BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rangkaian RLC merupakan suatu rangkaian elektronika yang terdiri dari Resistor, Kapasitor dan Induktor yang dapat disusun seri ataupun paralel. Rangkaian RLC ini merupakan simbol listrik yang digunakan untuk menahan(resistansi), menyimpan(kapasitansi) dan induktansi(induktor) di setiap komponen. Rangkaian ini juga akan membentuk sebuah osilator harmonik jika disusun sesuai dengan desain dan secara otomatis beresonansi sehingga disebut juga Rangkaian LC. Perbedaan dari rangkaian rlc dengan rangkaian lc dapat kita lihat resistor yang digunakan, dimana tiap-tiap osilasi yang timbul di papan sirkuit akan mati dari waktu ke waktu bila tidak berjalan sesuai dengan sumber yang di hasilkan. Permasalahan seperti ini biasanya dampak dari resistor yang biasa kita sebut peredam. Resistansi yang berbeda dari setiap resistor tidak bisa di hilangkan di papan sirkuit, apalagi resistor yang terdapat tidak dimasukan sebagai komponen. Sirkuit LC merupakan salah satu hal ideal yang betul-betul cuma ada didalam teori. Contoh untuk rangkaian rlc yang dirangkai secara seri harus menggunakan arus ac, nantinya arus listrik akan mendapatkan hambatan berupa R, L dan C. Hambatan tersebut dinamakan dengan impedansi (Z). Impedansi adalah kombinasi yang dirangkai secara vektor dari XL, XC dan XR yang besarannya dapat diukur dengan satuan Z 1.2 Rumusan Masalah Apakah yang dimaksud dengan rangkaian RLC? Apa saja perbedaan nilai VL ; VC dan VR? Bagaimanakah cara mengetahui perbedaan nilai XC ; XL dan R bila pada saat input tegangan sama dengan frekuensi berbeda? Bagaimanakah bentuk dari diagram phasor dari ke-3 komponen? 10

2 1.3 Tujuan Untuk mengetahui pengertian dasar mengenai rangkaian RLC Untuk mengetahui perbedaan nilai VL ; VC dan VR Untuk mengetahui perbedaan nilai XC ; XL dan R bila pada saat input tegangan sama dengan frekuensi berbeda Untuk mengetahui diagram phasor dari ke-3 komponen 2

3 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Rangkaian RLC Rangkaian RLC adalah rangkaian yang terdiri dari resistor, induktor, dan kapasitor yang dihubungkan secara seri atau paralel. Dinamakan RLC karena nama ini menjadi simbol listrik biasa untuk ketahanan, induktansi dan kapasitansi masing-masing. Rangkaian ini akan beresonansi dengan suatu cara yang sama yaitu sebagai Rangkaian LC, bersamaan dengan terbentuknya osilator harmonik. Pada tiap-tiap osilasi akan menyebabkan sirkuit menjadi mati dari waktu-kewaktu apabila tidak seterusnya dijalani dgn sumber, hal inilah yang menjadi perbedaan dan terlihat pada resistor. Reakasi ini yang disebut sebagai redaman. Reaksi lainnya berupa resistensi pada sejumlah resistor tidak bisa kita hindari disirkuit yg nyata, hal sama tetap akan terjadi walaupun tidak dengan kekhususan tertentu kita memasukkannya sbg komponen. Jadi, kenyataannya bahwa sirkuit LC murni itu merupakan sesuatu yang hanya ideal apabila diterapkan secara teoritis. Kombinasi elemen-elemen tersebut merupakan model yang cukup akurat untuk berbagai komponen di dalam sebuah sistem telekomunikasi. Sebagai contoh, model ini merepresentasikan satu bagian penting dari perangkat penguat (amplifier) elektronik yang dijumpai pada setiap pesawat penerima radio, dimana bagian ini memungkinkan amplifier memberikan penguatan yang sangat besar ke sinyal-sinyal di dalam suatu kisaran (band) frekuensi tertentu, dan memberikan penguatan hampir nol ke sinyal-sinyal di luar pita tersebut. Pada penggunaan arus AC untuk sebuah rangkaian RLC yang seri, akan menyebabkan arus listrik dapat hambatan dari R, L & C. Impedansi (Z) adalah nama dari hambatan yang terjadi tersebut. Bila ditelaah lebih lanjut, penggabungan dengan cara vektor antara XR, XL dan XC itu yang disebut dengan impedansi dan besarannya diketahui dengan satuan Z tersebut. Dalam Rangkaian RLC terdapat 3 elemen penting yang bisa dikombinasi dlm beberapa topologi yg beda-beda. Kombinasi ketiga elemen tersebut bisa dengan cara paralel ataupun seri, karenanya disebut sebagai 3

4 rangkaian yang sederhana dlm konsepnya serta mudah sekali untuk melakukan analisa terhadapnya. o Karakteristik Rangkaian RLC : 1 Reaktansi kapasitif adalah hambatan semu pada kapasitor jika dihubungkan dengan arus bolak-balik XC = 1/ωC. 2 Reaktansi induktif adalah hambatan semu pada induktor jika dihubungkan dengan arus bolak-balik XL = ωl. 3 Impedansi adalah hambatan total dari resistor, induktor dan kapasitor yang dihbungkan pada tegangan bolak-balik Z = ( R² + (XL - XC)² ) 4 Frekuensi resonansi terjadi, jika pada rangkaian terjadi XL = XC f = (1/2π) (1/LC) 2.2 Perbedaan Vr, Vl dan Vc A. Rangkaian seri 1 Dasar teori Rangkaian RLC seri adalah rangkaian yang terdiri atas hambatan, inductor dan kapasitor yang disusun secara seri pada gambar kemudian rangkaian itu dihubungkan pada arus AC (bolak-balik). Andaikan arus sesaatnya maka akan diperoleh Gambar 2.1 rangkaian RLC Seri 4

5 Penjelasan: 1. Pada komponen R, arus(i) sefase dengan tegangan(v), 2. Pada komponen L, tegangan(v) mendahului arus dengan beda fase, 3. Dan pada komponen C,arus(i) mendahului tegangan(v) dengan beda fase. Pada rangkaian RLC seri, jika Vad = V, Vab = Vr, Vbc = Vl, dan Vcd = Vc dengan memakai diagram fasor akan diperoleh V=Vr + Vl + Vc. 2 Hasil Praktikum Vs VRpot Vl Vc Range 8V 0V 0,012V 0,007V 10 Tabel 2.1 hasil ukur tegangan RLC pada rangkaian seri Rpot = 2,5 k ohm B. Rangkaian Paralel 1 Dasar Teori Gambar 2.2 Rangkaian RLC Paralel Pada gambar rangkaian diatas nilai dari Vsumber memiliki nilai yang sama dengan nilai V resistor, V inductor dan V kapasitor dikarenakan rangkaian itu disusun secara paralel. 5

6 VS = VR = VL = VC 2 Hasil praktikum Vs VRpot VL Vc Range 8 V 7,77 V 7,75 V 7,78 V 10 Tabel 2.2 hasil ukur tegangan RLC pada rangkaian paralel 2.3 Nilai XC ; XL, dan R saat input tegangan sama dengan frekuensi berbeda. A. Dasar Teori 1. Reaktansi Induktor (X L ) Induktansi adalah sifat dari rangkaian elektronika yang menyebabkan timbulnya potensial listrik secara proporsional terhadap arus yang mengalir pada rangkaian tersebut, sifat ini disebut sebagai induktansi sendiri. Sedang apabila potensial listrik dalam suatu rangkaian ditimbulkan oleh perubahan arus dari rangkaian lain disebut sebagai induktansi bersama. Untuk menunjukkan apa yang terjadi pada arus bolak-balik dalam rangkaian yang berisi induktor, perhatikan Gambar 2.3 Tegangan E L mendahului arus I L sebesar 90 0 XL = 2 f L Keterangan: XL = reactance dalam ohms ( Ω ) f = frequency dalam hertz (Hz) L = inductance dalam henrys (H) Rangkaian dalam Induktor 6

7 Gambar 2.4 rangkaian dalam induktor Sebuah induktor biasanya dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari bahan penghantar, biasanya kawat tembaga, digulung pada inti magnet berupa udara atau bahan feromagnetik. Bahan inti yang mempunyai permeabilitas magnet yang lebih tinggi dari udara meningkatkan medan magnet dan menjaganya tetap dekat pada induktor, sehingga meningkatkan induktansi induktor. Induktor frekuensi rendah dibuat dengan menggunakan baja laminasi untuk menekan arus eddy. Ferit lunak biasanya digunakan sebagai inti pada induktor frekuensi tingi, dikarenakan ferit tidak menyebabkan kerugian daya pada frekuensi tinggi seperti pada inti besi. 2. Reaktansi Kapasitor (X C ) Pada bagian sebelumnya kita telah menganalisa rangkaian yang berisi sumber AC dan sebuah kapasitor saja. Sekarang kita akan menganalisa rangkaian yang terdiri dari sumber AC yang dirangkai seri dengan resistor dan kapasitor (gambar 5). 7

8 Gambar 2.5 Rangkaian seri kapasitor resistor arus mendahului tegangan Rumus reaktansi kapasitor : sebesar 0 hingga 90 derajat XC = reaktansi dalam ohms ( Ω ) f = frekuensi dalam hertz (Hz) C = Kapasitansi dalam farad (f) B. Hasil Perhitungan o Rangkaian Seri Dalam rangkaian seri menentukan XC dan XL yaitu menggunakan frekuensi 60 MHz dan 30 MHz. 8

9 F = 60 MHz = F = 30 MHz o Rangkaian paralel Dalam rangkaian paralel menentukan XC dan XL yaitu menggunakan frekuensi 60 MHz dan 30 MHz. F = 75 MHz 9

10 F = 80 MHz 2.4 Diagram Phasor o Rangkaian Seri Gambar 2.6 Diagram phasor rangkaian seri o Rangkaian Paralel Gambar 2.7 Diagram phasor rangkaian paralel 10

11 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Dari hasil yang kita dapatkan maka akan diperoleh : 1. Hasil tegangan total rangkaian seri didapat dengan penjumlahan antara tegangan resistor, kapasitor dan induktor sementara tegangan total dari rangkaian paralel di dapat yaitu memiliki nilai yang sama antara tegangan resistor kapasitor dan inductor 2. Frekuensi resonansi didapat apabila reaktansi kapasitor (XC) memiliki nilai yang sama dengan reaktansi inductor (XL) 11

12 DAFTAR PUSTAKA id=43ua9e3a2wqc&pg=pa198&lpg=pa198&dq=perbedaan+vc+vl+dan+vr+pa da+rangkaian+seri+rlc&source=bl&ots=uuxnejsr5x&sig=jaihiflfisk_wdom WRhfCytS_DE&hl=id&sa=X&ved=0CC4Q6AEwAmoVChMItYiam4WQxgIVh qq8ch2zqgch#v=onepage&q=perbedaan%20vc%20vl%20dan%20vr%20pada %20rangkaian%20seri%20rlc&f=false 12