View
231
Download
4
Category
Preview:
Citation preview
7/25/2019 Gejala Transien ITB
1/41
EL2193 Praktikum RangkaianEL2193 Praktikum Rangkaian
ElektrikElektrik
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
2/41
uju nuju nuju nuju n
,,
respon paksarespon paksa (forced response)(forced response), dan respon, dan responlengkaplengkap (complete response)(complete response) suatu rangkaiansuatu rangkaian
yang mengandung komponen penyimpanyang mengandung komponen penyimpan
energienergi MelakukanMelakukan pengukuran arus dan teganganpengukuran arus dan tegangan
transient pada rangkaian RCtransient pada rangkaian RC dandan RCLRCL
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
3/41
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
4/41
Respons Paksa (Forced Response)Respons Paksa (Forced Response) Arus atau tegangan yang terbentuk karenaArus atau tegangan yang terbentuk karena
sumber tegangan atau sumber arus padasumber tegangan atau sumber arus padarangkaianrangkaian
Arus atau tegangan yang terbentuk karenaArus atau tegangan yang terbentuk karena
adanya energi yang masuk atau keluar dariadanya energi yang masuk atau keluar dari
induktif pada rangkaianinduktif pada rangkaian
Respons Lengkap (Complete Response)Respons Lengkap (Complete Response)
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
5/41
tidak bisa diubah tibatidak bisa diubah tiba--tibatiba
dv
--
KapasitorKapasitor t1
dtC= t
Cv
o
CC=
InduktorInduktor diLv L
L= dtvi
t
LL=
1
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011o
7/25/2019 Gejala Transien ITB
6/41
, ,, ,
akan tetap mempertahankan sifatakan tetap mempertahankan sifat
Persamaan arusPersamaan arus--tegangan rangkaian akantegangan rangkaian akan,,
rangkaianrangkaian
rana wa u engan persamaan erens arana wa u engan persamaan erens a ranah frekuensi dengan Transformasi Fourrierranah frekuensi dengan Transformasi Fourrier
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
7/41
--
RC pada alur sinyal data rangkaian digitalRC pada alur sinyal data rangkaian digital
OrdeOrde--22 Mekanis pada Shock BreakerMekanis pada Shock Breaker
RCLRCL
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
8/41
=
KVLv
i R L
V = i R + L di/dt
+i
o us umum
i(t) = A + B exp(Ct)
Syarat batas
i(0)=0, i(~)=V/R
vL
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
9/41
i(t) = V/R(1-exp(-Lt/R)
vL,i,v i
VV/R
t
0
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
10/41
v iv
VV/R
0
Respons paksa
espons ammenyebabkan transient menentukan keadaanMapan (steady state)
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
11/41
komponen energikomponen energi
dapatdapat memberikan respons resonansi/memberikan respons resonansi/
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
12/41
,,
i=0i=0v
,,
i=0i=0
V i ,, Energi masukEnergi masuk
i naik cepat dani naik cepat danmelambatmelambat
L
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
13/41
Persamaan arus teganganPersamaan arus tegangan vvLL = L di/dt, v= L di/dt, vRR = R i dan V = v= R i dan V = vRR + v+ vLL
V = R i + L di/dtV = R i + L di/dt
V DC (konstan) persamaan diferensial ordeV DC (konstan) persamaan diferensial orde--11 o us umum =o us umum = 11 ++ 22 expexp 33
kondisi batas i(t=0)=0, i(t=kondisi batas i(t=0)=0, i(t=)=V/R)=V/R
-- Respons paksa iRespons paksa iff= V/R= V/R
== --
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
14/41
1
rangkaianrangkaian
vv =L di/dt=L di/dtan
=V exp(=V exp(--Lt/R)Lt/R)
vvRR=R I=R Irus
,tegan
I, vR
vL
== expexp --
== --
a
= R/L= R/L-1 0 1 5 10waktu
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
15/41
t
7/25/2019 Gejala Transien ITB
16/41
ii = C= C dvdvCC//dtdt,, vvRR = R I= R I dandan V =V = vvRR ++ vvCC
== ++
V DC (V DC (konstankonstan)) persamaanpersamaan diferensialdiferensial ordeorde--11
SolusiSolusi umumumum vvCC = K= K + K+ K exp(Kexp(K t)t) kondisikondisi batasbatas vvCC(t=0)=0,(t=0)=0, vvCC(t=(t=)=V)=V
ResponsRespons lengkaplengkap vvCC = V= V V exp(V exp(--t/CR)t/CR)
ResponsRespons paksapaksa VVff= V= V ResponsRespons naturalnatural vvnn = V exp(= V exp(--t/RC)t/RC)
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
17/41
Tegangan padaTegangan pada
ran kaianran kaiann
vvRR=V exp(=V exp(--t/CR)t/CR)
vvCC=V(1=V(1exp(exp(--t/CR))t/CR))us,tegang
vC
I, vR
vvCC=V(1=V(1exp(exp(--t/t/))))
ar
=RC=RC0-1 0 1 5 10waktu
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
18/41
i(t) = i(i(t) = i() + [i(0)) + [i(0) i(i()] e)] e--t/t/
esaran eganganesaran egangan
v(t) = v(v(t) = v() + [v(0)) + [v(0) v(v()] e)] e--t/t/
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
19/41
--
--
dv/dt = V/dv/dt = V/ exp(exp(--t/t/))
V
t=0t=0
00 t
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
20/41
vR t
7/25/2019 Gejala Transien ITB
21/41
Konversi TheveninKonversi Thevenin--Norton memudahkanNorton memudahkan
mencari vmencari voo, dengan KCL, dengan KCL
V/R = vV/R = voo R + LR + L 00 vvoo dt + C dvdt + C dvoo dtdt
V/RR L C
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
22/41
V/R =V/R = vvoo/R + L/R + L 00tt vvoo dtdt + C+ C dvdvoo//dtdt
HasilHasil d/d/dtdt
== 22 22 oo oo oo
-- ,,
underdamped:underdamped:
==
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011oo
7/25/2019 Gejala Transien ITB
23/41
1
0
tegangan vo
-1
arus iCarus iL
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
24/41
Membaca Time ConstantMembaca Time Constant
pada Osiloskoppada Osiloskop
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
25/41
KurvaKurva men ikutimen ikuti fun sifun si
naiknaik (merah utuh)(merah utuh)v=v=VVmm(1(1--exp(exp(--t/t/))))
Kurva mengikuti fungsiKurva mengikuti fungsi
turun/ decayturun/ decay (merah(merah
utusutus-- utusutus
v=v=VVmm exp(exp(--t/t/))
BagaimanaBagaimana mengukurmengukur//
Vm
menghitungmenghitung ??
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
26/41
KurvaKurva men ikutimen ikuti fun sifun si
v=v=VVmm(1(1--exp(exp(--t/t/)))) SlopeSlope
dvdv//dtdt==VVmm// exp(exp(--t/t/))
PadaPada t=0t=0dvdv//dtdt==VVmm//
Idem untuk fungsi turunIdem untuk fungsi turun
m
padapada osiloskoposiloskop
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
27/41
Cara 2: Gunakan Titik dalamCara 2: Gunakan Titik dalam
KurvaKurva KurvaKurva men ikutimen ikuti fun sifun si
v=v=VVmm(1(1--exp(exp(--t/t/)))) PadaPada t=tt=t00
vv00==VVmm(1(1--exp(exp(--tt00//))))
-- --00 00 mm
Untuk osilosko analoUntuk osilosko analo
m
V0
ssukarukar membacamembaca VV00 VVmmdan tdan too dengan telitidengan teliti
t0
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
28/41
Cara 2: Gunakan titik dalamCara 2: Gunakan titik dalam
KurvaKurva PadaPada osiloskop digitalosiloskop digital gunakan SINGLE sweep pada TRIGGER,gunakan SINGLE sweep pada TRIGGER,
kenudian manfaatkan kursor untuk menentukankenudian manfaatkan kursor untuk menentukan tt00 VV00 dandan VVmmntuntu
Untuk fungsi tegangan naikUntuk fungsi tegangan naik Perhatikan gambar, garismenun ukkan letak kursor
untuk menentukan t,V1 dan V2
V1
o
Vm = V1
V20 2
=-t0/ln(1-v0/Vm)
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011t
7/25/2019 Gejala Transien ITB
29/41
Cara 2: Gunakan titik dalamCara 2: Gunakan titik dalam
KurvaKurva PadaPada osiloskop digitalosiloskop digital gunakan SINGLE sweep pada TRIGGER,gunakan SINGLE sweep pada TRIGGER,
kenudian manfaatkan kursor untuk menentukankenudian manfaatkan kursor untuk menentukan tt00 VV00 dandan VVmm
Untuk fungsi tegangan naikUntuk fungsi tegangan naik
letak kursor
to = t
V1 V2
Vm = V1
=
=-t0/ln(1-v0/Vm)
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011t
7/25/2019 Gejala Transien ITB
30/41
Cara 3:Cara 3: GunakanGunakan TitikTitik dalamdalam PlotPlot
KurvaKurva TerskalaTerskala (os loskop analog)(os loskop analog)
Agar vAgar v00//VVmm,, misalnyamisalnya 4/5,4/5,terkalibrasi,terkalibrasi, Vo tidak pada garistidak pada garis
mudahmudah dibacadibaca gunakangunakan skalaskala
vertikalvertikal (V)(V) taktak terkalibrasiterkalibrasi dandanletakkanletakkan vv00 padapada titiktitik temutemu
kurvakurva dengandengan garisgaris bertandabertanda
ukurukur (tick)(tick)
==--tt00//lnln(1(1--vv00//VVmm))VmV0
taktak terkalibrasiterkalibrasi,, Vm dandan Vo tepattepat
padapada garisgaris, swing, swing padapada sejumlahsejumlah nn
skalaskala divisidivisi
t0 untukuntuk vv00//VVmm =4/5=4/5 makamaka =t=t00/1.61/1.61
t0 mudahmudah dibacadibaca karenakarena padapada garisgarisyangyang memilikimemiliki ticktick
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
31/41
Cara 3: Gunakan Titik dalamCara 3: Gunakan Titik dalam
Kurva TerskalaKurva Terskala
hingga indikator merah menyala dan putarhingga indikator merah menyala dan putartombol tersebut sesuai skala yang diinginkantombol tersebut sesuai skala yang diinginkan
KeuntunganKeuntungan
MudahMudah dilakukandilakukan PerhitunganPerhitungan menjadimenjadi sederhanasederhana
CatatanCatatan::
SkalaSkala waktuwaktu harusharus tetaptetap dalamdalam kondisikondisiterkalibrasiterkalibrasi
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
32/41
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
33/41
R1 R2
v
5V-
v
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
34/41
V
C1 C2
-L
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
35/41
Men unakan analo switchMen unakan analo switch
CMOS, RCMOS, RONON=80=80,, Pmaks=200mWPmaks=200mW Menggunakan resistor proteksi untuk switchMenggunakan resistor proteksi untuk switchsc argesc arge
Induktor 2.5mH dengan resistansi 50Induktor 2.5mH dengan resistansi 50 on ro sw c engan m ro on ro er on ro sw c engan m ro on ro er
t0 sd t1 discharge C1, C2t0 sd t1 discharge C1, C2
, ,, ,
t2 sd t3 swicth ke R2 ON, lainnya OFF, discharge C1t2 sd t3 swicth ke R2 ON, lainnya OFF, discharge C1ke C2 atau LC tank LC2ke C2 atau LC tank LC2
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
36/41
--
CC22 diisi dari Cdiisi dari C11 melalui Rmelalui R22
R1 R2
+V
C1 C2 L
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
37/41
--
LC Tank LCLC Tank LC22 didi--supply Csupply C11 melalui Rmelalui R22
R1 R2
+V
C1 C2 L
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
38/41
Sin alSin al kontrolkontrol switchswitch bukanbukan untukuntuk dianalisisdianalisis
Salah satu hasil yang diharapkan pada praktikan adalahSalah satu hasil yang diharapkan pada praktikan adalahkemampuan membaca konstanta waktu dari kurvakemampuan membaca konstanta waktu dari kurva
rans en .rans en .
Konstanta waktu harus diukur saat praktikum denganKonstanta waktu harus diukur saat praktikum dengan
cara an telah diberikan. Pada ercobaan ini tidakcara an telah diberikan. Pada ercobaan ini tidakdiperkenankan menggunakan foto tampilan osiloskop.diperkenankan menggunakan foto tampilan osiloskop.
Pada BCL hanya dicatat bentuk kasar pola sinyal saatPada BCL hanya dicatat bentuk kasar pola sinyal saat
rans en , n a egangan awa an a r, ser a ons an arans en , n a egangan awa an a r, ser a ons an awaktu hasil pengamatan.waktu hasil pengamatan.
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
39/41
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
40/41
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
7/25/2019 Gejala Transien ITB
41/41
Selamat MelakukanSelamat MelakukanPercobaanPercobaan
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
Recommended