MODUL I RANGKAIAN SERI-PARALEL RESISTOR

Transkripsi

1 MODUL I ANGKAIAN SEI-PAALEL ESISTO A. TUJUAN Mempelajari berbagai fungsi multimeter analog, khususnya sebagai ohm-meter. a. Mengitung rangkaian pengganti suatu rangkaian listrik dan mengukur rangkaian penggantinya. b. Membandingkan hasil-hasil perhitungan dan pengukuran rangkaian pengganti (p), serta menghitung kesalahan (error) di antara keduanya. B. TINJAUAN PUSTAKA 1. angkaian Seri Dua elemen dikatakan seri, jika dan hanya jika: a. Ujung terminal dari dua elemen tersebut terhubung dalam satu simpul. b. Ujung elemen yang lain tidak terhubung dalam satu simpul (terpisah). Jika kita memiliki rangkaian seri dari n buah resistor seperti gambar di bawah, maka kita dapat mengganti resistor-resistor ini dengan satu resistor tunggal atau tahanan pengganti, di mana: ek = n 1 n.angkaian Paralel Dua elemen dikatakan paralel, jika dan hanya jika: a. Ujung dari dua elemen terhubung dalam satu simpul. b. Ujung-ujung elemen yang lain terhubung dalam satu simpul yang lain pula. Jika kita mempunyai rangkaian paralel dari n resistor, seperti ditunjukkan pada gambar di bawah, maka kita dapat mengganti resistor ini dengan satu tahanan tunggal: 1 n ek C. ALAT DAN BAHAN - esistor 1 1 ek ek

2 - Multimeter - - Kabel jumper Papan rangkaian D. POSEDU PECOBAAN a. Tentukanlah dst. b. Ukurlah masing-masing nilai resistor sebelum dirangkai. c. Setelah diukur masing-masing resistor buatlah seperti pada masing-masing gambar rangkaian. d. Kemudian ukurlah hambatan total menggunakan multimeter. e. Catatlah hasil pengamatan ke dalam tabel pengamatan. f. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan angkaian. 1 angkaian angkaian. 3 angkaian angkaian. 6 angkaian. 5 Tabel Pengamatan

3 No p (Hitungan) p (Pengukuran) angkaian 1 angkaian angkaian 3 angkaian 4 angkaian 5 angkaian 6 Tanggal 0 TTD Asisten ( )

4 MODUL II ANGKAIAN LOOP A. TUJUAN a. Menjelaskan pemakaian hukum kirchoff pada rangkaian listrik b. Menentukan arus yang didapat secara praktikum dan teori B. TINJAUAN PUSTAKA Hukum kirchhoff merupakan salah satu teori elektronika untuk menganalisa lebih lanjut tentang rangkaian elektronika. Menggunakan hukum kirchhoff analisa lebih lanjut tentang arus yang mengalir dalam rangkaian dan tegangan yang terdapat pada titik-titik rangkaian elektronika dapat dilakukan. Hukum kirchhoff ini berlaku untuk analisis rangkaian loop tertutup seperti pada contoh rangkaian berikut. Gambar 1. angkaian loop tertutup Dalam hukum kirchhoff dikenal teori yang dapat digunakan untuk analisis rangkaian elektronika yaitu Hukum Kirchhoff Arus (KCL, Kirchhoff Current Law) dan Hukum Kirchhoff Tegangan (KVL, Kirchhoff Voltage Law). Hukum kirchhoff arus merupakan hukum kirchhof pertama (1) yang menyatakan bahwa Arus total yang masuk pada suatu titik sambungan atau percabangan adalah nol. Hukum kirchhoff arus ini dapat dinyatakan dalam persamaan matematika sebagai berikut. i 0 n Arah setiap arus ditunjukkan dengan anak panah, jika arus berharga positif maka arus mengalir searah dengan anak panah, demikian sebaliknya. Dengan demikian untuk rangkaian seperti pada gambar diatas dapat dituliskan persamaan matematik berdasarkan hukum kirchhoff arus sebagai berikut: i1 i i3 0

5 Tanda negatif pada I3 menunjukkan bahwa arus keluar dari titik cabang dan jika arus masuk titik cabang diberi tanda positif. Pada hukum kirchhoff tegangan atau yang sering disebut hukum kirchhoff ke II ini menyatakan Pada setiap rangkaian tertutup (loop), jumlah penurunan tegangan adalah nol. Hukum kirchhoff tegangan ini dapat juga dinyatakan dengan persamaan matematika sebagai berikut V 0 n Dari contoh rangkaian pada gambar 1 dapat dituliskan persamaan hukum kirchoof tegangan sebagai berikut : Loop 1 : 1 3 i1. 1 i3. 3 i. 0 Loop : 3 i. 5 i. 4 i C. ALAT DAN BAHAN a. Catu daya buah b. Kit esistor c. Kabel penghubung d. Multimeter D. POSUDU PECOBAAN a. Membuat rangkaian seperti pada gambar 1 b. Berikanlah tegangan sebesar V1 volt pada sumber 1 dan V volt pada sumber c. Ukurlah besarnya arus yang mengalir pada i1, i dan i3 menggunakan multimeter d. Ubahlah besar sumber tegangan 1 dan menjadi V 1 volt dan V volt e. Ulangi langkah pada point (c) f. Tentukan besar arus i 1, i dan i 3 secara perhitungan

6 Tabel pengamatan Sumber 1 Sumber i 1 (ma) i (ma) I 3 (ma) Teori praktikum Teori Praktikum Teori Praktikum Tanggal 0 TTD Asisten ( )

7 MODUL III TEOEMA SUPEPOSISI A. TUJUAN Setelah melaksanakan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat memahami dan menggunakan teorema superposisi pada rangkaian listrik. B. TINJAUAN PUSTAKA Dari sekian banyak teorema yang mempermudah analisis rangkaian listrik, salah satunya adalah teorema superposisi. Teorema ini pada dasarnya adlah menghitung atau mengukur bagian tertentu rangkaian yang dipengaruhi oleh masing-masing sumber yang bebas, kemudian hasil tersebut dijumlahkan. Secara formal bunyi dari teorema superposisi adalah sebagai berikut: di dalam setiap jaringan hambatan linear yang mengandung beberapa sumber, tegangan atau arus yang melalui setiap hambatan atau sumber dapat dihitung dengan melakukan penjumlahan aljabar semua tegangan atau arus sendiri-sendiri yang dihasilkan oleh setiap sumber bebas yang bekerja sendiri, dengan semua sumber bebas tegangan lain diganti oleh rangkaian-rangkaian pendek (terhubung singkat) dan semua sumber arus bebas yang lain diganti oleh rangkaian terbuka. C. ALAT DAN BAHAN - Adaptor - Bread board - Hambatan - Multimeter - Kabel jumper D. POSEDU KEJA 1. Dalam keadaan kedua saklar off (kabel jumper terlepas) buatlah rangkaian seperti gambar 1. Gunakan kabel jumper sebagai saklar. I3 Gambar 1. Gambar angkaian. Hidupkan kedua saklar (kabel jumper terhubung) dan ukur arus I dan tegangan V serta catat hasilnya pada tabel Dalam keadaan kedua saklar terputus, ubah rangkaian gambar 1 menjadi seperti gambar. pada rangkaian ini sumber tegangan 5V diputuskan.

8 Gambar. Gambar rangkaian I I T 1 3 V T 1 3 xi I xi Hidupkan saklar S tetapi saklar S 1 jangan dihidupkan. Ukur arus I 1 dan tegangan V a serta catat hasilnya pada tabel Dalam keadaan kedua saklar terputus, ubah rangkaian gambar 1 menjadi seperti gambar 3. Pada rangkaian ini, sumber tegangan 1,5 V diputuskan. Gambar 3 T 3 1 V1 I1 I I T 3 xi 1 3 xi Hidupkan saklar S tetapi S 1 jangan dihidupkan. Ukur arus I 1 dan tegangan V b serta catat hasilnya pada table Lakukan langkah 3 sampai dengan langkah 7 untuk hambatan 100 Ω dan catat hasilnya pada table.

9 Tabel Pengamatan Gambar V 1 V S 1 S I 1 I I 1 on on off on 3 on off. Tanggal 0 TTD Asisten ( )

10 MODUL IV ANGKAIAN THEVENIN DAN NOTON I. TUJUAN PAKTIKUM a. Setelah melakukan praktikum, setiap praktikan diharapkan dapat mengaplikasikan & menganalisa teorema Thevenin. b. Praktikan diharapkan dapat membuat rangkaian ekivalen Thevenin dan Norton II. TEOI DASA.1. Teorema Thevenin Teorema Thevenin menyatakan bahwa sembarang jaringan linier yang terdiri atas sumber tegangan dan resistansi, jika dipandang dari sembarang simpul dalam jaringan tersebut dapat digantikan oleh resistansi ekivalen TH yang diserikan dengan sumber tegangan ekivalen V TH. (a) (b) Gambar.1. angkaian ekivalen Thevenin TH merupakan resistansi yang melihat ke simoul a dan b dengan semua sumber tegangan internal digantikan oleh hubung singkat. VTH adalah tegangan Thevenin yang akan muncul di simpul a dan b jika tidak ada beban yang dihubungkan padanya. Oleh karena itu tegangan Thevenin disebut juga sebagai tegangan rangkaian terbuka. Penggunaan teorema thevenin ini sangat menyerderhanakan perhitungan perhitungan dalam banyak situasi dimana jaringannya dihubungkan pada jaringan eksternal yang terus berubah. Analisa rangkaian dasar Thevenin ditunjukan seperti rangkaian berikut ini, (a) (b) Gambar.. angkaian ekivalen Thevenin Dari rangkaian pada gambar. di atas, maka dapat tentukan resistansi Thevenin ( TH) sebesar, 1 Th..(.1) V 1 Th V in 1 x...(.).. Teorema Norton Teorema Norton menyatakan bahwa sembarang jaringan yang dihubungkan ke terminal a dan b dapat digantikan dengan sumber arus tunggal I N yang parallel dengan resistansi tunggal N, yang digambarkan seperti berikut ini:

11 Gambar.3. angkaian ekivalen Norton Dari gambar rangkaian Norton diatas, nilai N dapat ditentukan sebesar, 1 N Th. (.3) 1 Arus Norton dapat ditentukan sebesar, VTh I N...(.4) III. PELENGKAPAN PAKTIKUM a. Multimeter analog atau digital b. Tegangan sumber DC c. esistor d. Kabel penghubung N IV. LANGKAH LANGKAH PAKTIKUM 4.1. Percobaan 1 : Mengukur arus dan tegangan dengan memasang beban L. a. Buat rangkaian seperti gambar berikut ini : Gambar.4. Gambar rangkaian b. Buat rangkaian pengganti Thevenin dari rangkaian gambar.4. di atas dengan cara lepaskan hambatan L sehingga menjadi seperti rangkaian berikut c. kemudian Tentukan nilai VTh,

12 d. Selanjutnya berikan hungungan pendek pada sumber tegangan untuk menentukan nilai Th. e. Isikan hasilnya ke dalam table.. berikut ini: Tabel.. Vs Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan VTh Th IN VTh Th IN 5v Tanggal 0 TTD Asisten ( )

13 MODUL V LC PAALEL DAN ESONANSI PAALEL A. TUJUAN Setelah melaksanakan percobaan ini, praktikan diharapkan dapat memahami gejala resonansi pada rangkaian yang terdiri dari hambatan, kapasitor, dan kumparan yang tersusun paralel, bila rangkaian itu diumpan sinyal AC B. TINJAUAN PUSTAKA Gabungan komponen pasif penghambat, kapasitor, dan kumparan dapat menghasilkan gejala yang disebut resonansi. esonansi ini bergantung pada bentuk rangkaiannya. Karena itu pada percobaan ini akan digunakan bentuk rangkaian yang paling mendasar, yaitu resonansi paralel. Dalam rangkaian ini ketiga komponen tersebut disusun secara paralel. Pada percobaan ini akan diperlihatkan sifat-sifat rangakaian resonansi tersebut. C. ALAT DAN BAHAN - esistor - Kapasitor - Induktor - Power Supply - Multimeter - Kabel penghubung D. LANGKAH KEJA 1. Menentukan nilai induktansi pada induktor a. Buatlah rangkaian seperti gambar 1 b. Ukurlah arus dan tegangan yang mengalir pada induktor dan lengkapi tabel 1 yang telah disedikan.

14 . esonansi dan Tegangan pada LC Paralel a. Buatlah rangkaian seperti gambar. Gambar. angkaian LC Paralel b. Lengkapilah tabel pengamatan dengan cara mengukur arus yang mengalir pada rangkaian. c. Kemudian ukurlah VS(tegangan sumber ), V (tegangan pada resistor ), VC (tegangan pada Kapasitor ) dan VL (tegangan pada Induktor).

15 Tabel Pengamatan Tabel 1. Menentukan nilai induksi pada induktor V (volt) I (amper) XL (Ohm) L (henri) Tabel. Pengukuran angkaian LC Frek (Hz) VS V VC VL I 50 Tabel 3. Hasil Perhitungan = + ( ) = XL XC Tanggal 0 TTD Asisten ( )