1 PETUNJUK PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I Oleh: Tim Dosen Pengampu Praktikum ELektronika Dasar 1 (Laboratorium Fisika Prodi Fisika) JURUSAN FISIKA FAKULTAS SAINTEK UIN WALISONGO SEMARANG 2018
1
PETUNJUK PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA DASAR I
Oleh:
Tim Dosen Pengampu Praktikum ELektronika Dasar 1
(Laboratorium Fisika Prodi Fisika)
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINTEK UIN WALISONGO
SEMARANG 2018
2
PRAKATA
Buku Petunjuk Praktikum Elektronika Dasar 1 disusun untuk digunakan sebagai petunjuk Praktikum
Elektronika Dasar 1. Meskipun kelihatannya sederhana, buku panduan praktikum ini mempertimbangkan
materi kuliah dan kemampuan praktikan sehingga pelaksanaan praktikumnya mudah dan berkualitas.
Sebelum melakukan praktikum, mahasiswa harus sudah memahami materi praktikum sehingga
dapat merencanakan data-data yang akan diambil, menggunakan kertas millimeter untuk grafik, dan alat
tulis atau gambar yang lengkap.
Praktikum secara lengkap meliputi merangkai alat, melakukan pengamatan dan pengukuran.
Sedangkan laporan lengkap berisi pengolahan data dan analisis percobaan harus diserahkan satu minggu
setelah praktikum untuk bisa mengikuti praktikum selanjutnya.
Demikian kata pengantar dari kami, semoga buku panduan ini bermanfaat dan menambah
pengetahuan serta ketrampilan, terima kasih.
Semarang, September 2018
Tim Penyusun
3
DAFTAR ISI
Cover ………………………………………… 1
Kata pengantar ………………………………………… 2
Daftar isi ………………………………………… 3
Praktikum 1 : Teori Thevenin dan Norton ………………………………………… 4
Praktikum 2 : Rangkaian AC ………………………………………… 7
Praktikum 3 : Dioda I ………………………………………… 13
Praktikum 4 : Dioda II ………………………………………… 17
Praktikum 5 : Kapasitor I ………………………………………… 21
Praktikum 6 : Kapasitor II ………………………………………… 28
Praktikum 7 : Catu Daya ………………………………………… 30
4
PRAKTIKUM I
TEORI THEVENIN DAN NORTON
Tujuan Percobaan
Mengubah suatu rangkaian ke dalam bentuk rangkaian ekivalen Thevenin dan Norton
Dasar Teori
Menurut Theori Thevenin, sembarang rangkaian linier dengan dua ujung terbuka seperti
terlihat pada Gambar 1.1.a (sebut sebagai rangkaian asli), dapat digantikan dengan sumber
tegangan yang diseri dengan suatu resistor seperti terlihat pada Gambar 1.1.b (sebut
sebagai rangkaian ekivalen Thevenin).
Gambar 1.1. a. Rangkaian asli, b. Rangkaian ekivalen Thevenin
VTH = tegangan terbuka yang ada pada ujung terbuka rangkaian asli, sedangkan
RTH = resistansi/impedansi antara ujung terbuka rangkaian asli, dimana semua sumber internal
dibuat berharga nol (sumber tegangan diganti short circuit, sumber arus diganti open circuit).
Menurut Theori Norton, sembarang rangkaian linier dengan dua ujung terbuka seperti
terlihat pada Gambar 1.2.a (sebut sebagai rangkaian asli), dapat digantikan dengan sumber arus
yang diparalel dengan suatu resistor seperti terlihat pada Gambar 1.2.b (sebut sebagai rangkaian
ekivalen Norton).
5
Gambar 1.2. a. Rangkaian asli, b. Rangkaian ekivalen Norton
IN = arus yang mengalir melalui ujung terbuka rangkaian asli jika kedua ujung tersebut
dihubung singkat, sedangkan RN = resistansi/impedansi antara ujung terbuka rangkaian asli,
dimana semua sumber internal dibuat berharga nol (sumber tegangan diganti short circuit,
sumber arus diganti open circuit).
Dengan demikian diperoleh hubungan antara rangkaian ekivalen Thevenin dan Norton
sebagai berikut :
Dan
Kegiatan Praktikum
1. Susunlah rangkaian percobaan Gambar 1.3.
2. Tentukan VTH dan VN dengan cara mengukur tegangan terbuka antara ujung A dan B
3. Tentukan ITH dan IN dengan cara mengukur arus yang mengalir jika A dan B dihubung
singkat.
4. Tentukan RTH dan RN dengan cara mengukur resistansi antara A dan B dimana sumber
tegangan diganti hubung singkat, sumber arus diganti hubung buka.
5. Bandingkan hasil pengukuran tsb dengan hasil perhitungan.
6. Ulangi langkah 1 s.d 6 untuk rangkaian percobaan Gambar 1.4.
6
NB. Agar tidak merusakkan multimeter, dalam menggunakan multimeter gunakan batas ukur yang
paling besar dulu, baru jika tidak ada kesalahan polaritas dan batas ukur tidak dilampau, batas
ukur diperkecil.
Gambar 1.3. Rangkaian percobaan ke 1
Gambar 1.4. Rangkaian percobaan ke 2
7
PRAKTIKUM II
RANGKAIAN AC
Tujuan Percobaan:
Mengetahui sifat dan karakteristik dari bentuk isyarat rangkaian AC
Mengetahui dan memahami rangkaian RL seri, RC Seri, dan RLC Seri
Mengetahui dan memahami resonansi pada rangkaian RLC
Mengetahui dan memahami tentang daya listris pada rangkaian AC Seri
Dasar teori:
Arus bolak-balik merupakan aliran muatan listrik positif pada konduktor yang arah
alirannya berubah terhadap waktu. Sumber dari arus bolak balik ini biasanya disebut tenaga gerak
listrik (tgl) dan ada pula yang menyebutnya (ggl). Ggl ini berlambang, dan memiliki satuan volt
(V). tegangan AC tidak mengenal kutub positif dan negatif karena polaritas kutub-kutubnya
berubah terhadap waktu, sehingga dapat dilihat bahwa arus yang dipasok ke rumah-rumah dan
kantor-kantor oleh perusahaan listrik sebenarnya adalah AC untuk seluruh dunia. Gambaran
gelombang AC dan tegangan AC dapat diperhatikan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Gelombang arus dan tegangan AC
Tegangan yang dihasilkan oleh suatu generator listrik berbentuk sinusoidal dengan demikian arus
yang dihasilkan pun sinusoidal. Tegangan dapat dituliskan berdasarkan fungsi waktu seperti :
Rangkaian RC Seri
Rangkaian ini terdiri dari suatu resistansi murni (R) dan Kapasistif murni (C) yang terhubung
dalam sebuah rangkaian AC, seperti yang terlihat pada Gambar 2.2.
8
Gambar 2.2. Rangkaian RC seri
Arus yang mengalir pada resistor dan kapasitor sama, sehingga arus digunakan sebagai referensi.
Antara tegangan resistor VR dan tegangan kapasitor VC terpisah sejauh 900 atau dengan kata lain
arus mendahului 900 terhadap tegangannya seperti terlihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Perbandingan vektor Arus (I), VR dan VC pada rangkaian RC seri
Dari Gambar 2.3 didapatkan tegangan (V) sebagai berikut :
√
(
)
Sehingga, didapatkan nilai tegangan :
√
Sedangkan arus yang didapatkan dari persamaan sebelumnya,
√
Nilai Z adalah nilai impedansi yang didapatkan dari nilai resistansi dan reaktansi kapasitif (XC ).
Hubungan nilai antara impedansi, resistansi dan kapasitif diperlihatkan seperti pada Gambar 2.4.
9
Gambar 2.4. Diagram phasor untuk nilai resistansi, impedansi, dan reaktansi kapasitif pada
rangkaian RC Seri
Rangkaian RL Seri
Rangkaian ini terdiri dari suatu resistansi murni (R) dan induktif murni (L) yang terhubung dalam
sebuah rangkaian AC, seperti yang terlihat pada Gambar 2.5.
Gambar 3.5. Rangkaian RL seri
Arus yang mengalir pada resistor dan Induktor sama, sedangkan antara tegangan resistor VR dan
tegangan induktor VL terpisah sejauh 900 atau dengan kata lain arus tertinggal 90
0 terhadap
tegangannya seperti terlihat pada Gambar 3.6.
Gambar 2.6. Perbandingan vektor Arus (I), VR dan VC pada rangkaian RL seri
Dari Gambar 2.6 didapatkan tegangan (V) sebagai berikut :
√
(
)
Sehingga, didapatkan nilai tegangan :
10
√
Sedangkan arus yang didapatkan dari persamaan sebelumnya,
√
Nilai Z adalah nilai impedansi yang didapatkan dari nilai resistansi dan reaktansi kapasitif (XC ).
Hubungan nilai antara impedansi, resistansi dan kapasitif diperlihatkan seperti pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7. Diagram phasor untuk nilai resistansi, impedansi, dan reaktansi kapasitif pada
rangkaian RL Seri
Rangkaian RLC Seri
Rangkaian ini terdiri dari suatu resistansi murni (R), induktif murni (L), dan juga beban kapasitif
(C) yang terhubung dalam sebuah rangkaian AC. Arus yang mengalir pada resistor, induktor, dan
kapasitor besar nilainya sama, sedangkan antara besar nilai tegangan resistor VR , tegangan
induktor VL dan tegangan kapasitor VC berbeda.
Gambar 2.8. Diagram phasor untuk nilai V pada rangkaian RLC Seri
Berdasarkan Gambar 2.8, untuk mendapatkan tegangan (V) dari rangkaian RLC ini yaitu:
√
(
)
Sehingga, didapatkan nilai arus yang mengalir sebagai berikut :
11
√
Nilai Z adalah nilai impedansi yang didapatkan dari nilai resistansi , reaktansi induktif (XL), dan
reaktansi kapasitif (XC ). Hubungan nilai antara impedansi, resistansi, reaktansi induktif, dan
reaktansi kapasitif diperlihatkan seperti pada Gambar 2.9.
Gambar 2.9. Diagram phasor untuk nilai resistansi, impedansi, reaktansi induktif ,dan reaktansi
kapasitif pada rangkaian RLC Seri
Kegiatan Praktikum:
Percobaan 1: Rangkaian R, L, C
Gambar 2.10. Rangkaian R, C dan L
1. Rangkailah seperti Gambar 2.10, dengan nilai resistor 1KΩ, Induktor 2.5mH, dan
Kapasitor 0.01 µF
2. Siapkan Osiloskop, Nyalakan AFG
3. Atur tegangan awal keluaran AFG pada 3 volt, dengan memperhatikan multimeter
4. Usahakan tegangan V dipertahankan konstan pada 5 volt
5. Atur Frekuensi AFG pada 10 KHz
6. Catat nilai parameter yang ditunjukkan alat ukur IR, IC, IL, VR, VC , dan VL
7. Ulangi langkah 5 sampai 6, dengan variasi frekuensi.
12
Percobaan 2 : Rangkaian RL, RC dan LC
Gambar 2.11. Rangkaian RL, RC dan LC
1. Rangkailah seperti Gambar 2.11 dengan nilai resistor 1KΩ, Induktor 2.5mH, dan
Kapasitor 0.01 µF
2. Siapkan Osiloskop , Nyalakan AFG
3. Atur tegangan awal keluaran AFG pada 3 volt, dengan memperhatikan multimeter
4. Usahakan tegangan V dipertahankan konstan pada 5 volt
5. Atur Frekuensi AFG pada 10 KHz
6. Catat nilai parameter yang ditunjukkan alat ukur IR, IC, IL, VR, VC , dan VL
7. Ulangi langkah 5 sampai 6, dengan variasi frekuensi.
Percobaan 3 : Rangkaian RLC
Gambar 2.12. Rangkaian RLC
1. Rangkailah seperti Gambar 2.12 dengan nilai resistor 1KΩ, Induktor 2.5mH, dan
Kapasitor 0.01 µF
2. Siapkan Osiloskop, Nyalakan AFG
3. Atur tegangan awal keluaran AFG pada 3 volt, dengan memperhatikan multimeter
4. Usahakan tegangan V dipertahankan konstan pada 5 volt
5. Atur Frekuensi AFG pada 10 KHz
6. Catat nilai parameter yang ditunjukkan alat ukur IR, IC, IL, VR, VC , dan VL
7. Ulangi langkah 5 sampai 6, dengan variasi frekuensi.
13
PRAKTIKUM III
DIODE I
Tujuan Percobaan:
Dapat menentukan kutub anoda dan katoda diode
Dapat mengetes kondisi diode
Dapat mengetahui karakteristik dan fungsi diode sebagai penyearah bias maju dan bias mundur
Dapat mengamati, memahami bentuk gelombang AC serta menentukan tegangan efektif
Dasar teori:
Dioda merupakan komponen aktif yang terbuat dari semikonduktor. Komponen aktif
artinya komponen yang hanya dapat bekerja jika mendapat tegangan awal. Jika bagian dari
semikonduktor tipe-P disambungkan dengan bagian semikonduktor tipe-N, ternyata bahwa
sambungan yang terbentuk akan mengalir arus searah dengan mudah dalam satu arah, tetapi akan
memberikan tahanan yang cukup besar dalam arah yang berbalikan. Alat semikonduktor dua
elektroda tipe-P dan tipe-N disebut diode. Jadi, diode hanya menghantarkan arus dengan mudah
dalam satu arah, arah kedepan (bias maju). Simbol diode dan contoh-contoh diode dapat dilihat
pada Gambar 3.1 dan Gambar 3.2.
Gambar 3.1. Simbol dan kutub diode
Gambar 3.2. Macam-macam diode
14
Dioda yang ada di pasaran adalah diode silicon atau germanium dengan arus dari beberapa
mili ampere sampai beberapa ratus ampere dan tegangan hingga ribuan volt.Karakteristik dari
diode dapat ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Karakteristik bias maju dan bias mundur diode
Kegiatan Praktikum:
Percobaan 1: Penyearah bias maju
Gambar 3.4. Rangkaian diode sebagai penyearah bias maju
Langkah kerja:
1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 3.4
2. Nyalakan sumber tegangan.
3. Naikkan tegangan V.Adj dari 0 Volt hingga 6 volt.
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
D D
C C
B B
A A
Title
Number Revis ionSize
B
Date: 9 /25/2011 Sheet of
Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda.SCHD OCDraw n By:
Dioda
IN 4002
0 - 6 Volt
V. Ad j
Amperemeter
I
Vo ltmeter
V
1K
R
A+ -
+ -V
+ -
A K
Dioda
IN 4002
0 - 12 V olt
V. Ad j
Amperemeter
I
Vo ltmeter
V
100
R
A+ -
+ -V
AK
+ -
15
4. Catatlah perubahan tegangan dan arus pada voltmeter dan amperemeter untuk setiap
kenaikan V.Adj sebesar ±0,1 Volt.
Percobaan 2: Penyearah bias mundur
Gambar 3.5. Rangkaian diode sebagai penyearah bias mundur
Langkah kerja:
1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 3.5
2. Nyalakan sumber tegangan.
3. Naikkan tegangan V.Adj dari 0 Volt hingga 6 volt.
4. Catatlah perubahan tegangan dan arus pada voltmeter dan amperemeter untuk setiap
kenaikan V.Adj sebesar ±0,1 Volt.
Percobaan 3: Mengamati bentuk gelombang AC dan menentukan tegangan efektif
Gambar 3.5. Rangkaian diode sebagai penyearah bias mundur
Langkah kerja:
1. Buatlah rangkaian seperti gambar.
2. Nyalakan sumber tegangan transformator.
3. Nyalakan Osiloskop.
4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok.
5. Catatlah Volt/div dan Time/div pada osiloskop
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
D D
C C
B B
A A
Title
Number Revis ionSize
B
Date: 9 /25/2011 Sheet of
Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda.SCHD OCDraw n By:
Dioda
IN 4002
0 - 6 Volt
V. Ad j
Amperemeter
I
Vo ltmeter
V
1K
R
A+ -
+ -V
+ -
A K
Dioda
IN 4002
0 - 12 V olt
V. Ad j
Amperemeter
I
Vo ltmeter
V
100
R
A+ -
+ -V
AK
+ -
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
D D
C C
B B
A A
Title
Number Revis ionSize
B
Date: 9 /25/2011 Sheet of
Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda rec.SCHD OCDraw n By:
1A / 6 V
Transformator
1 A / 6 V
Transformator
1A / 6 V
Transformator
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
0 V
6 V
1A / 6 V
Transformator
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
0 V
6 V
OSILO SK OP
OSILO SK OPOSILO SK OP
OSILO SK OP
0 V
0 V0 V
0 V
0 V
0 V
6 V
6 V220 V
220 V 220 V
220 V
IN PUT
IN PUT
IN PUT
IN PUT
+
++
+-
-
-
-
100uF / 16 V
16
6. Tentukan besarnya tegangan maksimum dan tegangan efektif dari gelombang.
7. Tentukan besarnya frekuensi gelombang.
8. Ukurlah tegangan dan frekuensi keluaran tranformator menggunakan multitester
digital dan catat hasilnya
9. Lakukan evaluasi dan analisa dengan membandingkan dengan hasil pengukuran
osiloskop dan multitester.
17
PRAKTIKUM IV
DIODE II
Tujuan Percobaan:
Dapat mengamati dan memahami fungsi diode sebagai penyearah gelombang AC dengan diode
tunggal
Dapat mengamati dan memahami fungsi diode sebagai penyearah gelombang AC dengan diode
jembatan
Dapat mengamati dan memahami fungsi diode sebagai penyearah gelombang AC dengan diode
jembatan dan kapasitor
Dasar teori:
Dioda merupakan komponen aktif yang terbuat dari semikonduktor.Komponen aktif
artinya komponen yang hanya dapat bekerja jika mendapat tegangan awal. Jika bagiab dari
semikonduktor tipe-P disambungkan dengan bagian semikonduktor tipe-N, ternyata bahwa
sambungan yang terbentuk akan mengalir arus searah dengan mudah dalam satu arah, tetapi akan
memberikan tahanan yang cukup besar dalam arah yang berbalikan. Alat semikonduktor dua
elektroda tipe-P dan tipe-N disebut diode.Jadi, diode hanya menghantarkan arus dengan mudah
dalam satu arah, arah kedepan (bias maju). Simbol diode dan contoh-contoh diode dapat dilihat
pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2.
Gambar 4.1. Simbol dan kutub diode
18
Gambar 4.2. Macam-macam diode
Diode yang ada dipasaran adalah diode silicon atau germanium dengan arus dari beberapa
mili ampere sampai beberapa ratus ampere dan tegangan hingga ribuan volt. Karakteristik dari
diode dapat ditunjukkan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Karakteristik bias maju dan bias mundur diode.
Kegiatan Praktikum:
Percobaan 1 : Mengamati bentuk gelombang AC setelah diberi penyearah tunggal
Gambar 4.4. Rangkaian penyearah gelombang dengan diode tunggal
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
D D
C C
B B
A A
Title
Number Revis ionSize
B
Date: 9 /25/2011 Sheet of
Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda rec.SCHD OCDraw n By:
1A / 6 V
Transformator
1 A / 6 V
Transformator
1A / 6 V
Transformator
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
0 V
6 V
1A / 6 V
Transformator
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
0 V
6 V
OSILO SK OP
OSILO SK OPOSILO SK OP
OSILO SK OP
0 V
0 V0 V
0 V
0 V
0 V
6 V
6 V220 V
220 V 220 V
220 V
IN PUT
IN PUT
IN PUT
IN PUT
+
++
+-
-
-
-
100uF / 16 V
19
Langkah kerja:
1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.4.
2. Nyalakan sumber tegangan transformator.
3. Nyalakan Osiloskop.
4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok.
5. Tentukan besarnya tegangan maksimum dan tegangan efektif dari gelombang.
6. Ukurlah tegangan keluaran tranformator menggunakan multitester digital dan catat
hasilnya
7. Lakukan evaluasi dan analisa dengan membandingkan dengan hasil pengukuran
osiloskop dan multitester.
Percobaan 2 : Mengamati bentuk gelombang AC setelah diberi penyearah jembatan
Gambar 4.5. Rangkaian penyearah gelombang dengan diode bridge
Langkah kerja:
1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.5.
2. Nyalakan sumber tegangan transformator.
3. Nyalakan Osiloskop.
4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok.
5. Tentukan besarnya tegangan maksimum dan tegangan efektif dari gelombang.
6. Ukurlah tegangan keluaran tranformator menggunakan multitester digital dan catat
hasilnya
7. Lakukan evaluasi dan analisis dengan membandingkan dengan hasil pengukuran
osiloskop dan multitester.
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
D D
C C
B B
A A
Title
Number Revis ionSize
B
Date: 9 /25/2011 Sheet of
Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda rec.SCHD OCDraw n By:
1A / 6 V
Transformator
1 A / 6 V
Transformator
1A / 6 V
Transformator
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
0 V
6 V
1A / 6 V
Transformator
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
0 V
6 V
OSILO SK OP
OSILO SK OPOSILO SK OP
OSILO SK OP
0 V
0 V0 V
0 V
0 V
0 V
6 V
6 V220 V
220 V 220 V
220 V
IN PUT
IN PUT
IN PUT
IN PUT
+
++
+-
-
-
-
100uF / 16 V
20
Percobaan 3: Mengamati bentuk gelombang AC setelah diberi penyearah jembatan dan
kapasitor.
Gambar 4.6. Rangkaian penyearah gelombang dengan diode bridge dan kapasitor
Langkah kerja:
1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.6.
2. Nyalakan sumber tegangan transformator.
3. Nyalakan Osiloskop.
4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok.
5. Ukurlah tegangan keluaran tranformator menggunakan multitester digital dan catat
hasilnya
6. Ulangi dengan menganti nilai kapasitor 100uF / 16 volt menjadi 1000uF/ 25 volt.
7. Lakukan evaluasi dan analisa mengenai pengaruh kapasitor elco pada bentuk dan
besarnya tegangan keluaran.
Keterangan:
Untuk semua percobaan diharapkan berhati-hati dalam pemasangan alat ukur dan komponen,
karena kesalahan pemasangan dapat menyebabkan kerusakan pada alat ukur dan komponen.
Sebelum menyalakan sumber tegangan pada rangkaian mintalah persetujuan dan
pengecekan terlebih dahulu kepada asisten praktikum. Bila asisten telah menyatakan layak
maka praktikan boleh menyalakan sumber tegangan dan bisa memulai mengambil data.
Untuk semua kerusakan alat yang disebabkan kesalahan praktikan yang tidak mendapat
persetujuan asisten terlebih dahulu akanditanggung sepenuhnya oleh praktikan untuk
perbaikan ataupun penggantian komponen alat-alat yang rusak saat praktikum berlangsung.
Untuk semua pengukuran transistor yang menggunakan V.Adj diharapkan mengukur pula
tegangan V.Adj menggunakan multitester apabila tegangan sumber V.Adj tidak dilengkapi
dengan display / penampil tegangan yang akurat.
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
D D
C C
B B
A A
Title
Number Revis ionSize
B
Date: 9 /25/2011 Sheet of
Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda rec.SCHD OCDraw n By:
1A / 6 V
Transformator
1 A / 6 V
Transformator
1A / 6 V
Transformator
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
0 V
6 V
1A / 6 V
Transformator
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
IN 4002
D
0 V
6 V
OSILO SK OP
OSILO SK OPOSILO SK OP
OSILO SK OP
0 V
0 V0 V
0 V
0 V
0 V
6 V
6 V220 V
220 V 220 V
220 V
IN PUT
IN PUT
IN PUT
IN PUT
+
++
+-
-
-
-
100uF / 16 V
21
PRAKTIKUM V
KAPASITOR I
Tujuan Percobaan:
Mengetahui jenis jenis kapasitor.
Mengetahui fungsi kapasitor sebagai penyimpan muatan listrik.
Mengetahui fungsi kapasitor sebagai filter (high pass filter, low pass filter)
Dasar Teori:
Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan
cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Satuan dari kapasitor adalah
Farad (F). Namun Farad adalah satuan yang terlalu besar, sehingga digunakan:
Pikofarad (pF) =
Nanofarad (nF) =
Microfarad ( ) =
Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat
menampung muatan electron. Rumus kapasitor sebagai penyimpan muatan dapat ditulis :
Q = CV
Q = muatan elektron dalam C (coulombs)
C = nilai kapasitansi dalam F (farads)
V = besar tegangan dalam V (volt)
Kapasitansi dari kondensator dapat ditentukan dengan rumus:
C : Kapasitansi
ε0 : permitivitas hampa
εr : permitivitas relatif
A : luas pelat
d :jarak antar pelat/tebal dielektrik
Adapun cara memperbesar kapasitansi kapasitor atau kondensator dengan jalan:
1. Menyusunnya berlapis-lapis.
2. Memperluas permukaan variabel.
3. Memakai bahan dengan daya tembus besar.
22
Berdasarkan kegunaannya kondensator dibagi dalam:
1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)
2. Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco)
3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)
Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya.Untuk lebih
sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan
electrochemical.
1. Kapasitor Electrostatic
Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik
dari keramik, film dan mika.Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk
membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.Tersedia dari besaran pF sampai beberapa uF, yang
biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi.Umumnya kapasitor
kelompok ini adalah non-polar.
2. Kapasitor Electrolytic
Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya
adalah lapisan metal-oksida.Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor
polar dengantanda + dan – di badannya.kapasitor ini dapat memiliki polaritas karena proses
pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif
katoda.
3. Kapasitor Electrochemical
Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini
adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik,
karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil.
Kegunaan kapasitor salah satunya adalah sebagi filter.Filter adalah rangkaian untuk
meneruskan atau menahan sinyal pada daerah frekuensi tertentu. Filter dapat didesain dengan
rangkaian reaktif ( R, C). Atas dasar daerah frekuensinya, filter dibagi menjadi:
1. Low pass filter (melewatkan frekuensi rendah dibawah nilai batas), seperti yang
terlihat pada Gambar 5.1 (a)
2. High pass filter (melewatkan frekuensi tinggi diatas nilai batas), seperti yang
terlihat pada Gambar 5.1 (b)
3. Band pass filter (melewatkan frekuensi antara batas rendah dan tinggi), ), seperti
yang terlihat pada Gambar 5.1 (c)
4. Band rejection filter (melewatkan frekuensi dibawah batas rendah dan diatas
tinggi)
23
Batas frekuensi antara sinyal yang dapat diteruskan dan yang diredam / ditahan disebut dengan
frekuensi cut-off. Frekuensi cut-off dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut:
Dimana:
R: Nilai hambatan
C: Nilai kapasitor
(a) (b)
(c)
Gambar 5.1. (a) Low pass filter, (b) High pass filter, (c) Band pass filter
Kegiatan Praktikum:
Percobaan 1 : Membuktikan fungsi kapasitor sebagai penyimpan muatan listrik
Langkah Kerja:
1. Siapkan kapasitor elco (polar) yang akan dipakai dan multimeter.
2. Atur posisi multimeter pada posisi ohmmeter pada batas 100X, lalu hubungkan sesuai
dengan kutub kapasitor.
3. Perhatikan jarum ketika mengisi.
4. Lepaskan kapasitor tadi, ubah multitester ke posisi voltmeter 10V DC kemudian
hubungkan kembali dengan kapasitor.
5. Perhatikan gerakan jarum ketika mengosongkan isi kapasitor.
6. Ulangi beberapa percobaan ini dengan nilai kapasitor yang berbeda.
7. Catat kembali hasilnya dan lalukan analisa dan evaluasi
1
1
2
2
3
3
4
4
D D
C C
B B
A A
Title
Nu mb er Revis ionSize
A
Date: 9/26 /20 11 Sheet of
File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:
R
R
R
RC
C C
C
1
1
2
2
3
3
4
4
D D
C C
B B
A A
Title
Nu mb er Revis ionSize
A
Date: 9/26 /20 11 Sheet of
File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:
R
R
R
RC
C C
C
1
1
2
2
3
3
4
4
D D
C C
B B
A A
Title
Nu mb er Revis ionSize
A
Date: 9/26 /20 11 Sheet of
File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:
R
R
R
RC
C C
C
24
Percobaan 2 : Low pass filter
Gambar 5.2. Rangkaian Low pass filter
Langkah Kerja:
1. Siapkan generator sinyal (sinus) dan osiloskop
2. Siapkan kapasitor dan resistor yang akan digunakan
3. Mintalah nilai-nilai resistor dan kapasitor yang akan digunakan untuk rangkaian low pass filter
4. Rangkailah kapasitor dan resistor menjadi rangkaian Low Pass Filter seperti pada Gambar 5.2.
5. Aturlah supaya channel 1 pada osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang input dan
channel 2 pada osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang output rangkaian low pass
filter
6. Tentukan frekuensi awal yang akan diukur (f1) Hz
7. Nyalakan semua alat dan catat fekuensi awal dan amplitude pada input dan output
8. Naikkan frekuensinya 2 kali frekuensi semula (f2) dan catat kembali datanya
9. Ulangi percobaan berkali-kali dengan menaikkan nilai frekuensi 2 kali lipat sampai batas yang
ditentukan oleh asisten praktikum.
10. Buatlah grafik respon frekuensinya pada kertas semilog atau boleh juga millimeter blok.
11. Tentukanlah daerah frekuensi cut off (fc) pada grafik low pass filter yang dibuat.
12. Hitunglah frekuensi cut 0ff (fc) dengan menggunakan rumus.
Percobaan 3 : High pass filter
Gambar 5.3. Rangkaian High pass filter
1
1
2
2
3
3
4
4
D D
C C
B B
A A
Title
Nu mb er Revis ionSize
A
Date: 9/26 /20 11 Sheet of
File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:
R
R
R
RC
C C
CINPUT INPUT INPUTOUTPUT OUTPUT OUTPUT
1
1
2
2
3
3
4
4
D D
C C
B B
A A
Title
Nu mb er Revis ionSize
A
Date: 9/26 /20 11 Sheet of
File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:
R
R
R
RC
C C
CINPUT INPUT INPUTOUTPUT OUTPUT OUTPUT
25
Langkah Kerja:
1. Siapkan generator sinyal (sinus) dan osiloskop
2. Siapkan kapasitor dan resistor yang akan digunakan
3. Mintalah nilai-nilai resistor dan kapasitor yang akan digunakan untuk rangkaian high pass
filter
4. Rangkailah kapasitor dan resistor menjadi rangkaian High Pass Filter seperti pada Gambar
5.3.
5. Aturlah supaya channel 1 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang input dan channel
2 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang output rangkaian high pass filter
6. Tentukan frekuensi awal yang akan diukur (f1) Hz
7. Nyalakan semua alat dan catat fekuensi awal dan amplitude pada input dan output
8. Naikkan frekuensinya 2 kali frekuensi semula (f2) dan catat kembali datanya
9. Ulangi percobaan berkali-kali dengan menaikkan nilai frekuensi 2 kali lipat sampai batas yang
ditentukan oleh asisten praktikum.
10. Buatlah grafik respon frekuensinya pada kertas semilog atau boleh juga millimeter blok.
11. Tentukanlah daerah frekuensi cut off (fc) pada grafik high pass filter yang dibuat.
12. Hitunglah frekuensi cut off (fc) dengan menggunakan rumus.
26
PRAKTIKUM VI
KAPASITOR II
Tujuan Percobaan:
Mengetahui fungsi kapasitor sebagai filter (band pass filter)
Dasar Teori:
Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan
cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Satuan dari kapasitor adalah
Farad (F). Namun Farad adalah satuan yang terlalu besar, sehingga digunakan:
Pikofarad (pF) =
Nanofarad (nF) =
Microfarad ( ) =
Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat
menampung muatan electron. Rumus kapasitor sebagai penyimpan muatan dapat ditulis :
Q = CV
Q = muatan elektron dalam C (coulombs)
C = nilai kapasitansi dalam F (farads)
V = besar tegangan dalam V (volt)
Kapasitansi dari kondensator dapat ditentukan dengan rumus:
C : Kapasitansi
ε0 : permitivitas hampa
εr : permitivitas relatif
A : luas pelat
d :jarak antar pelat/tebal dielektrik
Adapun cara memperbesar kapasitansi kapasitor atau kondensator dengan jalan:
4. Menyusunnya berlapis-lapis.
5. Memperluas permukaan variabel.
6. Memakai bahan dengan daya tembus besar.
Berdasarkan kegunaannya kondensator dibagi dalam:
27
4. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)
5. Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco)
6. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)
Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya.Untuk lebih
sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan
electrochemical.
4. Kapasitor Electrostatic
Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik
dari keramik, film dan mika.Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk
membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.Tersedia dari besaran pF sampai beberapa uF, yang
biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi.Umumnya kapasitor
kelompok ini adalah non-polar.
5. Kapasitor Electrolytic
Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya
adalah lapisan metal-oksida.Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor
polar dengantanda + dan – di badannya.kapasitor ini dapat memiliki polaritas karena proses
pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif
katoda.
6. Kapasitor Electrochemical
Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini
adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik,
karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil.
Kegunaan kapasitor salah satunya adalah sebagi filter.Filter adalah rangkaian untuk
meneruskan atau menahan sinyal pada daerah frekuensi tertentu. Filter dapat didesain dengan
rangkaian reaktif ( R, C). Atas dasar daerah frekuensinya, filter dibagi menjadi:
1. Low pass filter (melewatkan frekuensi rendah dibawah nilai batas), seperti yang
terlihat pada Gambar 6.1 (a)
2. High pass filter (melewatkan frekuensi tinggi diatas nilai batas), seperti yang
terlihat pada Gambar 6.1 (b)
3. Band pass filter (melewatkan frekuensi antara batas rendah dan tinggi), ), seperti
yang terlihat pada Gambar 6.1 (c)
4. Band rejection filter (melewatkan frekuensi dibawah batas rendah dan diatas
tinggi)
28
Batas frekuensi antara sinyal yang dapat diteruskan dan yang diredam / ditahan disebut dengan
frekuensi cut-off. Frekuensi cut-off dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut:
Dimana:
R: Nilai hambatan
C: Nilai kapasitor
(a) (b)
(c)
Gambar 6.1. (a) Low pass filter, (b) High pass filter, (c) Band pass filter
Kegiatan Praktikum:
Percobaan : Band pass filter
Gambar 6.2. Rangkaian Band Pass Filter
Langkah Kerja:
1. Siapkan generator sinyal (sinus) dan osiloskop
2. Siapkan kapasitor dan resistor yang akan digunakan
3. Mintalah nilai-nilai resistor dan kapasitor yang akan digunakan untuk rangkaian band pass
filter
1
1
2
2
3
3
4
4
D D
C C
B B
A A
Title
Nu mb er Revis ionSize
A
Date: 9/26 /20 11 Sheet of
File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:
R
R
R
RC
C C
C
1
1
2
2
3
3
4
4
D D
C C
B B
A A
Title
Nu mb er Revis ionSize
A
Date: 9/26 /20 11 Sheet of
File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:
R
R
R
RC
C C
C
1
1
2
2
3
3
4
4
D D
C C
B B
A A
Title
Nu mb er Revis ionSize
A
Date: 9/26 /20 11 Sheet of
File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:
R
R
R
RC
C C
C
1
1
2
2
3
3
4
4
D D
C C
B B
A A
Title
Nu mb er Revis ionSize
A
Date: 9/26 /20 11 Sheet of
File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:
R
R
R
RC
C C
CINPUT INPUT INPUTOUTPUT OUTPUT OUTPUT
29
4. Rangkailah kapasitor dan resistor menjadi rangkaian Band Pass Filter seperti pada Gambar
6.2.
5. Aturlah supaya channel 1 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang input dan channel
2 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang output rangkaian band pass filter
6. Tentukan frekuensi awal yang akan diukur (f1) Hz
7. Nyalakan semua alat dan catat fekuensi awal dan amplitude pada input dan output
8. Naikkan frekuensinya 2 kali frekuensi semula (f2) dan catat kembali datanya
9. Ulangi percobaan berkali-kali dengan menaikkan nilai frekuensi 2 kali lipat sampai batas yang
ditentukan oleh asisten praktikum.
10. Buatlah grafik respon frekuensinya pada kertas semilog atau boleh juga millimeter blok.
11. Tentukanlah daerah frekuensi cut off (fc) pada grafik band pass filter yang dibuat.
12. Hitunglah frekuensi cut off (fc) dengan menggunakan rumus.
30
PRAKTIKUM VII
MODUL CATU DAYA TEREGULASI DAN TAK TEREGULASI
Tujuan Percobaan:
Dapat merancang dan membuat catu daya tak teregulasi
Dapat merancang dan membuat catu daya teregulasi
Dapat memahami prinsip kerja berbagai macam catu daya
Dasar teori:
Rangkaian catu daya berfungsi untuk menyeediakan arus dan tegangan tertentu sesuai
dengan kebutuhan beban dari sumber daya listrik yang ada. Untuk catu daya DC, akan diperlukan
suatu rangkaian yang dapat mengubah tegangan AC menjadi tegnagn DC.
Catu Daya atau sering disebut dengan Power supply adalah sebuah piranti yang berguna
sebagai sumber listrik untuk piranti lain. Pada dasarnya Catu Daya bukanlah sebuah alat yang
menghasilkan energi listrik saja, namun ada beberapa Catu Daya yang menghasilkan energi
mekanik, dan energi yang lain. Daya untuk menjalankan peralatan elektronik dapat diperoleh dari
berbagai sumber. Beberapa contoh catu daya dapat dilihat pada Gambar 7.1.
Gambar 7.1. Macam-macam catu daya
31
Macam-macam Catu Daya
Secara garis besar, Power supply elektrik dibagi menjadi dua macam, yaitu Power supply
Linier dan Switching Power supply.
1. Power supply Linier
Merupakan jenis power supply yang umum digunakan. Cara kerja dari power supply ini adalah
mengubah tegangan AC menjadi tegangan AC lain yang lebih kecil dengan bantuan
Transformator. Tegangan ini kemudian disearahkan dengan menggunakan rangkaian
penyearah tegangan, dan dibagian akhir ditambahkan kapasitor sebagai pembantu
menyearahkan tegangan sehingga tegangan DC yang dihasilkan oleh power supply jenis ini
tidak terlalu bergelombang. Selain menggunakan dioda sebagai penyearah, rangkaian lain dari
jenis ini menggunakan regulator tegangan sehingga tegangan yang dihasilkan lebih baik
daripada rangkaian yang menggunakan dioda. Power supply jenis ini dapat menghasilkan
tegangan DC yang bervariasi antara 0 – 30 Volt dengan arus antara 0 – 5 Ampere.
2. Switching Power supply
Power supply jenis ini menggunakan metode yang berbeda dengan power supply linier. Pada
jenis ini, tegangan AC yang masuk ke dalam rangkaian langsung disearahkan oleh rangkaian
penyearah tanpa menggunakan bantuan transformer. Cara menyearahkan tegangan tersebut
adalah dengan menggunakan frekuensi tinggi antara 10 KHz hingga 1 MHz, dimana frekuensi
ini jauh lebih tinggi daripada frekuensi AC yang sekitar 50Hz. Pada switching power supply
biasanya diberikan rangkaian feedback agar tegangan dan arus yang keluar dari rangkaian ini
dapat dikontrol dengan baik.
Kegiatan Praktikum
Percobaan 1. Membuat catu daya tak teregulasi
Gambar 7.2. catu daya tak teregulasi
Langkah kerja :
1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 7.2
2. Amati bentuk gelombang dengan menggunakan osiloskop
32
3. Hitung besar tegangan keluarannya
4. Ulangi percobaan langkah 1-3 dengan mengganti tegangan pada trafo sekundernya
Percobaan 2. Membuat catu daya teregulasi
Gambar 7.3. catu daya teregulasi
Langkah kerja :
1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 7.3
2. Amati bentuk gelombang dengan menggunakan osiloskop
3. Hitung besar tegangan keluarannya
4. Ulangi percobaan langkah 1-3 dengan mengganti tegangan pada trafo sekundernya
Keterangan:
Untuk semua percobaan diharapkan berhati-hati dalam pemasangan alat ukur dan komponen,
karena kesalahan pemasangan dapat menyebabkan kerusakan pada alat ukur dan komponen.
Sebelum menyalakan sumber tegangan pada rangkaian mintalah persetujuan dan
pengecekan terlebih dahulu kepada asisten praktikum. Bila asisten telah menyatakan layak
maka praktikan boleh menyalakan sumber tegangan dan bisa memulai mengambil data.
Untuk semua kerusakan alat yang disebabkan kesalahan praktikan yang tidak mendapat
persetujuan asisten terlebih dahulu akan ditanggung sepenuhnya oleh praktikan untuk
perbaikan ataupun penggantian komponen alat-alat yang rusak saat praktikum berlangsung.