2015/2016 SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LABORATORIUM DASAR TEKNIK ELEKTRO 1. Petunjuk Praktikum Rangkaian Listrik LAB DASAR TEKNIK ELEKTRO LT.

Transkripsi

1 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 1 LAB DASA TEKNK ELEKTO LT. 6 Menara PLN, Jl. Lingkar Luar Barat Duri Kosambi, Cengkareng Jakarta Barat Telp , Fax Website : 015/016 Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

2 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO DAFTA S MODUL. Hukum Ohm Dan Kirchoff Arus Dan Tegangan Tujuan Percobaan Teori Tegangan Arus esistansi dan esistor Hubungan Antara Arus dan Tegangan Hukum Kirchoff Percobaan... 5 Data Pengamatan... 8 MODUL. angkaian Pengganti Tujuan Percobaan Teori angkaian Delta ( ) dan angkaian Wye (Y) Teori Superposisi Teorema Thevenin Percobaan Data Pengamatan... 1 MODUL. angkaian Arus Bolak-balik Tujuan Percobaan Teori Percobaan... 9 Data Pengamatan... 3 MODUL. angkaian Transient Tujuan Percobaan Teori Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

3 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 3 1. angkaian C angkaian L Percobaan Data Pengamatan MODUL. angkaian esonansi Tujuan Percobaan Teori Pengaruh Sistem Bolak-balik Frekwensi esonansi Percobaan... 5 Data Pengamatan Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

4 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 4. HUKUM OHM DAN KCHOFF AUS DAN TEGANGAN. Tujuan Percobaan 1. Memahami secara visual teori-teori dasar dalam rangkaian listrik arus searah, khususnya yang berkaitan dengan hukum Ohm dan hukum Kirchoff.. Mengenal lebih jauh hubungan antara tegangan dan arus dalam rangkaian listrik arus searah.. Teori 1. Tegangan Notasi : atau E Satuan : olt Tegangan antara titik adalah energi yang diperlukan (kerja yang dilakukan) untuk menggerakkan satu unit muatan positif dari titik yang berpotensial lebih rendah (lebih negatif) ke titik yang berpotensial lebih tinggi (lebih positif), atau sama dengan energi yang dilepaskan pada saat satu unit muatan bergerak (menurun bukit) dari potensial yang lebih tinggi ke potensial lebih rendah. Tegangan disebut juga beda potensial atau gaya gerak listrik (GGL, electromotive force/emf).. Arus Notasi : atau i (untuk arus yang berubah terhadap waktu) Satuan : Ampere Arus adalah besarnya aliran listrik yang melalui sebuah titik dalam satu satuan waktu. Arus sebesar 1 ampere adalah sama dengan aliran satu coulomb muatan per satu detik. Dalam kenyataan fisiknya, aliran arus adalah partikel pembawa muatan (elektron) yang bergerak dari potensial lebih rendah (lebih negatif) ke potensial lebih tinggi (lebih positif). Dalam perjanjian/kesepakatan internasional, arus Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

5 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 5 didefinisikan/dianggap mengalir dari arah yang berlawanan (mengalir dari potensial lebih positif ke potensial lebih negatif). 3. esistansi dan esistor Bila suatu beda potensial diberikan kepada suatu material, maka terjadi usaha untuk mengalirkan muatan melalui muatan tersebut. Setiap material mempunyai sifat melawan/menghambat aliran muatan yang disebut sebagai sifat resistansi. Material dengan resistansi kecil disebut sebagai konduktor/penghantar arus, sedangkan material dengan resistansi besar disebut sebagai isolator. Ada suatu jenis material yang sifat resistansinya bisa diubah dengan cara tertentu, yang disebut sebagai semi konduktor. Suatu benda yang dibuat dari material dengan komposisi tertentu dapat menghasilkan suatu nilai resistansi tertentu. Benda ini disebut sebagai resistor/tahanan. Bahan yang digunakan biasanya dari jenis material yang mempunyai sifat menghantar yang buruk. Fungsi utama dari tahanan adalah sebagai pembatas tegangan atau arus, serta fungsi-fungsi lain yang lebih spesifik yang dikembangkan dari sifat-sifat dasar tahanan. Misalnya bila digabung dengan kapasitor menghasilkan suatu konstanta waktu tertentu, untuk membagi tegangan, pengukuran teangan dan arus dll. 4. Hubungan antara arus dan tegangan Dengan rangkaian seperti gambar 1 di bawah ini, berlaku persamaan : Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

6 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 6 Gambar 1 =. Secara matematis, persamaan di atas adalah linier, artinya dengan nilai dan yang tertentu akan didapatkan suatu nilai yang tertentu juga. Dalam prakteknya dijumpai tahanan yang bersifat linier dan non linier, tergantung dari penggunaan dari masing-masing komponen tahanan. Misalnya : Theermistor : tahanan yang nilai resistansinya tergantung pada temperatur NTC = Negatif Temperature Coefficient PTC = Positif Temperature Coefficient Photo resistor : tahanan yang nilai resistansinya tergantung pada cahaya Gauge pressure resistor : tahanan yang nilai resistansinya tergantung pada tekanan/regangan mekanis Komponen semikonduktor dan gas-gas lampu tabung. 5. Hukum Kirchoff Hukum kirchoff untuk arus (hukum kirchoff ) adalah : Jumlah arus yang masuk ke dalam suatu titik pada suatu rangkaian adalah sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut (berlaku hukum kekekalan muatan). Dari hukum ini terkandung suatu pengertian bahwa, pada suatu rangkaian (tanpa pencabangan) besarnya arus adalah sama di mana-mana, jadi : 1 1 = + 3 Gambar = + 3 Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

7 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 7 Gambar 3 Hukum kirchoff untuk tegangan (hukum ) adalah jumlah beda tegangan pada suatu rangkaian tertutup adalah sama dengan nol. A 1 B = 0 = AB + BC + CD D 3 C Gambar 4 Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

8 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 8. Percobaan 1. Hubungan Arus dan Tegangan A Gambar 5 a. Buat rangkaian seperti pada gambar 5, dengan suatu sembarang (sebut 1 ) pada breadboard b. Pada posisi tegangan sumber variabel = 0, hidupkan sumber tegangan c. Naikkan teganan secara bertahap dari 0 s/d 10 volt (sepuluh tahap) dan amati besarnya arus yang mengalir pada setiap tahap kenaikan tegangan d. Turunkan kembali tegangan sumber dan matikan e. Ulangi percobaan a s/d d di atas dengan tahanan yang berbeda ( dan kemudian 3 ) f. Catat nilai tahanan yang saudara gunakan berdasarkan kode warna dari masing-masing tahanan g. Buat kurva = f () untuk masing-masing tahanan dan hitung nilai tahanan yang digunakan h. Bandingkan hasil perhitungan tersebut dengan nilai tahanan yang didapat dari kode warna. Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

9 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 9. Hukum Kirchoff untuk Arus 1 A 1 A A 3 3 Gambar 6 a. Buat rangkaian seperti pada gambar 6 b. Gunakan tegangan tetap 5 da tahanan 1,, 3 sembarang c. Sebelum sumber tegangan dinyalakan periksa rangkaian percobaannya sekali lagi dan pastikan selektor multimeter sudah berada pada posisi yang benar (multimeter sebagai amperemeter) d. Nyalakan sumber tegangan, amati dan catat arus yang mengalir pada semua cabang (A 1, A dan A 3 ) serta tegangan sumber e. Matikan sumber tegangan dan catat nilai tahanan yang digunakan ( 1,, dan 3 ) f. Ulangi percobaan a s/d e dengan konfigurasi nilai tahanan yang berbeda (gunakan 5 konfigurasi). Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

10 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO Hukum Kirchoff untuk Tegangan a. Buat rangkaian seperti gambar 7 di bawah ini Gambar 7 b. Gunakan tegangan tetap 5 da tahanan 1,, 3 sembarang c. Sebelum sumber tegangan dinyalakan periksa rangkaian percobaan sekali lagi dan pastikan selector multimeter sudah berada pada posisi yang benar (multimeter sebagai voltmeter) d. Nyalakan sumber tegangan dan catat arus yang mengalir pada semua cabang ( 1, dan 3 ) serta tegangan sumber e. Matikan sumber tegangan dan catat nilai tahanan yang digunakan ( 1,, dan 3 ) f. Ulangi percobaan a s/d e dengan konfigurasi nilai tahanan yang berbeda (gunakan 5 konfigurasi) g. Buatlah analisa dan kesimpulan dari hasil percobaan saudara Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

11 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO Hubungan Arus dan Tegangan DATA PENGAMATAN () olt (ma) () olt (ma) () olt (ma) Hukum Kirchoff untuk Arus (volt) 1 () () 3 () 1 (ma) (ma) 3 (ma) Hukum Kirchoff untuk Tegangan (volt) 1 () () 3 () 1 (volt) (volt) 3 (volt) (ma) Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

12 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO Hubungan Arus dan Tegangan perhitunga n PENGOLAHAN DATA perhitungan percobaan Kesalahan elatif = 100% perhitungan () (volt) percobaan (A) perhitungan (A) Kesalahan elatif (%). Hukum Kirchoff untuk Arus () () 3 () 1 perh (ma) perh (ma) 3 perh (ma) perhitungan percobaan Kesalahan elatif = 100% perhitungan Kes el 1 (%) Kes el (%) Kes el 3 (%) Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

13 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO Hukum Kirchoff untuk Tegangan 1 = 1 x = x 3 = 3 x 1 3 perhitunga n percobaan Kesalahan elatif = 100% perhitungn Kes el 1 (%) Kes el (%) Kes el 3 (%) 4. Analisa 5. Kesimpulan Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

14 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 14. ANGKAAN PENGGANT. Tujuan Percobaan 1. Memahami konsep rangkaian pengganti dari satu rangkaian yang terdiri dari sekumpulan tahanan seri dan parallel. Memahami secara visual penerapan dari teori superposisi 3. Memahami suatu metode analisa rangkaian yang berfungsi untuk menyederhanakan rangkaian yang kompleks/rumit menjadi rangkaian ekivalen yang sederhana, yaitu dengan menggunakan Teorema Thevenin. Teori 1. angkaian Delta () dan angkaian Wye (Y) : B a c b A C Gambar 1.a angkaian Delta Gambar 1.b. angkaian Wye Tahanan yang terangkai secara Delta dapat ditransformasikan ke rangkaian Wye, begitu juga sebaliknya. Seringkali sistem transformasi ini sangat beguna dalam menyelesaikan persoalan rangkaian listrik yang rumit. Dengan rangkaian seperti pada gambar 1.a dan 1.b transformasi dari delta ke wye diperoleh dari persamaan :. 1 a 1 (1.a) 3 Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

15 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 15 Petunjuk Praktikum angkaian Listrik b. (1.b) c. (1.c) Sedangkan transformasi dari wye ke delta diperoleh dari persamaan : b c b c a b a 1... (.a) c c b c a b a... (.b) a c b c a b a 3... (.c). Teori Superposisi Prinsip dsar : Pengaruh semua sumber tegangan/arus pada suatu titik/cabang dalam suatu rangkaian listrik adalah sama dengan jumlah aljabar dari pengaruh masingmasing sumber tegangan/arus yang bekerja sendiri-sendiri/secara individu. Perhatikan gambar di bawah ini : 1 3 E 1 E E 3 Gambar Nilai = (3) 1 adalah arus yang mengalir pada dan E 1 bekerja sendiri (E dan E 3 dihilangkan)

16 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 16 adalah arus yang mengalir pada dan E bekerja sendiri (E 1 dan E 3 dihilangkan) 3 adalah arus yang mengalir pada dan E 3 bekerja sendiri (E 1 dan E dihilangkan) Jadi proses tersebut bisa digambarkan sebagai berikut : Gambar 3.a E dan E 3 tidak bekerja Gambar 3.b E 1 dan E 3 tidak bekerja Gambar 3.c E 1 dan E tidak bekerja Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

17 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO Teorema Thevenin Teorema ini menyatakan bahwa setiap rangkaian tahanan dan terminal dan sumber-sumber tegangan dapat digantikan dengan suatu rangkaian sederhana yang terdiri dari satu tahanan, disebut sebagai Th ( Thevenin) dan satu sumber tegangan, disebut sebagai Th ( Thevenin). Dengan teorema ini, arus beban 1, pada rangkaian ekivalen akan sama dengan arus beban pada rangkaian aslinya. Persyaratan yang harus dipenuhi : Tegangan Th adalah tegangan yang dilihat dari terminal-terminal rangkaian semula dengan L dihilangkan. Tegangan Th adalah tegangan yang dilihat dari terminal-terminal beban dengan sumber tegangan dihilangkan. Gambar 4.a angkaian Semua Th 1 Gambar 4.b Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

18 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 18 1 Th Th 1 1 Gambar 4.c Gambar 4.d angkaian Ekivalen Th dan Th Peralatan dan Perlengkapan 1. Tahanan (resistor) dengan nilai yang ditentukan. DC Power Supply 3. Ampere Meter 4. olt Meter 5. Kabel Penghubung Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

19 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 19. Percobaan 1. Transformasi Wye Delta A Gambar 5.a A 5 P Gambar 5.b angkaian Pengganti a. Buat rangkaian seperti gambar 5.a Pilih sendiri 1 s/d 6 dan catat nilai tahanannya masing-masing b. Beri tegangan sebesar 5 dan catat arus yang mengalir c. Dengan metode transformasi Wye-Delta hitung tahapan pengganti rangkaian tersebut dan pilih tahanan yang nilainya sama/mendekati hasil perhitungan d. Buat rangkaian seperti gambar 5.b Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

20 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 0 e. Beri tegangan 5 volt dan catat besar aus yang mengalir f. Bandingkan hasil pengukuran arus pada b dan e g. Ulangi percobaan a s/d f dengan konfigurasi 1 s/d 6 yang berbeda (total = 3 konfigurasi). angkaian Superposisi A Gambar 6.a angkaian semula A Gambar 6.b Mencari arus 1 Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

21 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 1 A Gambar 6.c Mencari arus A Gambar 6.d Mencari arus 3 a. Buat rangkaian seperti gambar 6.a. Tentukan sendiri 1, dan 3 b. Ukur arus yang mengalir pada c. Hitung secara matematis arus yang seharusnya mengalir pada dan bandingkan dengan hasil b. d. Buatlah rangkaian seperti gambar 6.b e. Ukur arus yang mengalir pada f. Ukur d dan e dengan rangkaian seperti gambar 6.c dan 6.d g. Jumlahkan ketiga hasil pengukuran arus pada e tersebut dan bandingkan dengan a dan c h. Ulangi percobaan a s/d dengan konfigurasi 1,, dan 3 yang berbeda (total konfigurasi = 3) i. Buatlah analisa dan kesimpulan atas percobaan di atas Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

22 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 3. Teorema Thevenin A Gambar 7.a angkaian semula Th Th A 3 Gambar 7.b angkaian ekivalen a. Buatlah rangkaian seperti yang terlihat pada gambar 7.a. Tentukan sendiri nilai 1,, dan 3 ( 3 sebagai beban) b. Berilah tegangan 9 volt dan catat arus yang mengalir pada 3. c. Hitung Th dan Th untuk rangkaian 7.a. di atas, dan setelah itu buatlah rangkaian seperti gambar 7.b. berdasarkan data dihitung yang diperoleh. d. Catat arus yang mengalir pada 3. e. Bandingkan hasil pengukuran pada b dan d. f. Ulangi percobaan a s/d e untuk nilai 1,, dan 3 yang berbeda (total variasi konfigurasi = 3). Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

23 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 3 4. Tugas 1. apikan data pengaman saudara dan mintakan paraf persetujuan Asisten.. Buatlah laporan praktikum (1 laporan/praktikan) yang berisi a.1. : - Tujuan percobaan - Alat dan material praktikum, yang digunakan - Gambar-gambar percobaan - Data pengamatan (yang telah disetujui instruktur) - Perhitungan-perhitungan - Jawaban tugas yang diberikan oleh Asisten - Analisa dan kesimpulan 3. Berikan analisa apabila terjadi perbedaan antara : - Hasil percobaan 3.1. dan 3.1.e - Hasil 3..b, 3..e dan 3..g. - Hasil pengamatan pada 3.3.b dan 3.3.e. Menurut saudara, apakah penyebab adanya perbedaan tersebut? Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

24 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 4 DATA PENGAMATAN 1. Trasnformasi Wye Delta : E (volt) 1 () () 3 () 4 () 5 () 6 () (ma) E (volt) P () (ma) angkaian Superposisi E 1 (volt) E (volt) E 3 (volt) 1 () () 3 () (ma) E 1 (volt) E (volt) E 3 (volt) 1 () () 3 () (ma) E 1 (volt) E (volt) E 3 (volt) 1 () () 3 () (ma) Teorema Thevenin E 1 (volt) 1 () () 3 () 3 (ma) E 1 (volt) Th () 3 () 3 (ma) Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

25 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 5 PENGOLAHAN DATA 1. Transformasi Wye-Delta : A A b a c A A a a 6 6 P S1 S A A S3 6 t Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

26 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 6 a 1 4 ; b 1 3 ; c S1 b ; S c 5 ; P S1 S1 S S S3 ; P a t S3 6 ; S3 6 t E (volt) 1 () (ma) perhitungn percobaan Kesalahan elatif 100% l perhitungan percobaan (ma) perhitungan (ma) Kesalahan elatif (%). angkaian Superposisi E E E E 1 (volt) E (volt) E 3 (volt) 1 () () 3 () (ma) Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

27 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 7 perhitungn percobaan Kesalahan elatif 100% perhitungan percobaan (ma) perhitungan (ma) Kesalahan elatif (%) 3. Teorema Thevenin Th 1 Th 1 1 Th Th 3 Th (volt) Th () (ma) perhitungn percobaan Kesalahan elatif 100% perhitungan percobaan (ma) perhitungan (ma) Kesalahan elatif (%) 4. Analisa 5. Kesimpulan Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

28 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 8. ANGKAAN AUS BOLAK BALK. Tujuan 1. Mempelajari karakteritik tegangan dan arus pada sistem ABB.. Mengamati penerapan hukum Kirchoff pada sistem ABB.. Teori : Sudut fase tegangan dan arus : Pada sistem Arus Searah (AS) tidak dikenal adanya perbedaan sudut fase antara arus dan tegangan. Tetapi pada sistem ABB, arus dan tegangan mempunyai sudut fase (terhadap suatu referensi) serta perbedaan fase/sudut fase = 0 0 dan menjadi referensi sudut fase. Namun demikian, dalam diagram vector ataupun perhitungan, adakalanya perlu disebutkan faseor mana yang menjadi titik referensi. Bila sudut tegangan sumber dijadikan referensi, maka sudut fase arusnya tergantung dari jenis beban yang dicatu. Beban sesistif murni membuat fase arus sama dengan fase tegangannya. Beban induktif membuat fase arusnya tertinggal sedangkan beban kapasitif membuat fase arusnya mendahului. Untuk lebih jelasnya, perhatikan ilustrasi pada gambar 1 dibawah ini. Beban resistif murni : Diagram fasor Bentuk gelombang Beban induktif : Diagram fasor Bentuk gelombang Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

29 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 9 Beban kapasitif: Diagram fasor Bentuk gelombang Gambar 1 Dalam suatu rangkaian beban yang terdiri dari komponen,l dan C, sudut fase arus ditentukan oleh reaktansi yang lebi dominan. Bila reaktansi kapasitif lebih dominan, maka fase arus akan mendahului tegangannya (beda sudut fase positif). Pada kondisi ini dikatakan bahwa beban mempunyai factor kerja (cos φ) leading (mendahului/lead). Selanjutnya apabila reaktansi induktifnya yang lebih dominan, maka arus beban akan tertinggal/terbelakang terhadap tegangan sumbernya, dan beda sudut fase adalah negatif. Faktor kerja beban induktif adalah lagging (terbelakang/lag). Hukum Kirchoff pada system ABB : Hukum Kirchoff tetap berlaku juga pada sistem ABB. Yang perlu diperhatikan adalah penjumlahan dari komponen-komponen arus/tegangan harus memperhatikan sudut fase dari masing-masing komponen tersebut (jadi tidak bisa dijumlahkan secara langsung). Perhatikan ilustrasi dibawah ini : Seri esistor nduktor Kapasitor Komponen esistor, nduktor dan kapasitor apabila dirangkai secara seri dan dihubungkan dengan tegangan AC dapat digambarkan sebagai berikut : Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

30 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 30 Besaran-besaran yang dapat dihitung pada rangkaian seri -L-C adalah sebagai berikut : 1. Tegangan pada rangkaian Tegangan totalnya adalah. Hambatan pada rangkaian 3. Diagram fasor pada rangkaian -L-C adalah Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

31 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 31 esonansi rangkaian LC atau LC Untuk nilai tagangan maksimum m tetap, maka nilai maksimum mencapai nilai terbesar ketika impedansi z mencapai nilai terkecil, yaitu z =. Terjadinya nilai terbesar (maksimum) disebut esonansi. Sehingga syarat resonansi dalam rangkaian -L-C adalah: Sehingga Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

32 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 3. Percobaan : 1. Karakteristik Arus dan Tegangan ABB pada komponen, L, dan C Gambar 3.a Gambar 3.b A A L B S AC C C Gambar 3.c a. Buatlah rangkaian seperti gambar 3.a. b. Atur tegangan sumber s sampai bernilai olt rms. Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

33 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 33 c. Tampilkan bentuk gelombang tegangan s pada kanal 1, dengan menghubungkan probe Oscilloscope pada titik A C. d. Tampilkan bentuk gelombang arus pada kanal, dengan cara menghubungkan probe pada titik A B, Kemudian bentuk gelombang tegangan r dengan menghubungkan probe pada titik B C. e. Catat penunjukan Ampermeter dan oltmeter, serta gambar bentuk-bentuk gelombang pada point c dan d diatas. f. Hitung beda fase antara s dan r, s dengan dan r dengan secara grafis (dengan melalui bentuk gelombang Oscilloscope), serta bandingkan dengan hasil perhitungan secara matematis dengan menggunakan nilai komponen terpasang sebagai beban. g. Gambar diagram ektornya h. Ulangi point a s/d f dengan rangkaian gambar 3.b. dan kemudian 3.c. (tentukan sendiri nilai komponen yang digunakan sebagai beban). Karakteristik Arus dan Tegangan ABB pada beban / impedansi Gambar 4. angkaian percobaan a. Buatlah rangkaian seperti gambar 4 diatas. Tentukan sendiri nilai, L, dan C yang digunakan. Hitung nilai impedansinya. b. Atur tegangan sumber s sampai bernilai olt rms, catat besar tegangan, L, dan C. c. Tampilkan bentuk gelombang tegangan s pada kanal 1, kemudian tampilkan pada kanal gelombang tegangan, C kemudian L. Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

34 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 34 d. Dari masing-masing bentuk gelombang tersebut tentukan sudut fasenya, dan gambarkan bentuk gelombangnya. e. Gambar diagram vector tegangannya dan ambil kesimpulan apakah beban tersebut lead atau lag. f. Ulangi percobaan diatas dengan konfigurasi, L, dan C yang berbeda (3 konfigurasi). 3. Hukum Kirchoff untuk Arus : A S AC A L A A C L C Gambar 5. angkaian percobaan 3.4 a. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 5 diatas. b. Atur tegangan sumber sampai bernilai volt, dan amati besar arus pada masingmasing cabang. c. Tampilkan bentuk gelombang s pada kanal 1, bentuk-bentuk gelombang arus dan kemudian bentuk-bentuk gelombang tegangan pada masing-masing cabang pada kanal secara bergantian dan gambarkan dalam satu koordinat. d. Tentukan sudut fase dari gelombang arus diatas dan gambarkan diagram vektornya (vektori s sebagai referensi). e. Apa yang bisa saudara simpulkan dari fase dan besar tegangan pada cabang? Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

35 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 35 DATA PENGAMATAN 1. Karakteristik arus dan tegangan ABB pada komponen, L & C Gambar 3.a. (volt) () L (mh) (ma) Beda Fasa S - S - L Gambar bentuk gelombangnya Gambar 3.b. (volt) () C (F) (ma) Beda Fasa S - S - C Gambar bentuk gelombangnya Gambar 3.c. (volt) () L (mh) C (F) (ma) Beda Fasa S - S - L S - C Gambar bentuk gelombangnya. Karakteristik arus dan tegangan ABB pada beban/impedansi (volt) () L (mh) C (F) (ma) (volt) L (volt) C (volt) Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

36 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 36 Beda Fasa S - S - L S - C Gambar bentuk gelombangnya 3. Hukum Kirchoff untuk Arus (volt) () L (mh) C (F) (ma) (volt) L (volt) C (volt) Beda Fasa S - S - L S - C Gambar bentuk gelombangnya Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

37 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 37 PENGOLAHAN DATA 1. Karakteristik Arus dan Tegangan ABB pada komponen, L & C angkaian dan L X L f L Z X L perhitungn percobaan Kesalahan elatif 100% Z l X L = X L perhitungan Hitung beda fase antara S dan L, gambarkan diagram fasornya angkaian dan C X C Z 1 f L X C perhitungn percobaan Kesalahan elatif 100% Z l X L = X L perhitungan Hitung beda fase antara S dan C, gambarkan diagram fasornya angkaian, L, dan C Z X X L C perhitungn percobaan Kesalahan elatif 100% Z l L = X L ; C = X C perhitungan Hitung beda fase antara S dan L, S dan C gambarkan diagram fasornya. Karakteristik Arus dan Tegangan ABB pada beban/impedansi perhitungan percobaan Kesalahan elatif 100% perhitungan Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

38 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 38 Lperhitungan Lpercobaan Kesalahan elatif 100% Lperhitungan Cperhitungan C percobaan Kesalahan elatif 100% Cperhitungan 3. Hukum Kirchoff untuk Arus Z 1 C 1 L Z Z 1 X ; Z Z ; 3 X L Hitung beda fase antara dan 1, dan 3, gambarkan diagram fasornya C 4. Analisa 5. Kesimpulan Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

39 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 39. ANGKAAN TANSENT i. Tujuan Percobaan : 1. Memahami pengertian konstanta waktu secara visual. Mencari konstanta waktu dari rangkaian C dan L yang dicatu dengan sumber daya arus searah. ii. Teori : 1. angkaian C : Secara umum, kondisi peralihan transient adalah kondisi pada saat suatu sistem sedang beralih dari kondisi mantap yang satu ke keadaan mantap lainnya (misalnya dari kondisi tanpa tegangan menjadi bertegangan). Kondisi peralihan pada rangkaian C terjadi pada saat pengisian ataupun pelepasan muatan pada/dari kapasitor. Kecepatan pengisian/pelepasan muatan tersebut tegantung dari nilai kapasitansi dari kapasitor, besar perlawanan/tahanan rangkaian serta tegangan pengisi/tegangan kapasitor. Beberapa kondisi yang bisa terjadi pada rangkaian C adalah sebagai berikut : S E Gambar 1.a Sklar S sudah lama terbuka C C Gambar 1.b Saklas S baru saja ditutup t 0 i E, C 0 Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

40 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 40 Gambar 1.c Saklar S sudah lama tertutup t >> C = E i = 0 Kondisi peralihannya sebagai berikut : Pada saat t = (, saklar ditutup dan arus mulai mengalir. Besar aliran arus merupakan fungsi dari waktu, nilai tahanan dan kapasitansi C. Besar tegangan pada kapasitor C terhadap waktu mengikuti/persamaan : C = E (1-e -L/C ) (3.1) Bentuk Gelombangnya : CK = besar tegangan kapasitor pada konstanta waktu = +/- 0,8 E t k = konstanta waktu Gambar Sedangkan besar arus pengisian yang mengalir adalah : E t / C e (3.) Bila besar E diketahui, konstanta waktu yang diperlukan dapat dihitung dan nilai C dapat ditentukan. Adakalanya kondisi suatu rangkaian C adalah sebagai berikut : Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

41 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 41 Gambar 3.a. Saklar S sudah lama pada posisi 1 C = E i = 0 Gambar 3.b. Saklar S baru sesaat dipindahkan dari posisi 1 ke posisi Gambar 3.c. Saklar S sudah lama pada posisi C = E i = 0 Kondisi peralihan yang terjadi adalah sebagai berikut : Sesaat setelah saklar dipindahkan dari posisi 1 ke posisi, terjadi aliran arus/pelepasan muatan kapasitor melalui rangkaian tertutup dengan melewati pelawan/tahanan. Tegangan kapasitor turun secara eksponensial dengan kecepatan penurunan yang merupakan fungsi dari waktu, nilai dan C. Besar tegangan kapasitor mengikuti persamaan : C t / C Ce (3.3) Sedangkan arus pelepasan muatan kapasitor +/- sama dengan arus pengisiannya. Bentuk gelombang tegangan kepasitor pada persamaan (3.3) tersebut adalah : Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

42 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 4 Gambar 4. angkaian L : Baik kapasitor maupun induktor, kedua-duanya mempunyai kemampuan untuk menyimpan energi. Pada kapasitor, energi disimpan dalam bentuk akumulasi muatan listrik. Sedangkan ada induktor, energi disimpan dalam bentuk medan magnet. Pada saat suatu rangkaian L beralih dari kondisi mantap yang satu ke kodisi lainnya, terjadi proses peralihan. Kondisi peralihan yang terjadi akan mirip dengan peralihan pada rangkaian C (gambar 1, a, b, c dan gambar 3.a, b, c,), hanya saja kalau pada rangkaian C yang menjadi titik perhatian adalah perubahan tegangan pada kapasitor C, sedangkan pada rangkaian L adalah aliran arusnya. Kondisi peralihan pada rangkaian L mengikuti persamaan : E t / L 1 e (3.4) Yang berlaku untuk gambar 5.a, dan E / L t e (3.5) Yang berlaku untuk gambar 5.b 1 S E Gambar 5.a Pada saat t = 0, saklar S ditutup ke posisi 1 L L Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

43 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 43 1 S E Gambar 5.b. Pada saat t = 0, saklar S dipindah posisinya (dari 1 ke ) L L Pada gambar 3.5.a, arus tidak bisa secara langsung mengikuti hukum Ohm karena adanya perlawanan dari inductor (berupa tegangan induksi sebesar L di/dt). Pada gambar 3.5.b, energi elektromagnit yang tersimpan pada inductor dapat diubah kembali menjadi energi listrik, sehingga terjadi aliran arus. Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

44 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 44 iii. Percobaan : 3.1 angkaian C : S A E C C Gambar 6.a S A E C C Gambar 6.b Mengukur Total waktu pengisian : 1. Buat rangkaian seperti pada gambar 3.6.a.. Pilih nilai dan C yang besar misalkan = 100 KΏ, C = 100 βf) 3. Pastikan besar tegangan sumber (ukur dengan volmeter), kemudian siapkan alat ukur waktu (stopwatch). 4. Pada t = 0, masukkan saklar S dan catat waktu yang diperlukan sampai C bernilai sama dengan tegangan sumber Membuat Kurva pengisian muatan : a) Ulangi prosedur a, dan c. b) Pada saat t = 0, masukkan saklar S dan perhatikan jalannya jarum stopwatch. c) Pada nilai t 1 (misalkan 0,5 detik) matikan saklar. d) Ukur tegangan c kemudian buang muatan C. Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

45 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 45 e) Ulangi prosedur 3.1..b. c dan d untuk waktu yang berbeda (1, 1.5, dst.) sampai t = total waktu pengisian yang didapatkan dari Ulangi prosedur dan untuk nilai C yang berbeda (total 3 nilai) Mengukur waktu pelepasan muatan : a) Buatlah rangkaian seperti gambar 3.6.b. b) Masukkan saklar S pada 1 posisi 1 dan tunggu beberapa saat sampai C = c) Pada t = 0 pindah ke posisi dan amati waktu yang diperlukan sampai C benar-benar bernilai = 0 volt d) Ulangi a dan b. Untuk nilai C yang berbeda (total 3 nilai) 3. angkaian L : S A 6 L Gambar 7.a S A 6 L Gambar 7.b 3..1 Mengukur waktu kondisi mantap penginjeksian tegangan : a) Buat rangkaian seperti gambar 3.7.a. b) Pilih nilai yang kecil (sekitar 100Ώ) Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

46 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 46 c) Pada t = 0, masukkan S dan amati waktu yang diperlukan sampai arus menjadi stabil (tidak mengalami kenaikan lagi). d) Ulangi percobaan 3..1.a, b dan untuk nilai yang berbeda (3 nilai) 3.. Mengukur waktu kondisi mantap pelepasan tegangan : a) Buat rangkaian seperti gambar 3.7.b. b) Pilih nilai yang kecil (sekitar 100Ώ) c) Masukkan saklar S pada posisi 1 dan tunggu beberapa saat sampai arus tidak mengalami kenaikkan lagi. d) Pada t = 0, pindah S ke posisi dan amati waktu yang diperlukan sampai arus benar-benar menjadi 0. e) Ulangi prosedur 3...a, c dan d untuk nilai yang berbeda (3 nilai). iv. Tugas : 1. Turunkan persamaan-persamaan kondisi transient, baik untuk tegangan dan arusnya (untuk rangkaian C dan L). Dari data pengamatan waktu dan tegangan yang saudara peroleah dari percobaan 3.1, buatlah gelombang tegangan pengisian dan pelepasan muatan kapasitor. Secara grafis tentukan konstant waktu masing-masing rangkaian. 3. Hitung konstanta waktu dari masing-masing rangkaian di atas secara matematis dan bandingkan dengan hasil.. 4. Secara matematis hitung waktu kondisi stabil yang diperlukan oleh rangkaian L pada percobaan Bandingkan hasil no.4. dengan hasil percobaannya. Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

47 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 47 DATA PENGAMATAN 1. angkaian C a. Total Waktu Pengisian () C (µf) t (detik) C E b. Kurva Pengisian dan Pelepasan Muatan () C (µf) Pengisian Pelepasan t (detik) C t (detik) C E. angkaian L Total Waktu Pengisian Tegangan Pengisian Pelepasan () L (mh) t (detik) t (detik) E Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

48 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO angkaian C Pengisian C E 1 e E e t / C t / C PENGOLAHAN DATA C perhitunga n Cpercobaan Kesalahan relatif C 100% Cperhitungan () C (µf) t (detik) C (olt) Perhitungan C (olt) Percobaan Kes el (%) E Pengisian C C (0) e t / C E e t / C C perhitunga n Cpercobaan Kesalahan relatif C 100% Cperhitungan () C (µf) t (detik) C (olt) Perhitungan C (olt) Percobaan Kes el (%) E. angkaian L Pengisian E 1 e / L t Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

49 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 49 perhitunga n percobaan Kesalahan relatif 100% Pelepasan perhitungan E e / Lt perhitunga n percobaan Kesalahan relatif 100% perhitungan Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

50 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 50. ANGKAAN ESONANS. Tujuan - Mengamati pengaruh frekwensi sumber daya arus bolak-balik terhadap nilai resistansi dan reaktansi (induktif dan kapasitif) rangkaian, L dan C - Mencari frekwensi resonansi pada peristiwa resonansi arus dan tegangan. Teori.1 Pengaruh Sistem Arus Blok-Balik.1.1 Terhadap esistor Nilai resistansi dari suatu resistor/tahanan sangat terpengaruh oleh temperatur. Di samping itu, nilai resistansi juga dipengaruhi oleh frekwensi sumber. Semakin tinggi frekwensi arus yang mengalir pada suatu media tidak tersebar di seluruh penampang melainkan semakin dekat dengan permukaan/kulit media penghantar, kerapatan arus akan semakin besar. Dengan demikian luas penampang yang dilintasi arus akan semakin sempit. Gambar 1 Kerapatan arus pada suatu penampang Sebagai akibatnya, sesuai persamaan : l 0 = nilai resistansi = tahanan jenis = janjang penghantar 0 = luas penampang Maka nilai resistansi akan naik sesuai dengan frekwensi sumber (karena mengecilnya nilai 0). Effek ini terkenal dengan sebutan effek kulit (skin effect). Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

51 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO Terhadap nduktor Pada sistem arus searah (kondisi mantap), induktor tidak memberikan pengaruh apapun selain adanya resistansi dari lilitan kawatnya (yang karang-kadang sering diabaikan karena nilainya yang kecil). Namun pada sistem arus bolak-balik, terdapat perlawanan lain yang disebut dengan induktif (X L ). X L = f L Ohm () X L = reaktansi induktif (Ohm) F = frekwensi (Hertx) L = induktansi (Henry) Nilai reaktansi berubah-ubadah tergantung dari frekwensi sumber. Bila Z L adalah impedansi, maka pada sistem a.b.b. induktor akan memberikan impedansi sebesar : Z L = L + j X L Ohm (3) X L = reaktansi induktif murni (selanjutnya disebut reaktansi saja) L = nilai resistansi murni dari induktor Selanjutnya : Z L L Z (4) L Pada gb..a di bawah ini terlihat bahwa rangkaian induktor yang sesungguhnya, bisa digantikan dengan rangkaian yang mengandung resistor dan induktor murni (gb..b) L L L murni L A C S AC S Gambar a. angkaian semula Gambar b. angkaian ideal Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

52 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 5 Dari gambar.b di atas dapat dituliskan persamaan tegangannya : = L, L = K L, S = Z (5) Diagram vektornya : Gambar 3 Diagram vektor rangkaian induktif.1.3 Terhadap Kapasitansi Pada sistem arus searah (kondisi mantap), aliran arus ditahan oleh kapasitor, sedangkan pada sistem a.b.b. arus dihantarkan dengan suatu perlawanan (disebut dengan reaktansi kapasitif/x C ) X C (6) fc Dari persamaan 6 di atas dapat dilihat bahwa semakin tinggi frekwensi sumber, nilai X C akan semakin kecil. Dengan demikian, pada rangkaian listrik yang bekerja dengan frekwensi tinggi harus memperhatikan masalah kapasitansi liar yang mungkin muncul akibat dari jalur konduktor yang sejajar dan berdekatan. endahnya reaktansi kapasitif mengakibatkan seolah-olah rangkaian menjadi terhubung singkat.. Frekwensi esonansi : Kita sudah mengetahui bahwa nilai reaktansi berubah terhadap perubahan frekwensi. Pada rangkaian yang mengandung induktor dan kapasitor (baik seri maupun paralel) dapat terjadi suatu kondisi di mana nilai X C = X L yang disebut dengan resonansi...1 esonansi Tegangan (resonansi seri) Pada rangkaian seri LC dapat terjadi resonansi yang disebut resonansi tegangan. Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

53 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 53 L L L L AC S C AC S C C Gambar 4. angkaian seri LC Diagram vektornya dapat digambarkan sebagai berikut : Gambar 5.a Gambar 5.b Gambar 5.c Gambar 5.c menunjukkan diagram vector tegangan pada saat terjadi resonansi. Dari persamaan impedansi : Z X X L C (7) Maka dengan X L = X C, nilai impedansi pada saat resonansi hanya ditentukan oleh nilai perlawanan/resistansi induktor saja. Nilai absolut tegangan jatuh pada X L dan X C masing-masing akan melebihi nilai tegangan sumber dan arus akan mencapai maksimum. Secara matematis, frekwensi resonansi ditentukan oleh persamaan : f 0 l (8) LC.. esonansi Arus (esonansi Paralel) esonansi arus dapat terjadi pada rangkaian LC paralel. Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

54 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 54 AC C S L AC S C C L L L Gambar 6 Kondisi yang berlaku pada resonansi arus sama dengan resonansi tegangan, yaitu : X L = X C dan f 0 l LC Yang berbeda adalah akibatnya. Pada resonansi arus impedansi rangkaian menjadi besar sekali sehingga arus rangkaian mencapai nilai minimum, walaupun demikian, arus pada cabang bernilai besar dengan L = C namun berlawanan fase. Diagram vektornya : Gambar 7.a Diagram tegangan induktor Gambar 7.b Diagram arus Gambar 7.c Kondisi resonansi ideal Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

55 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 55. Percobaan 3.1 Pengaruh Frekwensi Terhadap esistansi A AC S Gambar 8 a. Buatlah rangkaian seperti gambar 8. Pilih sendiri tahanan yang akan saudara gunakan, ukur terlebih dahulu nilai resistansinya dengan multimeter serta catat kode warnanya. b. Atur sumber tegangan ABB sampai mencapai 3 volt dan selama percobaan ini berlangsung harus selalu dipertahankan tetap c. Atur frekwensi sumber besar 50 Hz, 100 Hz, KHz kemudian 4 KHz. Amati dan catat besar arus dan tegangan pada setiap kedudukan frekwensi tersebut. d. Ulangi percobaan a s/d c dengan nilai yang berbeda (, 3 dan 4 ) e. Hitung nilai dari percobaan a s/d d (dengan menggunakan hukum Ohm) dan bandingkan hasilnya dengan nilai yang diperoleh dari pengukuran langsung ataupun dari kode warnanya. f. Beri analisa dan kesimpulan dari percobaan ini Terhadap reaktansi induktif a. Buat rangkaian percobaan seperti gambar 8, komponen diganti dengan L (1 mh) b. Ukur tahanan induktor tersebut dengan multimeter dan catat hasilnya Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

56 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 56 c. Atur frekeunsi sumber pada nilai 50 Hz dan naikkan sumber tegangan perlahan-lahan sampai arus mencapai 5 mh. Catat nilai tegangan pada kondisi ini d. Naikkan frekwensi menjadi 500 Hz, kemudian 5 KHz dan 10 KHz. Selama perubahan frekwensi tersebut berlangsung, besar tegangan sumber dipertahankan tetap. Catat besar arus yang mengalir (perhatikan batas skala arus dan kemampuan arus maksimum induktor) e. Hitung besar reaktansi induktif pada masing-masing frekwensi f. Ulangi percobaan a s/d e dengan nilai induktansi yang berbeda (paralelkan induktor yang sudah terpasang dengan 1 buah induktor yang sejenis) g. Buatlah kurva reaktansi sebagai fungsi dari frekwensi serta buatlah analisa dan kesimpulan dari hasil percobaan saudara Terhadap reaktansi kapasitif a. Buat rangkaian percobaan seperti gambar 8, komponen diganti dengan kapasitor non polar (tentukan sendiri nilainya) b. Atur frekwensi sumber pada nilai 50 Hz dan naikkan sumber tegangan perlahan-lahan sampai arus mencapai nilai 5 ma. Catat nilai tegangan pada kondisi ini. c. Naikkan frekwensi menjadi 500 Hz, kemudian 5 KHz. Selama perubahan frekwensi tersebut berlangsung, besar tegangan sumber dipertahankan tetap. Catat besar arus yang mengalir (perhatikan skala maksimum amperemeter) d. Hitung besar reaktansi kapasitif pada masing-masing frekwensi e. Ulangi percobaan a s/d e dengan kapasitor yang berbeda (total 3 kapasitor) f. Buatlah kurva reaktansi sebagai fungsi dari frekwensi serta buatlah analisa dan kesimpulan dari hasil percobaan saudara 3. angkaian esonansi Tegangan a. Buatlah rangkaian seperti gambar 9. Tentukan sendiri nilai kapasitornya, sedangkan induktornya adalah 1 mh/100 ma. Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

57 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 57 b. Atur tegangan sumber sebesar 3 volt, kemudian carilah frekwensi resonansi dari rangkaian tersebut dengan cara merubah frekwensi sumber. Catat frekwensi resonansinya, arus yang mengalir, serta tegangan pada L & C. Perhatikan arus maks L. L L AC S C C A Gambar 9 c. ubah kedudukan frekwensi beberapa nilai di atas dan di bawah frekwensi resonansi (masing-masing 10 nilai) secara bertahap. Pada setiap kedudukan frekwensi catatlah besar arus yang mengalir, serta tegangan pada kapasitor dan induktor. ngat, selama perubahan frekwensi dilakukan tegangan sumber harus dijaga tetap. d. Hitung frekwensi resonansi rangkaian secara matematis dan bandingkan dengan hasil b. e. Dari hasil pengamatan b dan c hitung impedansi rangkaian pada masing-masing frekwensi (dengan menggunakan hukum Ohm). Buatlah kurva impedansi vs arus f. Hitung himpedansi rangkaian secara matematis berdasarkan nilai-nilai kapasitor, induktor dan frekwensi. Buatlah kurva impedansi vs arus. g. Bandingkan hasil e dan f h. Buatlah analisa dan kesimpulan dari hasil a s/d g Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

58 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO angkaian esonansi Arus A A A AC S C L Gambar 10 a. Buatlah rangkaian seperti gambar 10. Gunakan kapasitor dan induktor yang sama dengan yang digunakan pada percobaan 3.. b. Atur tegangan sumber sebesar 3 volt, kemudian carilah frekwensi resonansi dari rangkaian tersebut dengan cara merubah frekwensi sumber. Catat frekwensi resonansinya, arus total dan arus cabang yang mengalir pada saat resonansi terjadi. Perhatikan kapasitas arus maksimum induktor. c. ubah kedudukan frekwensi beberapa nilai di atas dan di bawah frekwensi resonansi (masing-masing 10 nilai) secara bertahap. Pada setiap kedudukan frekwensi catatlah besar arus yang mengalir, serta tegangan pada kapasitor dan induktor. ngat, selama perubahan frekwensi dilakukan tegangan sumber harus dijaga tetap. d. Hitung frekwensi resonansi rangkaian secara matematis dan bandingkan dengan hasil b. e. Dari hasil pengamatan b dan c hitung impedansi rangkaian pada masing-masing frekwensi (dengan menggunakan hukum Ohm). Buatlah kurva impedansi vs arus f. Hitung himpedansi rangkaian secara matematis berdasarkan nilai-nilai kapasitor, induktor dan frekwensi. Buatlah kurva impedansi vs arus. g. Bandingkan hasil e dan f h. Buatlah analisa dan kesimpulan dari hasil a s/d g Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

59 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 59. Tugas a. Catat semua alat yang saudara gunakan b. Turunkan rumus frekwensi resonansi (f 0 ) c. Mengapa pada sistem arus searah tidak dikenal adanya resonansi? d. Hitung lebar kanal (band width) dari rangkaian LC dalam percobaan di atas (baik rangkaian seri maupun paralel) e. Bagaimana sifat impedansi rangkaian LC seri di barah frekwensi resonansinya? Dan bagaimana sfatnya bila di atas frekwensi resonansi? Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

60 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 60 DATA PENGAMATAN 1. Pengaruh Frekuensi Terhadap S 3 f (Hz) K 4 K = 470 = 1 K =. K (ma) (ma) (ma) Terhadap L S 3 f (Hz) K 4 K L =.5 mh L = 1.5 mh (ma) (ma) Catatan : nduktor diparalel Terhadap C S 3 f (Hz) K 4 K C = 8 F C = 10 F C = 47 F (ma) (ma) (ma) Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

61 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 61. esonansi Tegangan L = C S () L(mH) C (F) f (Hz) (ma) L C 3 470, esonansi Arus L = C S () L(mH) C (F) f (Hz) (ma) L C 3 470,5 8 Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

62 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 6 PENGOLAHAN DATA 1. Pengaruh Frekwensi Terhadap f (Hz) (volt) (ma) () K 3 4 K Terhadap L X L = f L L (mh) f (Hz) X L () X L 50,5 100 K 4 K f Terhadap C X C = f C C (µf) f (Hz) X C () X C 50,5 100 K 4 K f Petunjuk Praktikum angkaian Listrik

63 LABOATOUM DASA TEKNK ELEKTO 63. esonansi Tegangan f 0 LC f0 f hitungan 0percobaan Kesalahan elatif f0 100% f 0perhitungan Z X X L C Z X L = f L C (µf) L (mh) f (Hz) X L () X C () Z 10,5 Z 3. esonansi Arus f 0 f0 f hitungan 0percobaan Kesalahan elatif f0 100% LC f 0perhitungan Petunjuk Praktikum angkaian Listrik