jika bagian dari semikonduktor tipe-p disambungkan dengan bagian semikonduktor tipe-n, ternyata bahwa sambungan yang terbentuk akan mengalir arus searah dengan mudah dalam satu arah, tetapi akan memberikan tahanan yang cukup besar dalam arah yang berbalikan. Alat semikonduktor dua elektroda tipe-p dan tipe-n disebut diode. Jadi, diode hanya menghantarkan arus dengan mudah dalam satu arah, arah kedepan (bias maju). Simbol diode dan contoh-contoh diode dapat dilihat pada Gambar 3.1 dan Gambar 3.2. Gambar 3.1. Simbol dan kutub diode Gambar 3.2. Macam-macam diode 13

14 Dioda yang ada di pasaran adalah diode silicon atau germanium dengan arus dari beberapa mili ampere sampai beberapa ratus ampere dan tegangan hingga ribuan volt.karakteristik dari diode dapat ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.3. Karakteristik bias maju dan bias mundur diode Kegiatan Praktikum: Percobaan 1: Penyearah bias maju V + - V Voltmeter + - A Amperemeter I IN 4002 A K Dioda 1K + - A Amperemeter I V. Adj 0-6 Volt Gambar 3.4. angkaian diode sebagai penyearah bias maju Langkah kerja: 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar Nyalakan sumber tegangan. 3. Naikkan tegangan V.Adj dari 0 Volt hingga 6 volt. 14

15 4. atatlah perubahan tegangan dan arus pada voltmeter dan amperemeter untuk setiap kenaikan V.Adj sebesar ±0,1 Volt. Percobaan 2: Penyearah bias mundur - eter V + - V Voltmeter 02 K oda 1K + - A Amperemeter I K IN 4002 A Dioda 100 V. Adj 0-12 V olt + - Gambar 3.5. angkaian diode sebagai penyearah bias mundur Langkah kerja: 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar Nyalakan sumber tegangan. 3. Naikkan tegangan V.Adj dari 0 Volt hingga 6 volt. 4. atatlah perubahan tegangan dan arus pada voltmeter dan amperemeter untuk setiap kenaikan V.Adj sebesar ±0,1 Volt. Percobaan 3: Mengamati bentuk gelombang A dan menentukan tegangan efektif Tran sform ator 220 V 6 V IN PUT 0 V 0 V 1 A / 6 V + OSILO SK OP - Gambar 3.5. angkaian diode sebagai penyearah bias mundur Langkah kerja: 1. Buatlah rangkaian seperti gambar. 2. Nyalakan sumber tegangan transformator. 3. Nyalakan Osiloskop. 4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok. 5. atatlah Volt/div dan Time/div pada osiloskop 15

16 6. Tentukan besarnya tegangan maksimum dan tegangan efektif dari gelombang. 7. Tentukan besarnya frekuensi gelombang. 8. Ukurlah tegangan dan frekuensi keluaran tranformator menggunakan multitester digital dan catat hasilnya 9. Lakukan evaluasi dan analisa dengan membandingkan dengan hasil pengukuran osiloskop dan multitester. 16

17 PAKTIKUM IV DIODE II Tujuan Percobaan: Dapat mengamati dan memahami fungsi diode sebagai penyearah gelombang A dengan diode tunggal Dapat mengamati dan memahami fungsi diode sebagai penyearah gelombang A dengan diode jembatan Dapat mengamati dan memahami fungsi diode sebagai penyearah gelombang A dengan diode jembatan dan kapasitor Dasar teori: Dioda merupakan komponen aktif yang terbuat dari semikonduktor.komponen aktif artinya komponen yang hanya dapat bekerja jika mendapat tegangan awal. Jika bagiab dari semikonduktor tipe-p disambungkan dengan bagian semikonduktor tipe-n, ternyata bahwa sambungan yang terbentuk akan mengalir arus searah dengan mudah dalam satu arah, tetapi akan memberikan tahanan yang cukup besar dalam arah yang berbalikan. Alat semikonduktor dua elektroda tipe-p dan tipe-n disebut diode.jadi, diode hanya menghantarkan arus dengan mudah dalam satu arah, arah kedepan (bias maju). Simbol diode dan contoh-contoh diode dapat dilihat pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2. Gambar 4.1. Simbol dan kutub diode 17

18 Gambar 4.2. Macam-macam diode Diode yang ada dipasaran adalah diode silicon atau germanium dengan arus dari beberapa mili ampere sampai beberapa ratus ampere dan tegangan hingga ribuan volt. Karakteristik dari diode dapat ditunjukkan pada Gambar 4.3. Gambar 4.3. Karakteristik bias maju dan bias mundur diode. Kegiatan Praktikum: Percobaan 1 : Mengamati bentuk gelombang A setelah diberi penyearah tunggal Transformator 220 V 6 V IN PUT 0 V 0 V 1A / 6 V D IN OSILO SK OP - Gambar 4.4. angkaian penyearah gelombang dengan diode tunggal 18

19 Langkah kerja: 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar Nyalakan sumber tegangan transformator. 3. Nyalakan Osiloskop. 4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok. 5. Tentukan besarnya tegangan maksimum dan tegangan efektif dari gelombang. 6. Ukurlah tegangan keluaran tranformator menggunakan multitester digital dan catat hasilnya 7. Lakukan evaluasi dan analisa dengan membandingkan dengan hasil pengukuran osiloskop dan multitester. Percobaan 2 : Mengamati bentuk gelombang A setelah diberi penyearah jembatan D D P Transformator 220 V 6 V IN PUT 0 V 0 V 1A / 6 V IN OSILO SK OP IN D D IN 4002 IN 4002 Gambar 4.5. angkaian penyearah gelombang dengan diode bridge Langkah kerja: 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar Nyalakan sumber tegangan transformator. 3. Nyalakan Osiloskop. 4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok. 5. Tentukan besarnya tegangan maksimum dan tegangan efektif dari gelombang. 6. Ukurlah tegangan keluaran tranformator menggunakan multitester digital dan catat hasilnya 7. Lakukan evaluasi dan analisis dengan membandingkan dengan hasil pengukuran osiloskop dan multitester. 19

20 Percobaan 3: Mengamati bentuk gelombang A setelah diberi penyearah jembatan dan kapasitor. D D + O SK OP - Transformator 220 V 6 V IN PUT 0 V 0 V 1A / 6 V IN OSILO SK OP IN D 100uF / 16 V D IN 4002 IN 4002 Gambar 4.6. angkaian penyearah gelombang dengan diode bridge dan kapasitor Langkah kerja: 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar Nyalakan sumber tegangan transformator. 3. Nyalakan Osiloskop. 4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok. 5. Ukurlah tegangan keluaran tranformator menggunakan multitester digital dan catat hasilnya 6. Ulangi dengan menganti nilai kapasitor 100uF / 16 volt menjadi 1000uF/ 25 volt. 7. Lakukan evaluasi dan analisa mengenai pengaruh kapasitor elco pada bentuk dan besarnya tegangan keluaran. Keterangan: Untuk semua percobaan diharapkan berhati-hati dalam pemasangan alat ukur dan komponen, karena kesalahan pemasangan dapat menyebabkan kerusakan pada alat ukur dan komponen. Sebelum menyalakan sumber tegangan pada rangkaian mintalah persetujuan dan pengecekan terlebih dahulu kepada asisten praktikum. Bila asisten telah menyatakan layak maka praktikan boleh menyalakan sumber tegangan dan bisa memulai mengambil data. Untuk semua kerusakan alat yang disebabkan kesalahan praktikan yang tidak mendapat persetujuan asisten terlebih dahulu akanditanggung sepenuhnya oleh praktikan untuk perbaikan ataupun penggantian komponen alat-alat yang rusak saat praktikum berlangsung. Untuk semua pengukuran transistor yang menggunakan V.Adj diharapkan mengukur pula tegangan V.Adj menggunakan multitester apabila tegangan sumber V.Adj tidak dilengkapi dengan display / penampil tegangan yang akurat. 20

21 PAKTIKUM V KAPASITO I Tujuan Percobaan: Mengetahui jenis jenis kapasitor. Mengetahui fungsi kapasitor sebagai penyimpan muatan listrik. Mengetahui fungsi kapasitor sebagai filter (high pass filter, low pass filter) Dasar Teori: Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Satuan dari kapasitor adalah Farad (F). Namun Farad adalah satuan yang terlalu besar, sehingga digunakan: Pikofarad (pf) = Nanofarad (nf) = Microfarad ( ) = Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan electron. umus kapasitor sebagai penyimpan muatan dapat ditulis : Q = V Q = muatan elektron dalam (coulombs) = nilai kapasitansi dalam F (farads) V = besar tegangan dalam V (volt) Kapasitansi dari kondensator dapat ditentukan dengan rumus: : Kapasitansi ε 0 : permitivitas hampa ε r : permitivitas relatif A : luas pelat d :jarak antar pelat/tebal dielektrik Adapun cara memperbesar kapasitansi kapasitor atau kondensator dengan jalan: 1. Menyusunnya berlapis-lapis. 2. Memperluas permukaan variabel. 3. Memakai bahan dengan daya tembus besar. 21

22 Berdasarkan kegunaannya kondensator dibagi dalam: 1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah) 2. Kondensator elektrolit (Electrolite ondenser = Elco) 3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah) Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya.untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical. 1. Kapasitor Electrostatic Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika.keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.tersedia dari besaran pf sampai beberapa uf, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi.umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar. 2. Kapasitor Electrolytic Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida.umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengantanda + dan di badannya.kapasitor ini dapat memiliki polaritas karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda. 3. Kapasitor Electrochemical Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Kegunaan kapasitor salah satunya adalah sebagi filter.filter adalah rangkaian untuk meneruskan atau menahan sinyal pada daerah frekuensi tertentu. Filter dapat didesain dengan rangkaian reaktif (, ). Atas dasar daerah frekuensinya, filter dibagi menjadi: 1. Low pass filter (melewatkan frekuensi rendah dibawah nilai batas), seperti yang terlihat pada Gambar 5.1 (a) 2. High pass filter (melewatkan frekuensi tinggi diatas nilai batas), seperti yang terlihat pada Gambar 5.1 (b) 3. Band pass filter (melewatkan frekuensi antara batas rendah dan tinggi), ), seperti yang terlihat pada Gambar 5.1 (c) 4. Band rejection filter (melewatkan frekuensi dibawah batas rendah dan diatas tinggi) 22

23 Batas frekuensi antara sinyal yang dapat diteruskan dan yang diredam / ditahan disebut dengan frekuensi cut-off. Frekuensi cut-off dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut: Dimana: : Nilai hambatan : Nilai kapasitor B B (a) (b) Gambar 5.1. (a) Low pass filter, (b) High pass filter, (c) Band pass filter (c) Kegiatan Praktikum: Percobaan 1 : Membuktikan fungsi kapasitor sebagai penyimpan muatan listrik Langkah Kerja: 1. Siapkan kapasitor elco (polar) yang akan dipakai dan multimeter. 2. Atur posisi multimeter pada posisi ohmmeter pada batas 100X, lalu hubungkan sesuai dengan kutub kapasitor. 3. Perhatikan jarum ketika mengisi. 4. Lepaskan kapasitor tadi, ubah multitester ke posisi voltmeter 10V D kemudian hubungkan kembali dengan kapasitor. 5. Perhatikan gerakan jarum ketika mengosongkan isi kapasitor. 6. Ulangi beberapa percobaan ini dengan nilai kapasitor yang berbeda. 7. atat kembali hasilnya dan lalukan analisa dan evaluasi 23

24 Percobaan 2 : Low pass filter INPUT OUTPUT INPUT OUTPUT B Gambar 5.2. angkaian Low pass filter Langkah Kerja: 1. Siapkan generator sinyal (sinus) dan osiloskop 2. Siapkan kapasitor dan resistor yang akan digunakan 3. Mintalah nilai-nilai resistor dan kapasitor yang akan digunakan untuk rangkaian low pass filter 4. angkailah kapasitor dan resistor menjadi rangkaian Low Pass Filter seperti pada Gambar Aturlah supaya channel 1 pada osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang input dan channel 2 pada osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang output rangkaian low pass filter 6. Tentukan frekuensi awal yang akan diukur (f1) Hz 7. Nyalakan semua alat dan catat fekuensi awal dan amplitude pada input dan output 8. Naikkan frekuensinya 2 kali frekuensi semula (f2) dan catat kembali datanya 9. Ulangi percobaan berkali-kali dengan menaikkan nilai frekuensi 2 kali lipat sampai batas yang ditentukan oleh asisten praktikum. 10. Buatlah grafik respon frekuensinya pada kertas semilog atau boleh juga millimeter blok. 11. Tentukanlah daerah frekuensi cut off (fc) pada grafik low pass filter yang dibuat. 12. Hitunglah frekuensi cut 0ff (fc) dengan menggunakan rumus. Percobaan 3 : High pass filter UT OUTPUT INPUT OUTPUT INPUT Gambar 5.3. angkaian High pass filter 24

25 Langkah Kerja: 1. Siapkan generator sinyal (sinus) dan osiloskop 2. Siapkan kapasitor dan resistor yang akan digunakan 3. Mintalah nilai-nilai resistor dan kapasitor yang akan digunakan untuk rangkaian high pass filter 4. angkailah kapasitor dan resistor menjadi rangkaian High Pass Filter seperti pada Gambar Aturlah supaya channel 1 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang input dan channel 2 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang output rangkaian high pass filter 6. Tentukan frekuensi awal yang akan diukur (f1) Hz 7. Nyalakan semua alat dan catat fekuensi awal dan amplitude pada input dan output 8. Naikkan frekuensinya 2 kali frekuensi semula (f2) dan catat kembali datanya 9. Ulangi percobaan berkali-kali dengan menaikkan nilai frekuensi 2 kali lipat sampai batas yang ditentukan oleh asisten praktikum. 10. Buatlah grafik respon frekuensinya pada kertas semilog atau boleh juga millimeter blok. 11. Tentukanlah daerah frekuensi cut off (fc) pada grafik high pass filter yang dibuat. 12. Hitunglah frekuensi cut off (fc) dengan menggunakan rumus. 25

26 PAKTIKUM VI KAPASITO II Tujuan Percobaan: Mengetahui fungsi kapasitor sebagai filter (band pass filter) Dasar Teori: Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Satuan dari kapasitor adalah Farad (F). Namun Farad adalah satuan yang terlalu besar, sehingga digunakan: Pikofarad (pf) = Nanofarad (nf) = Microfarad ( ) = Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan electron. umus kapasitor sebagai penyimpan muatan dapat ditulis : Q = V Q = muatan elektron dalam (coulombs) = nilai kapasitansi dalam F (farads) V = besar tegangan dalam V (volt) Kapasitansi dari kondensator dapat ditentukan dengan rumus: : Kapasitansi ε 0 : permitivitas hampa ε r : permitivitas relatif A : luas pelat d :jarak antar pelat/tebal dielektrik Adapun cara memperbesar kapasitansi kapasitor atau kondensator dengan jalan: 4. Menyusunnya berlapis-lapis. 5. Memperluas permukaan variabel. 6. Memakai bahan dengan daya tembus besar. Berdasarkan kegunaannya kondensator dibagi dalam: 26

27 4. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah) 5. Kondensator elektrolit (Electrolite ondenser = Elco) 6. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah) Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya.untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical. 4. Kapasitor Electrostatic Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika.keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.tersedia dari besaran pf sampai beberapa uf, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi.umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar. 5. Kapasitor Electrolytic Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida.umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengantanda + dan di badannya.kapasitor ini dapat memiliki polaritas karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda. 6. Kapasitor Electrochemical Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Kegunaan kapasitor salah satunya adalah sebagi filter.filter adalah rangkaian untuk meneruskan atau menahan sinyal pada daerah frekuensi tertentu. Filter dapat didesain dengan rangkaian reaktif (, ). Atas dasar daerah frekuensinya, filter dibagi menjadi: 1. Low pass filter (melewatkan frekuensi rendah dibawah nilai batas), seperti yang terlihat pada Gambar 6.1 (a) 2. High pass filter (melewatkan frekuensi tinggi diatas nilai batas), seperti yang terlihat pada Gambar 6.1 (b) 3. Band pass filter (melewatkan frekuensi antara batas rendah dan tinggi), ), seperti yang terlihat pada Gambar 6.1 (c) 4. Band rejection filter (melewatkan frekuensi dibawah batas rendah dan diatas tinggi) 27

28 Batas frekuensi antara sinyal yang dapat diteruskan dan yang diredam / ditahan disebut dengan frekuensi cut-off. Frekuensi cut-off dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut: Dimana: : Nilai hambatan : Nilai kapasitor B B (a) (b) Gambar 6.1. (a) Low pass filter, (b) High pass filter, (c) Band pass filter (c) Kegiatan Praktikum: Percobaan : Band pass filter OUTPUT INPUT OUTPUT Gambar 6.2. angkaian Band Pass Filter Langkah Kerja: 1. Siapkan generator sinyal (sinus) dan osiloskop 2. Siapkan kapasitor dan resistor yang akan digunakan 3. Mintalah nilai-nilai resistor dan kapasitor yang akan digunakan untuk rangkaian band pass filter 28

29 4. angkailah kapasitor dan resistor menjadi rangkaian Band Pass Filter seperti pada Gambar Aturlah supaya channel 1 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang input dan channel 2 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang output rangkaian band pass filter 6. Tentukan frekuensi awal yang akan diukur (f1) Hz 7. Nyalakan semua alat dan catat fekuensi awal dan amplitude pada input dan output 8. Naikkan frekuensinya 2 kali frekuensi semula (f2) dan catat kembali datanya 9. Ulangi percobaan berkali-kali dengan menaikkan nilai frekuensi 2 kali lipat sampai batas yang ditentukan oleh asisten praktikum. 10. Buatlah grafik respon frekuensinya pada kertas semilog atau boleh juga millimeter blok. 11. Tentukanlah daerah frekuensi cut off (fc) pada grafik band pass filter yang dibuat. 12. Hitunglah frekuensi cut off (fc) dengan menggunakan rumus. 29

30 PAKTIKUM VII MODUL ATU DAYA TEEGULASI DAN TAK TEEGULASI Tujuan Percobaan: Dapat merancang dan membuat catu daya tak teregulasi Dapat merancang dan membuat catu daya teregulasi Dapat memahami prinsip kerja berbagai macam catu daya Dasar teori: angkaian catu daya berfungsi untuk menyeediakan arus dan tegangan tertentu sesuai dengan kebutuhan beban dari sumber daya listrik yang ada. Untuk catu daya D, akan diperlukan suatu rangkaian yang dapat mengubah tegangan A menjadi tegnagn D. atu Daya atau sering disebut dengan Power supply adalah sebuah piranti yang berguna sebagai sumber listrik untuk piranti lain. Pada dasarnya atu Daya bukanlah sebuah alat yang menghasilkan energi listrik saja, namun ada beberapa atu Daya yang menghasilkan energi mekanik, dan energi yang lain. Daya untuk menjalankan peralatan elektronik dapat diperoleh dari berbagai sumber. Beberapa contoh catu daya dapat dilihat pada Gambar 7.1. Gambar 7.1. Macam-macam catu daya 30

31 Macam-macam atu Daya Secara garis besar, Power supply elektrik dibagi menjadi dua macam, yaitu Power supply Linier dan Switching Power supply. 1. Power supply Linier Merupakan jenis power supply yang umum digunakan. ara kerja dari power supply ini adalah mengubah tegangan A menjadi tegangan A lain yang lebih kecil dengan bantuan Transformator. Tegangan ini kemudian disearahkan dengan menggunakan rangkaian penyearah tegangan, dan dibagian akhir ditambahkan kapasitor sebagai pembantu menyearahkan tegangan sehingga tegangan D yang dihasilkan oleh power supply jenis ini tidak terlalu bergelombang. Selain menggunakan dioda sebagai penyearah, rangkaian lain dari jenis ini menggunakan regulator tegangan sehingga tegangan yang dihasilkan lebih baik daripada rangkaian yang menggunakan dioda. Power supply jenis ini dapat menghasilkan tegangan D yang bervariasi antara 0 30 Volt dengan arus antara 0 5 Ampere. 2. Switching Power supply Power supply jenis ini menggunakan metode yang berbeda dengan power supply linier. Pada jenis ini, tegangan A yang masuk ke dalam rangkaian langsung disearahkan oleh rangkaian penyearah tanpa menggunakan bantuan transformer. ara menyearahkan tegangan tersebut adalah dengan menggunakan frekuensi tinggi antara 10 KHz hingga 1 MHz, dimana frekuensi ini jauh lebih tinggi daripada frekuensi A yang sekitar 50Hz. Pada switching power supply biasanya diberikan rangkaian feedback agar tegangan dan arus yang keluar dari rangkaian ini dapat dikontrol dengan baik. Kegiatan Praktikum Percobaan 1. Membuat catu daya tak teregulasi Gambar 7.2. catu daya tak teregulasi Langkah kerja : 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar Amati bentuk gelombang dengan menggunakan osiloskop 31

32 3. Hitung besar tegangan keluarannya 4. Ulangi percobaan langkah 1-3 dengan mengganti tegangan pada trafo sekundernya Percobaan 2. Membuat catu daya teregulasi Gambar 7.3. catu daya teregulasi Langkah kerja : 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar Amati bentuk gelombang dengan menggunakan osiloskop 3. Hitung besar tegangan keluarannya 4. Ulangi percobaan langkah 1-3 dengan mengganti tegangan pada trafo sekundernya Keterangan: Untuk semua percobaan diharapkan berhati-hati dalam pemasangan alat ukur dan komponen, karena kesalahan pemasangan dapat menyebabkan kerusakan pada alat ukur dan komponen. Sebelum menyalakan sumber tegangan pada rangkaian mintalah persetujuan dan pengecekan terlebih dahulu kepada asisten praktikum. Bila asisten telah menyatakan layak maka praktikan boleh menyalakan sumber tegangan dan bisa memulai mengambil data. Untuk semua kerusakan alat yang disebabkan kesalahan praktikan yang tidak mendapat persetujuan asisten terlebih dahulu akan ditanggung sepenuhnya oleh praktikan untuk perbaikan ataupun penggantian komponen alat-alat yang rusak saat praktikum berlangsung. 32