Upload
ekrar-winata
View
422
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
l
Citation preview
LAPORANPRAKTIKUM
RANGKAIANSERIRLC
Oleh
NAMA :ABDULSALIM
NPM :A1E008018
NAMAASISTEN :SRIWAHTUWIDYANINGSIH
NPMASISTEN :A1E007012S
DOESNPEMBIMBING :DEDYHAMDANI,Msi.
PROGRAMSTUDIPENDIDIKANFISIKA
FAKULTASKEGURUANDANILMUPENDIDIKAN
UNIVERSITASBENGKULU
2009
I. Judul: Rangkaian Seri R-L-C
II. Tujuan Percobaan: Mempelajari sifat tegangan bolak-balik pada rangkaian seri
hambatan (R),kumparan (L),dan kapasitas (C).
III. Landasan Teori: Tegangan bolak balik adalah tegangan listrik yang berubah tanda
secara berulang. Tegangan bolak balik juda disebut tegangan ac
(alternating current). Listrik PLN menggunakan tegangan bolak balik
berbentuk gelombang sinusoida. Isyarat dalam elektronika banyak berupa
tegangan bolak balik, dengan berbagai bentuk gelombang. Akan tetapi
bentuk gelombang yang paling dasar adalah bentuk sinusoida, oleh karena
menurut dalil Fourier menggunakan bentuk gelombang dapat diuraikan
dalam deret Fourier menggunakan bentuk gelombang sinusoida.
(Elektronika :1985: )
Sebuah tegangan tetap, ( )sv t , dan kita hubungkan dengan suatu rangkaian yang terdiri dari suatu hambatan R, Induktansi L, dan suatu
kapasitor C yang dihubungkan seri seperti pada percobaan ini disusun
secara seri. Dari sini kit adapt menghitung arus yang mengalir. Arus
,sVIZ
= dengan Vs adalah tegangan kompleks sumber Impedansi
1Z R j L R j Lj C C
= + + = +
1 , mempunyai modulus (besar):
22 1Z Z R L
L = = +
sehingga
2
2 1sVI
R LC
=
+
Tegangan elektik dapat diberikan oleh persamaan sinmV V t= dan arus didalam rangkaian tersebut mempunyai bentuk yang diperlihatkan
oleh persamaan ( )sinmi i t = L
dari rangkaian teorema simapal terhadap
rangkaian R,L, C menghasilkan persamaan R CV V V V= + + . Untuk VR sefase dengan arus, Vc terbelakang terhadap arus selama seperemp[at
siklus dan VL dan mendahului arus selama seperempat siklus. Untuk
mencari V dari rangkaian R, L, dan C. kita telah membentuk fasor VL,m
Vc. fasor ini tegak lurus terhadap VR dan kita peroleh
( )( ) ( )
( )
22
2 2
22
atau
=
=
m R L C
m m L m C
m L C
V V V V
i R i X i X
i R X X
= + +
+ (Fisika:1998:488)
Sebuah penghantar dalam rangkaian arus bolak-balik memiliki
hambatan, reaktansi induktif, dan reaktansi capasitif. Untuk
menyederhanakan permasalahan, kita tinjau rangkaian arus bolak-balik
yang didalamnya tersusun resistor R, kumparan R, kumparan induktif L
dan capasitor C.
Menurut hukum ohm, tegangan antara ujung-ujung rangkaian :
V = VR + VL + VC
Ada tiga kemungkinan yang bersangkutan dengan rangkaian RLC
seri yaitu
1. Bila XL>XC atau VL>VC, maka rangkaian bersifat induktif.
2. Bila XL
VR = Im R sin t = VmR sin t
VL = Im XL sin (t + 900) = VmL sin (t + 900)
VC = Im XC sin (t 900) = VmC sin (t 900)
Tegangan antara ujung ujung rangkaian RLC, yaitu VAB = V adalah jumlah
fasor antara VR, VL, VC. Penjumlahan fasor tersebut menghasilkan besar
tegangan total, yaitu V = V2R + (VL VC )2
Impedansi Rangkaian ( Z) Z = R2 + (xL xC )2
V L = I. XL VC = I. XC
Sudut fase
VR
VC
Sifat rangkaian
Jika XL > XC, bersifat induktif, I tertinggal dari tegangan sebesar , yaitu 0> > /2
Jika XL < XC, bersifat kapasitif, I mendahului tegangan sebesar , yaitu 0
IV. Alat dan Bahan: Alat dan bahan yang digunakan untuk mempelajari sifat tegangan
bolak-balik pada rangkaian seri hambatan (R),kumparan (L),dan
kapasitas (C).
N0 Nama Alat Jumlah
1 Kumparan 1000 lilitan 1
2 Hambatan tetap 10 k 1
3 Kapasitor 1F 1
4 Papan rangkaian 1
5 Jembatan penghubung 1
6 Inti besi 1
7 Saklar 1 kutub 1
8 Kabel penghubung merah 2
9 Kabel penghubung hitam 2
10 Multimeter 1
11 Audio generator 1
V. Persiapan Percobaan:
a. Persiapan percobaan 1. Dipersiapkan peralatan atau komponen sesuai dengan daftar
alat dan bahan
2. Dibuat rangkaian seperti gambar rangkaian
Saklar dibuat terbuka
Inti besi dimasukkan ke dalam kumparan
Resistor, Kumparan dan Kapasitor disusun seri
Dihubungkan multimeter sebagai voltmeter dengan batas ukur
10V AC
3. Dihubungkan audio generator ke sumber tegngan (alat masih
dalam keadaan off)
Dipilih skala tegangan 10 x 10 mVp-pDipilih bentuk gelombang sinusoidal
Dipilih frekuensi awal 100 Hz
4. Dihubungkan rangkaian ke audio generator
5. Diperiksa kembali rangkaian
b. Langkah percobaan 1. Dihidupkan audio generator (on).
2. Ditutup saklar S (posisi 1), dibaca VR ( tegangan hambatan )
pada voltmeter,dicatat hasilnya.
3. Dibuka saklar S (posisi 0), kemudian dipindahkan voltmeter ke
titik B dan D untuk mengukur tegangan kumparan.
4. Ditutup saklar S (posisi 1), dibaca VL ( tegangan kumparan )
dan dicatat hasilnya.
5. Dibuka saklar S (posisi 0), kemudian dipindahkan voltmeter ke
titik D dan E untuk mengukur tegangan kapasitor.
6. Ditutup saklar S (posisi 1), dibaca VC ( tegangan kapasitor )
dan dicatat hasilnya.
7. Dibuka saklar S (posisi 0), kemudian dipindahkan voltmeter ke
titik A dan E untuk mengukur tegangan rangkaian.
8. Ditutup saklar S (posisi 1), dibaca Vtot ( tegangan seluruh
rangkaian ) dan dicatat hasilnya.
9. Diulangi langkah 2-8 sampai frekuensi 500 dan 1000 Hz.
VI. Hasil Pengamatan: Hasil pengamatan yang di peroleh dari mempelajari sifat tegangan
bolak-balik pada rangkaian seri hambatan (R),kumparan (L),dan
kapasitas (C).
a. Data hasil pengamatan
f
(Hz)
Tegangan
resistor
VR
Tegangan
kumparan
VL
Tegangan
kapasitor
VC
Tegangan
total Vtot
100 0 0 3,8 3,8 3,8
500 0 0 5,8 6,0 5,8
1000 0 0 6,8 6,8 6,8
b. Gambar rangkaian
8
6
4
3
2
1
1011
5
7
9
Gambar rangkaian menghitung tegangan kumparan
Ket
1. Audio generator 7. Papan rangkaian
2. Kabel penghubung hitam 8. Multimeter
3. Kabel penghubung merah 9. Hambatan tetap 10 k
4. Kumparan 1000 lilitan 10. Kapasitor 1F
5. Saklar 1 kutub 11. Inti besi
6. Jembatan penghubung
c. Pembahasan
Pada percobaan dilakukan untuk mengukur tegangan pada
rangkaian seri R-L-C. Tegangan yang diukur yaitu tegangan resistor,
tegangan kumparan VL, tegangan kapasitor VC, serta mengukur
tegangan total dari rangkaian. Berdasarkan hasil percobaan telah
didapatkan sebuah hasil sesuai dengan rangkaian yang telah dipasang
pratikan sehingga hasil yang didapat dimasukkan kedalam tabel
pengamatan dan laporan semantara, hasil ini di ukur dengan
menggunakan multimeter. Untuk tegangan total diukur langsung di
dalam rangkaian yang sudah di pasang sedangkan untuk tegangan yang
disesuaikan dengan hasil VR, VC, VL dihitung dengan menggunakan
persamaan ( )22R L CV V V+ . 1. Untuk frekuensi 100 Hz, dengan VR = 0, VL = 0, dan VC = 3,8
( ) ( ) ( ) 8,38,300 2222 =+=+ CLR VVV 2. Untuk frekuensi 100 Hz, dengan VR = 0, VL = 0, dan VC = 5,8
( ) ( ) ( ) 8,58,500 2222 =+=+ CLR VVV 3. Untuk frekuensi 100 Hz, dengan VR = 0, VL = 0, dan VC = 6,8
( ) ( ) ( ) 8,68,500 2222 =+=+ CLR VVV Dari data hasil percobaan hasil tegangan totalyamg di peroleh
dengan menggukan rumus ada tang berbeda dengan data hasil
percobaan pada rangkaian ketika percobaan berlangsung. Tegangan
hambatan dan tegangan kumparan diperoleh nol, ini mungkin karena
kesalahan praktikan dan bisa juga karena alat yang di gunakan tidak
bagus lagi.
Untuk frekuensi 100 Hz tegangan total yang di dapat dari
percobaan rangkaian R-L-C yakni 3,8 V. Sedangkan tegangan yang
didapat dari hitungan dengan mengtgunakan rumus juga 3,8.
Kebenaran ini bisa saja saja terjadi karena ketelitian dalam melakukan
praktikum dan juaga bisa karena kesalahan pembaca skala.
Untuk frekuensi 500 Hz tegangan total yang didapat dari
rangkaian RLC, yakni 6,0 V sedangkan tegangan pada hasil
perhitungan VR, VL, VC yakni 5,8 V sehingga didapatkan selisih dari
kedua tegangan tersebut yaitu sebesar 0,2 V.
Untuk frekuensi 1000 Hz tegangan total yang didapat dari
rangkaian RLC yakni 6,8 V sedangkan tegangan yang didapat dari
hitungan VR, VL, VC juga 6,8V.
VII. Kesimpulan dan Saran: a. Kesimpulan
Dari hasil pengamatan dan pembahasan yang di peroleh tenteng
mempelajari sifat tegangan bolak-balik pada rangkaian seri hambatan
(R),kumparan (L),dan kapasitas (C) sehingga dapat disimpulkan
bahwa semakin besar frekuensi ( Hz )yang di berikan pada rangtkaian
maka semakin besar pula tegangan (V) yang di hasilkan.
b. Saran
Pada saat melakukan praktikum peraktikan harus memperhatikan
rangkaian sehingga pada saat pengukuran menggunakan multimeter
atau sejenisnya tidak terjadi kesalahan pada saat pengukuran sehingga
sesuai dengan hasil yang prosedur yang sudah ditentukan pada buku
penuntun.
VIII. Dafar Pustaka
Halliday, David. 1988. Fisika. Erlangga : Jakarta
Sutanto. 1994. Rangkaian Elektronika (Analog). Fak.Teknik UI :
Jakarta
Sutrisno.1985. Elektronika. ITB : Bandung
http://www.google.co.id/search?hl=id&source=hp&q=sifat+tegangan+
ac+pada+hambatan+seri+RLC&btnG
http://fisikadasar.mofuse.mobi/?page=show&type=item&id