Percobaan 6 Resonansi EL2193 Praktikum Rangkaian Elektrik
Tujuan Mempelajari perilaku rangkaian RLC Mempelajari resonansi seri, paralel, dan resonansi seri paralel
Review Rangkaian Resonansi
Rangkaian RLC sederhana Susunan Seri Impedansi Z = R+jX Z = R+jωL+1/(jωC) =R+j(ωL-1/( 1/(ωC)) X=ωL ωl-1/( 1/(ωC) Kondisi khusus X = 0, Z = R, Z minimum saat ω=1/ (LC) Susunan Paralel Admitansi Y = G+jB Y = 1/R+1/(j /(jωl)+jωc =1/R+j(ωC-1/( /(ωl)) B = ωc-1/( C 1/(ωL) Kondisi khusus B=0, Y = G, Y minimum saat ω=1/ (LC)
Resonansi Seri Impedansi minimum X=0, ω=1/ (LC) Arus Maksimum I=V I /R Tegangan Resistor V V R =IR=V = I I Tegangan Induktor V L = I jωl= ( (j (L/C) /R) V I Tegangan Kapasitor V C = I/jωC= -(j (L/C) /R) V I + V L R C V R V C
Resonansi Seri Tegangan g Resistor V R =V I Tegangan Induktor V L = j V I (L/C) /R Tegangan Kapasitor V C = -j V I (L/C) /R V I + V L R V R Bila R 100Ω, C 470pF, L 2.5mH V L j 53 V I C V C V c -j 53 V I
Faktor Kualitas Resonansi Pada resonansi nilai R sangat menentukan arus dan tegangan Contoh sebelumnya R=100Ω V C =-j53v i Bila R=10kΩ V C = -j0.53 V i Bila R=1Ω V C = -j5300 V i Nilai resistansi R disini adalah nilai R total dalam hubungan seri dengan L dan C Faktor kualitas rangkaian (resonansi) didefinisikan i ik sebagai perbandingan energi maksimum tersimpan dibandingkan daya terdisipasi per siklus
Faktor Kualitas Resonansi Seri Dari defisi Q=P L /P R diperoleh atau Q=P C /P R dapat Q=ωL/R atau Q=1/ωCL Dengan ω=1/ (LC) maka Q=( (L/C))/R
Pengaruh Resistansi pada Resonansi Seri Vc/Vi R naik frek
Pengaruh Resistansi pada Resonansi Seri Vc/Vi C turun C ½ C ω o 2ω o frek
Pengukuran Faktor Kualitas Resonansi Seri Cara 1: berdasarkan definisi ukur tegangan pada kedua L atau C dan R, Masalah: untuk tegangan L, tegangan resistansi parasitik ikut terukur tidak dapat diukur terpisah. Perhatikan bahwa R penentu faktor kualitas adalah R keseluruhan rangkaian termasuk resistansi dalam sumber dan parasitik. Bagaimana mengamati Q dari pengukuran tegangan g pada R beban saja? Penurunan: perhatikan definsi dan rangkaian seri
Pengukuran Faktor Kualitas Resonansi Seri Cara 2: dengan mengukur dan mencari frekuensi resonansi f r dan bandwidth BW frekuensi resonansi Q=f r /BW dan BW=f H -f L dimana f H dan f L frekuensi cut off tinggi dan rendah Penurunan: baca RJ Smith: Circuits Devices, and Systems, hal 228-229229
Resonansi Paralel Resonansi paralel terjadi saat Y minimum sehingga I maksimum Pengamatan sifat resonansi pada arus, tidak dapat dilakukan langsung dengan osiloskop, gunakan resistor Perilaku apa yang tampak pada pengamatan tegangan? Rs Vs RL
Resonansi Seri Paralel Dalam rangkaian dengan L dan C lebih dari satu, bergantung susunan rangkaian bisa terjadi resonansi seri dan paralel pada rangkaian yang sama Contoh
Percobaan
Persiapan Hitung frekuensi resonansi untuk ke 4 rangkaian Hitung faktor kualitas untuk rangkaian resonansi seri dan paralel Untuk menentukan frekuensi resonansi dapat dipilih Dengan menurunkan persamaannya dan memberikan nilai komponen yang digunakan Dengan melakukan simulasi dengan SPICE Catat dalam BCL
Rangkaian Percobaan Seri Paralel L 2,5mH L 2,5mH C 470pF C 470pF R50Ω R 47Ω R 47Ω R 50Ω
Rangkaian Percobaan Seri Paralel C 470pF L25 2,5mH L25 2,5mH C 470pF R50Ω L25mH 2,5mH R 47Ω R50Ω C 470pF R 47Ω
Percobaan Rangkaian akan diamati pada breadboard Sebelum memulai Baca resistansi output generator sinyal Baca resistansi dan kapasitansi input osiloskop Ukur resistansi pada induktor (DC, Ohmmeter) Catat dalam BCL Pengamatan diawali dengan melihat tegangan dengan mengubah-ubah b h frekuensi generator sinyal, untuk menemukan adanya v maks dan/ atau v min
Percobaan Resonansi Seri Amati perilaku rangkaian resonansi seri resonansi V maks atau V min? catat V f resonansi amati Q dgn dua cara gambarkan respons frek L 2,5mH, R 50Ω R 50Ω C 470pF R 47Ω
Percobaan Resonansi Paralel Amati perilaku rangkaian resonansi paralel resonansi V maks atau V min? catat V f resonansi gambarkan respons frek bagaimana menentukan Q? R 50Ω L 2,5mH, R 50Ω C 470pF R 47Ω
Percobaan Resonansi Seri Paralel Amati perilaku rangkaian resonansi berikut resonansi V maks atau V min? catat V f resonansi gambarkan respons frek C 470pF R 50Ω L 2,5mH L 2,5mH R 47Ω
Percobaan Resonansi Seri Paralel Amati perilaku rangkaian resonansi berikut resonansi V maks atau V min? catat V f resonansi respons frek C 470pF R 50Ω L 2,5mH C 470pF R 47Ω
Percobaan Filter RLC Pada percobaan ini rangkaian RLC seri dan RLC paralel digunakan sebagai rangkaian filter. Output rangkaian diukur pada resistansi Fungsi transfer output t terhadap input diamati dan dibuat Plot Bode-nya
Analisis Rangkaian Resonansi Seri Apakah frekuensi terbaca sama dengan hasil hitungan? Apakah tegangan maksimum atau faktor kualitas sama dengan hitungan? Bila tidak apa yang mempengaruhi perbedaan tersebut?
Analisis Rangkaian resonansi paralel Apakah frekuensi terbaca sama dengan hasil hitungan? Bila tidak apa yang mempengaruhi perbedaan tersebut? Rangkaian Seri Paralel l Apakah frekuensi terbaca sama dengan hasil hitungan? Apakah pengamatan saudara konsisten dengan hasil pengamatan rangkaian resonansi seri dan resonansi paralel?
Analisis Rangkaian filter Bagaimana perilaku RLC sebagai filter dibandingkan RL atau RC saja (percobaan 5)? Apa kentungan yang diperoleh dengan adanya LC seri atau paralel pada filter?
SELAMAT MELAKUKAN PERCOBAAN