I.
Tujuan Selesai melaksanakan percobaan praktikan diharapkan dapat
: 1. Menjelaskan symbol-simbol alat ukur listrik 2. Menjelaskan
data pada alat ukur listrik 3. Menggunakan alat ukur listrik dengan
benar 4. Menentukan batas ukur yang tepat dari alat ukur listrik
bila digunakan dalam pengukuran 5. Menentukan kesalahan pengukuran
dari alat ukur listrik
II.
Teori Dasar Sebelum kita menggunakan alat ukur listrik, misalnya
: ampermeter, voltmeter, wattmeter, power faktor meter, dsb, suatu
hal yang perlu diketehui adalah symbol-simbol alat ukur listrik
dahulu (pelajaran kembali masalah symbolsimbol ini pada Course Note
Instrumentasi Semester II) Disamping itu kita harus mengerti maksud
dari data yang terdapat pada suatu alat ukur listrik. Contoh : alat
ukur voltmeter
Gambar 1 Dari data alat ukur diatas dapat dijelaskan : = alat
ukur dengan asas kumparan putar = pemakaian alat ukur untuk arus
searah dan arus bolak balik 1,5 = kelas alat ukur 1,5 = pemakian
alat ukur tegak (vertical)2
= isolasinya sudah diuji pada tegangan 2000 volt
Pembacaan Alat Ukur Contoh pembacaan pada mistar yang betul
Gambar 2 Diantara arah pembacaan a, b, dan c hanya dari arah b
yang benar, lakukan pembacaan dari arah a, b dan c dan isikan hasil
pembacaannya pada tabel
Gambar 3 Arah Pembacaaan a v b v c v
Pembacaan Skala Alat Ukur Batas ukur Jumlah strip =6 = 30
Satu strip skala 6/30 = 0,2
Gambar 4 Berapa besar penunjuk ? a. Batas ukur b. Satu strip
skala c. Jarum petunjuk = 25 VO = .. VO = .. VO
Gambar 5
Macam Skala Alat Ukur Alat ukur dengan asas kumparan putar
dengan skala linier
Gambar 6 Alat ukur dengan asas besi putar dengan skala non
linier
Gambar 7
Kelas Alat Ukur Ketelitian dari alat ukur disebut kelas alat
ukur : Kelas alat ukur dibagi menjadi 2 macam : Group 1 : Meter
presisi (teliti) Termasuk meter kelas : 0,1 ; 0,2 sampai 0,5 Group
2 :
Meter kerja Kelas meter : 1 ; 1,5 ; 2,5 sampai 5
Gambar 8 Alat ukur presisi
Gambar 9 Alat ukur kerja (portable)
Menentukan Kesalahan Pengukuran Contoh : Voltmeter dengan batas
ukur maksimum = 60 V Kelas alat ukur Kesalahan ukur = 2,5 = + 2,5 %
dari 60 Volt = + 2,5 x Lihat gambar 3 = + 1,5 Volt
(a)
(b)
Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran yang
presisi adalah pada daerah 2/3 skala ke kanan dan presisi jelek
pada 1/3 skala ke kanan.
Cara Menggunakan Alat Ukur Ampermeter selalu dihubungkanA
seri dengan beban
R
Gambar 11 Voltmeter selalu dihubungkan parallel dengan beban
A
R
Gambar 12 Cara menggunakan wattmeter : Kumparan arus dihubungkan
seri dengan beban Kumparan tegangan dihubungkan parallel dengan
beban
Sumber Daya
Gambar 13
Contoh Alat Ukur Meter untuk panel-panel
Meter untuk kerja (portable)
Meter untuk laboratorium
Multimeter
Multidigital
Wattmeter
Power faktor meter
Oscilloscope
III.
Pertanyaan 1. Ampermeter dengan data sbb : 1,52
Jawab : 1,5 : : : :2
:
2.
Voltmeter dengan batas ukur maksimum skala atas 80V dan batas
ukur maksimum. Skala bawah 150V, maka jarum menunjuk pada harga :
a. Skala atas = Volt b. Skala bawah = ..Volt c. Skala voltmeter =
d. Pemakaian alat ukur = e. Tegangan uji isolasinya = f.
Kemungkinana kesalahan = Skala atas = + .Volt Skala bawah = +
.Volt
3. Perhatikan gambar dibawah ini : a. Batas ukur max = 120 Volt
b. Satu strip skala = ..Volt c. Voltmeter menunjuk pada = d. Skala
voltmeter = .. e. Tegangan uji isolasi = .Volt f. Kemungkinan
kesalahan = +.. g. Pemakaian alat ukur = h. Asas alat ukur =
4. Isi tabel dibawah sesuai dengan gambar penunjukan ohmmeter.
Petunjukan Jarum 1 2 3
5. Bila ampermeter dipasang (lihat gambar)
10 V
R
A
BU max 1A
a. Yang terjadi pada alat ukur tersebut : b. Jelaskan alas an
saudara : .... 6. Bila voltmeter dipasang seperti pada gambar
dibawah ini : a. Yang terjadi pada alat ukur tersebut : b. Jelaskan
alasan saudara : . 10 V BU max 15 VV R
7. Tentukan rangkaian yang benar dari gambar rangkaian di bawah
: a).A
b).
V
V
A
c).A
d).
A
V
V
Gambar yang benar ; Gb . a Gb. b Gb. c Gb. d
IV. -
Alat Yang Digunakan : Baterai 12V Voltmeter (analog) Ampermeter
(analog) Ohmmeter (Multimeter) Resistor : 220 470 680 100 Saklar
tunggal Kabel penghubung 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah
1 buah 1 buah 1 buah 1 buah
V.
Percobaan 1. Pengukuran arus dengan ampermeter Buat rangkaian
seperti terlihat pada gambar : sA
I R = 220/
12 V
Perhatikan : sebelum saklar s tertutup, yakinkan bahw
Jarumpetunjuk menunjuk pada nol Saklar pemilih : DC Batas ukur : A,
batas ukur tertinggi
Tutup saklar s, ukur arus I, isikan hasil pengukuran pada tabel
I (lampiran) a. Ukur arus I dan hitung toleransinya (pilih batas
ukur untuk kesalahan terkecil) b. Seperti diatas, tetapi pilih
batas ukur yang lebih tinggi c. Buat kesimpulan tentang kesalahan
pengukuran dan data ukur meter Ulangi a, b, c untuk R = 470 dan R =
680
-
2. Pengukuran tegangan dengan voltmeter Buat gambar seperti
berikut : S R = 100K
V
V
Perhatikan : sebelum saklar s ditutup, yakinkan bahwa : Jarum
petunjuk menunjuk pada nol
-
Saklar pemilih : DC Batas ukur : volt, batas ukur tertinggi
Tutup saklar s, ukur tegangan V, isikan hasil pengukuran pada
tabel II (lampiran) a. Ukur tegangan V dan toleransinya (pilih
batas ukur untuk kesalahan terkecil) b. Seperti diatas, tetapi
pilih batas ukur meter yang lebih tinggi c. Buat kesimpulan tentang
kesalahan pengukuran dan batas ukur meter
3. Pengukuran dengan Ohmmeter (Multimeter) Tentukan 9
kemungkinan hubungan resistor R1 = 220 , R2 = 470 dan R3 = 680
(lihat tabel III), kemudian lakukan pengukuran pada masingmasing
rangkaian. Perhatikan : sebelum pengukuran, yakinkan bahwa : Saklar
pemilih : R (ohmmeter) Pilih bats ukur yang sesuai Penunjuk jarum
penunjuk nol (dengan menghubung singkatkan terminal-terminalnya)
Ulangi langkah diatas setiap memindah batas ukur
Matikan meter atau pindah dari R apabila tidak dipergunakan dan
letakkan pada posisi Volt AC BU maksimum.
VI.
Percobaan 1. Tabel I Pengukuran R () Pengukuran arus I (mA)
Kesalahan Mutlak (mA) a. . b. a. . b. a. . 680 470 220 Relative
Kesimpulan
b.
2. Tabel II Pengukuran Pengukuran Tegangan (V) a. . b. Kesalahan
Mutlak (V) Relative Kesimpulan
3. Tabel III No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R1 R2 R3 R1 + R2 R1 // R2
Rangkaian Pengukuran ()
I.
HUKUM OHM 1. Tujuan Selesaikan percobaan praktikan diharapkan
dapat : Membuktikan kebenaran hukum ohm dengan percobaan
Menganalisa hubungan antara tegangan dan arus listrik pada suatu
tahanan tertentu Menganalisa hubungan antara arus dan tahanan pada
tegangan tertentu Menggambar grafik tegangan fungsi arus pada 5
buah tahanan yang berbeda
2. Pendahuluan Ohm adalah suatu satuan tahanan listrik yang
sering ditulis dengan simbol . Dalam suatu rangkaian listrik, hukum
ohm menyatakan hubungan antara tegangan, arus dan tahanan yang
dirumuskan sebagai berikut : R= Dimana : R = Resistor/ tahanan () V
= Tegangan yang diberikan pada tahanan (Volt) I = Rus yang mengalir
pada tahanan (Ampere)
3. Peralatan yang digunakan Sumber tegangan DC Tahanan ()/5W
Ampermeter DC Papan percobaan Kabel penghubung : ACCU 12V : 47,
100, 220, 470, 680 : 1 buah
4. Langkah kerja 4.1.Telitilah semua peralatan sebelum
digunakan
4.2.Buat rangkaian seperti gambar I.1 Perhatian : Setiap
penggantian R, saklar S harus di OFF kan SA
R
V
V
Gambar I.1 4.3.Lakukan pengamatan sesuai dengan I.1
5. Tugas dan pertanyaan 5.1.Gambarkan grafik tegangan fungsi
arus dari data percobaan 5.2.Jelaskan hubungan antara tegangan dan
arus listrik pada tahanan yang konstan 5.3.Jelaskan hubungan antara
listrik dan tahanan pada tegangan yang konstan 5.4.Bandingkan hasil
percobaan dengan teori
II.
HUKUM KIRCHOFF 1. Tujuan Selesaikan percobaan praktikan
diharapkan dapat : Membuktikan kebenaran hukum kirchoff dengan
percobaan Menentukan harga arus yang mengalir pada suatu cabang,
bila cabang yang lain diketahui harganya Membuktikan kebenaran
hukum kirchoff II dengan percobaan
2. Pendahuluan Hukum kirchoff ada 2 yaitu hukum kirchoff I yang
membahas tentang arus listrik, dan hukum kirchoff II tentang
tegangan listrik.
Hukum kirchoff I menyatakan bahwa jumlah aljabar arus yang
menuju ke satu titik cabang adalah nol ( = 0). Dalam perjanjian
arus yang arahnya masuk ke suatu titik diberi tanda positif, sedang
yang keluar diberi tanda negatif. i2 i3
i1
i5
i4
Hukum kirchoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan pada
suatu rangkaian tertutup adalah nol ( = 0). Dalam menggunakan
hukum kirchoff II ini kita memberikan tanda polaritas positif
pada tahanan diarah datangnya arus.
I
R1
V1
R2
R3
V2
-
V2 + IR1 + IR2 + V2 + IR3 = 0 Hukum kirchoff ini dalam
pemakaiannya digunakan pada analisa rangkaian listrik, analisa
rangkaian elektronika, perencanaan instalasi dan sebagainya.
III.
PERALATAN YANG DIGUNAKAN Sumber tegangan DC Tahanan ()/5W
Voltmeter DC Ampermeter DC Papan percobaan Kabel penghubung : ACCU
12V, baterai 9V : 47, 100, 150, 1K2, 1K8, 3K3 : 3 buah : 3 buah
IV.
LANGKAH KERJA 4.1.Buat rangkaian seperti gambar II.1A1
R1
VA2
R2
R3A3
Gambar II.1 4.2.Lakukan pengamatan sesuai dengan tabel II.1
4.3.Ubahlah rangkaian diatas menjadi seperti gambar II.2A
R1= 100V
R2 = 52V V
V
R3 =150
Gambar II.2
4.4.Lakukan pengamatan sesuai dengan tabel II.2 4.5.Buat
rangkaian seperti gambar II.3 R1 = 1K2V V
V2
V1
R2 = 1K6V V
R3 = 3K3 Gambar II.3 4.6.Lakukan pengamatan sesuai dengan tabel
II.3.a dan tabel III.3.b
V.
TUGAS DAN PERTANYAAN 5.1.Jelaskan maksud percobaan pada : a.
Gambar II.1 b. Gambar II.2 c. Gambar II.3 5.2.Sesuaikan
percobaan-percobaan yang telah saudara lakukan dengan teoi?
Jelaskan! 5.3.Mengapa ketika baterai V2 dibalik polaritasnya
menyebabkan
berubahnya penunjukan tegangan pada setiap tahanan?
VI.
DATA PERCOBAAN
1. Tabel I.1 Tegangan (V) R = 47 4 6 8 10 12 R = 100 Arus (mA) R
= 220 R = 470 R = 680 Keterangan
2. Tabel II.1 Tegangan (V) A1 4 6 8 10 12 Arus I (mA) A2 A3
Keterangan
3. Tabel II.2 Tegangan (V) R1 4 6 8 10 12 Tegangan (Volt) R2 R3
Keterangan
4. Tabel II.3.a Tegangan (V) V1 4 6 8 10 12 V2 9 9 9 9 9 VR1
Arus I (mA) VR2 VR3 Keterangan
5. Tabel II.3.b Jika polaritas V2 dibalik Tegangan (V) V1 4 6 8
10 12 V2 9 9 9 9 9 VR1 Arus I (mA) VR2 VR3 Keterangan
1. Tujuan Selesai melaksanakan percobaan praktikan diharapkan
dapat : Membuktikan bahwa tahanan seri (RS) dapat dicari dengan
rumus RS = R1 + R2 + R3 + .. + Rn Membuktikan bahwa nilai tahanan
parallel (Rp) dapat dicari dengan rumus = + + + . +
Menghitung nilai tahanan yang dihubungkan secara kombinasi
berdasarkan rumusan RS dan Rp
-
Menentukan nilai tahanan pengganti pada hubungan seri, parallel
dan kombinasi
2. Pendahuluan Dalam rangkaian listrik, biasanya tidak hanya
terdapat satu buah tahanan saja pada rangkaian tersebut, tetapi
dihubungkan dengan tahanan yang lain, yang dapat dirangkaikan dalam
beberapa cara antara lain : 1. Tahanan yang dihubungkan secara seri
2. Tahanan yang dihubungkan secara parallel 3. Tahanan yang
dihubungkan secara kombinasi
2.1.Hubungan Seri Gambar 2-1 memperlihatkan rangkaian 3 buah
tahanan yang dihubungkan secara seri. Gambar 2-1
V1R1
V2R2
V3R3
I E
Dari hukum kirchoff II didapatkan : E = I R1 + I R 2 + I R3 Dari
hukum Ohm bahwa E = I RS Sehingga persamaan diatas menjadi I.RS = I
(R1 + R2 + R3) Jadi RS = R1 + R2 + R3 Dari persamaan diatas
terbukti bahwa tahanan total dari rangkaian seri adalah jumlah dari
harga masing-masing tahanan atau dalam rumus umumnya dituliskan. RS
= R1 + R2 + R3 + ..+ Rn 2.2.Hubungan parallel Gambar 2.2 adalah
rangkaian 3 buah tahanan dalam hubungan parallelR1
I1R2
I2 I3 I
R3
E
Gambar 2.2 Berdasarkan hukum kirchoff maka besar arus : I = I1 +
I2 + I3 Kemudian berdasarkan hukum Ohm dapat disubstitusikan : = +
+ = + + atau dalam
Sehingga :
rumus umumnya :
=
+
+
+ . +
khusus untuk 2 tahanan yang dihubungkan parallel dapat digunakan
rumus :Rp =
2.3.Hubungan Kombinasi/Campuran Dalam rangkaian kombinasi
(campuran seri parallel) besarnya tahanan pengganti dapat dicari
dengan menggabungkan rumus-rumus pada hubungan seri dan parallel
(bergantung susunan/rangkaian). Sebagai salah satu contoh adalah
gambar 2-3 yang merupakan rangkaian dari 3 buah tahanan yang
dihubungkan secara kombinasi seri parallel.R2
A
R1
B
R3
Gambar 2-3 Berdasarkan rumus-rumus seri parallel, maka : RAB =
R1 +
3. Peralatan Yang Digunakan Sumber tegangan DC : 10Volt
Ampermeter DC Voltmeter DC Tahanan ()/0,5W : 3 x 1K ; 2K2 ; 3K3
Tahanan ()/5W : 330 Saklar Kabel penghubung
4. Langkah Kerja 4.1.Hubungan Seri 4.1.1. Telitilah semua
peralatan/komponen sebelum digunakan 4.1.2. Buat rangkaian seperti
gambar 4.1 SA
R1 = ?V1
R2 = ?V2
R3 =?V3
10V
1
Gambar 4.1 4.1.3. Lakukan pengukuran sesuai dengan tabel I
4.2.Hubungan Paralel 4.2.1. Ubah rangkaian menjadi rangkaian gambar
4.2 S A1 A2 A3
R1
V1
R2
V2
Gambar 4.2 4.2.2. Lakukan pengukuran sesuai dengan tabel II
4.3.Hubungan Kombinasi 4.3.1. Ubah rangkaian menjadi rangkaian
gambar 4.3
S
A1
A2
R1V1
R2V2
10V R3A3
V3
Gambar 4.3 4.3.2. Lakukan pengukuran sesuai dengan tabel III
5. Tugas Dan Pertanyaan 5.1.Dari hasil percobaan saudara,
tunjukkan bahwa hubungan seri suatu tahanan merupakan penjumlahan
dari tahanan-tahanan! 5.2.Sesuaikan percobaan rangkaian gambar 4.2
yang telah saudara lakukan dengan teori? Jelaskan! 5.3.Pada
percobaan rangkaian gambar 4.3, bandingkan hasil pengukuran antara
VR2 dan VR3! Mengapa demikian? Jelaskan! 5.4.Ada 7 buah tahanan
masing-masing 3 x 18; 2 x 10 ; 2 x 1 . Rangkaian tahanan tersebut
agar diperoleh tahanan 13 ! 5.5.Tentukan nilai tahanan total pada
rangkaian ini ! R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 18 R2 R1 R3 R4 R5
Tabel I R() Menurut kode R1 = 1K R2 = 1K R3 = 1K R1 = 1K R2 =
2K2 R3 = 3K3 Tabel II R() Menurut kode R1 = 1K R2 = 1K R1 = 2K2 R2
= 1K R1 = 3K3 R2 = 330 Tabel III R() Menurut kode R1 = 1K R2 = 1K
R3 = 1K R1 = 1K R2 = 2K2 R3 = 3K3 R() diukur Tegangan VR (Volt)
Arus IR (mA) Tahanan total Diukur Dihitung keterangan R() diukur
Tegangan V VR VTOT Arus I (mA) Tahanan total Diukur Dihitung
keterangan
R() diukur
Arus I (mA) I1 I2 I3
Tahanan total Diukur Dihitung
keterangan
1. Tujuan Mengenal dua macam rangkaian untuk mengukur arus dan
tegangan Mengenal pengaruh tahanan dalam alat ukur serta ikut
memperhatikan pengaruh itu kedalam hasil ukur Mengenal cara
menggambar dan menulis system koordinat Mengerti cara-cara
menunjukkan hubungan fungsional dalam table maupun dalam grafik
lingkungan.
2. Teori
2.1.Penentuan Tahanan secara tidak langsung Tahanan (dan daya)
dari hambatan yang hanya terdiri atas hambat murni dapat dihitung
berdasarkan hasil pengukuran tegangan dan arus yang dipasang atau
mengalir dalam hambat itu.
2.1.1. Pengaruh tahanan dalam alat ukur atas hasil ukur Bila
tegangan yang dipasang pada suatu hambat dan arus yang mengalir di
dalamnya harus diukur, ada 2 macam rangkaian pengukur
Rangkaian aA
Rangkaian bA
I IVV
I
IR VR V
VA V VRR
Rangkaian ini ditinjau terhadap hambat R akan mengukur Tegangan
Arus
Dengan tepat dan teliti Dalam rangkaian ini : Ampermeter
Voltmeter
Akan mengukur tidak hanya Arus yang mengalir dalam hambat R
Tegangan yang dipasang pada hambat R
Akan tetapi juga Arus yang mengalir dalam voltmeter Jatuh
tegangan pada ampermeter
Kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh hal-hal di atas dalam
praktek dapat diabaikan bila : IV IA
Atau Tahanan dalam voltmeter RdV 100.R Tahanan dalam ampermeter
RdV
Hanya persyaratan ini dapat dipenuhi dengan pemilihan alat ukur
dan rangkaian pengukuran yang tepat. Bila persyaratan di atas tidak
dapat dipenuhi, maka hasil ukur yang dipengaruhi oleh tahanan dalam
alat ukur yang dapat dikoreksi dengan hubunganhubungan berikut :
Harga Arus yang sebesarnya mengalir dalam Tegangan yang sebenarnya
terpasang pada Hambat adalah ; IR = I IV IV = IR = I VR = V VA VA =
RiA . I VR = V RdA.I
System Salib sumbu Untuk dapat menggambarkan hubungan antara dua
buah besaran dengan bentuk dan tepat diperlukan salib sumbu tegak.
Sumbu horizontal disebut absis atau sumbu-x dan sumbu tegak disebut
ordinat atau sumbu-y. Titik potong kedua sumbu adalah titik nol
atau titik awal sumbu. Pada kedua sumbu ditulis dan diukurkan angka
dari besar-besaran yang saling berhubungan. Setiap titik dalam
system salib sumbu ini selalu mempunyai dua harga, harga-x dan
harga-y. daerah diantara kedua sumbu disebut kuadran (I-IV). Tidak
selamanya ke-empat kuadran ini dibutuhkan. Pada umumnya, untuk
menunjukkan hubungan-hubungan secaara grafis diperlukan hanya 1
atau 2 kuadran. Tugas : gambarkan titik-titik berikut dalam system
sumbu di bawah ini . P1 ; x1 = 3 P2 ; x2 = -4 P3 ; x3 = -3 P4 ; x4
= 4,5 y1 = 2 y2 = -2 y3 = 4 y4 = -2,5
Pemilihan skala Setiap sumbu dalam system salib sumbu
masing-masing dimaksudkan untuk dapat menggambarkan besaran-besaran
fisis. Untuk dapat memenuhi tujuan ini perlu ditentukan terlebih
dahulu skala yang tepat pada masing-masing sumbu. Harga dan
satuannya harus ditulis dengan tepat. Dalam memilih skala ini,
perlu diperhatikan agar harga-harga antara dua harga yang tercantum
dapat dibaca atau diktaksi dengan baik. Contoh : Tugas : table
berikut menunjukkan suatu contoh. Pilihan dan tentukanlah hal yang
tepat. Pemilihan skala Tepat Kurang tepat Penulisan Lengkap Kurang
Lengkap
Lengkung, karakteristik dan fungsi-fungsi Bila harga atau nilai
suatu besaran fisis tergantung pada harga besaran lain maka secara
matematis hal ini didefinisikan sebagai besaran tadi meru[pakan
fungsi dari besaran lain. Kedua besaran secara fungsional
tergantung satu sama lain. Hubungan dan ketergantungan fungsional
ini dapat ditunjukkan atau digambarkan memlalui persamaan,
tabel,angka dan atau diagram lengkung. Contoh : Luas permukaan
lingkaran tergantung pada besaran diameter lingkaran itu Persamaan
:A = d2 . . 1/4
Diagram lengkung/grafik A (mm2) 10 5 A = f(d)
Tabel d(mm) 1 2 3 4 A(mm2) 0,7854 3,142 7,069 12,569
0
1
2
4
5 d(mm)
Untuk menggambarkan suatu lengkung, harus diketahui terlebih
dahulu beberapa titik dalam lengkung itu. Titik-titk ini diperoleh
dari hasil pengukuran atau perhitungan. Besaran yang tergantung
(dalam contoh di atas luas lingkaran) ditempatkan di sumbu-y,
sedang besaran lain yang tidak tergantung (dikenal juga dengan
sebutan variable) ditempatkan disumbu-x. dalam suatu system salib
sumbu dapat saja digambarkan beberapa besaran yang masing-masing
tergantung pada satu besaran variable yang sama. Sesudah beberapa
harga besaran yang tergantung pada suatu besaran variable dihitung
atau diukur, maka perlu ditentukan harga-harga lain dari besaran
itu untuk berbagai harga fisis dari variable itu. Harga-harga yang
didapat, disusun dalam satu tabel. Sesudah itu baru dapat
digambarkan dalam system salib sumbu sebagai beberapa titiktitik
yang tak terhingga jumlahnya, maka harga besaran diantara dua titik
yang dihitung atau diukur tadi harus dicari dengan cara
interpolasi. Jadi bila ada suatu fungsi y = f(x), maka lengkung
yang digambar haruslah menjadi suatu lengkung yang kontinyu
Contoh : yDalam hal seperti ini ; tidak tepat kalau antara titik
ditarik garis lurus
x
Tugas : Tabel ini harus digambar dalam system salib sumbu U = f
(I) dan R = f (I) I(mA) U(V) R(Ohm) 0 0 22.5 5 0.12 25 10 0.14 41
20 1.16 80 50 7.68 153 100 24.4 244 -5 -0.12 25 -20 -0.41 41 -20
-1.16 80 -50 -7.68 153 -100 -21.4 244
Alat yang digunakan 1. Ampermeter DC analog 2. Voltmeter DC
analog 3. Sumber tegangan searah, 12V, 3A 4. Tahanan geser 6.8 Ohm,
3A 5. Tahanan 2K ohm, 1W 6. Saklar pindah 7. Trasformator, belitan
untuk 3A 8. Tahanan 20k
Latihan Arus pada voltmeter 1. Ukurlah tegangan V dari sumber
tegangan searah 12V. berapa arus yang mengalir dalam voltmeter.
Arus IV ini diukur dengan rangkaian : +A Arus IV akan makin besar
dengan membesar penunjukan arum voltmeter V
V
Catatan : Perhatikan bahwa arus IV juga dapat dihitung dari
besarnya tegangan pada voltmeter dan tahanan dalam voltmeter pada
skala maksimum tertentu. Tahanan ini ditulis pada alat ukur,
besarannya ditulis untuk masing-masing skala maksimum atau harga
yang disebut konstanta voltmeter (= Ohm per Volt untuk skala
maksimum)
IV =
2. Penurunan tegangan pada ampermeter Dengan rangkaian berikut
ampermeter dipakai untuk mengukur arus I yang mengalir dalam hambat
R. berapa besar jatuh tegangan VA pada ampermeter A? (ukurlah
VA)
V A
I
Makin besar oenunjukan jarum makin besar jatuh tegangan pada
Ampermeter.
VA V 12V R 2K
Catatan : Jatuh tegangan VA pada Ampermeter dapat pula dihitung
dengan arus I dan tahanan dalam Ampermeter RA VA = RdV . I Biasanya
jatuh tegangan pada setiap skala maksimal pada alat-alat ukur
selalu diberikan.
Tugas : Tahanan murni dari belitan suatu transformator harus
dihitung dengan mangukur arus dan tegangan dalam rangkaian berikut.
Saklar pemindah dipasang dalam rangkaian voltmeter sedemikian
sehingga tegangan dapat diukur sebelum atau sesudah ampermeter.
Rangkaian percobaan :
IRV
VR 12V DC R1 2 1 R
A
Data dan pengamatan yang harus dilakukan : Untuk setiap posisi
scalar pemindah ukurlah 5 macam harga arus dan tegangan.
Gambarkanlah tegangan sebagai fungsi dari arus Berapa besar tahanan
yang dihasilkan dari kedua macam pengukuran (kemiringan garis
lurus) ? Yang mana yang lebih tepat ? Sesuai butir 2.1.1 hitunglah
harga sebenarnya dari : 1. Arus IR pada posisi saklar kanan (1) 2.
Tegangan VR pada posisi saklar kiri (2)
Tugas ; Tahanan beban R harus dicari dengan bantuan pengukuran
arus dan tegangan pada rangkaian berikut. Suatu saklar pemindah
pada rangkaian voltmeter akan memungkinkan pengukuran tegangan
sesudah atau sebelum ampermeter (1) atau (2).
Rangkaian percobaan ;
V
IR
12V DC
10k R
VR
1A
2
Data dan pengamatan yang harus dilakukan untuk setiap posisi
saklar pemindah, ukurlah arus untuk 5 (lima) macam tegangan.
Gambarkanlah arus sebagai fungsi tegangan dalam system salip sumbu.
Berapa besar tahanan yang diberikan oleh kedua garis fungsi tadi (=
kemiringan garis lurus)? Pengukuran mana yang lebih teliti? Hitung
berdasarkan butir 2.1.1 harga a. Arus pada saklar pemindah posisi
satu b. Tegangan VR pada saklar pemindah posisi dua Yang
sebenarnya.
Tujuan: Pada akhir percobaan praktikan diharapkan dapat :
Mengukur macam-macam besaran tahanan dengan menggunakan cara
(jembatan Wheatstone) Pendahuluan : Jembatan Wheatstone pada
dasarnya terdiri dari empat tahanan ditambah dengan sebuah alat
penunjuk yang biasa dipakai adalah alat penunjuk Galvanometer.
Galvanometer/ penunjuk gunanya untuk menunjukkan apakah rangkaian
jematan Wheatstone dalam keadaan setimbang atau tidak. Supaya lebih
jelas lihat gambar dibawah ini : A
R1 C R2 D
R3
R4
B Gambar. 2 1 Gambar diatas terdiri dari 4 buah tahanan yang
dirangkai secara jembatan Wheatstone. Adapun untuk mengetahui
setimbang atau tidaknya rangkaian kita tempatkan alat ukur
galvanometer antara titik C dan D. besarnya tanhana-tanahana dalam
jembatan dapat ditetapkan asedemikian rupa sehingga terjadi
kesetimbangan yang mana bila titik C dan
D dihubungkan, maka antara C dan D tidak ada arus yang mengalir
(tegangan anatara titik C dan D adalah NOL). R1 : R2 = R3 : R4 (VR1
= VR2 dan VR3 = vR4) Contoh : R1 = 20 k R2 = 10 k R3 = 5 k Berapa
harga R4 agar jembatan dalam keadaan setimbang? Jawab: R1 : R2 = R3
: R4 R1 . R4 = R2 . R3 R4 = R4 = R4 = 2,5 k 1. PERALATAN YANG
DIGUNAKAN : Pencatu daya DC 9 volt Tahanan : R1 = 100/5W ; R2 =
56/5W ; R3 = 3,3k ; R4 = 1,2k Galvanometer Voltmeter Ohmmeter
Tahanan geser 1000 (RV1) Potensio meter 5000 (RV2) RX (tahanan yang
dicari harganya)
2. LANGKAH KERJA Telitilah semua peralatan sebelum digunakan
Buat rangkaian seperti gambar 4.1
A
B
R1 9V R2 C D RV1
E Gambar 4 1 -
F
Pasang voltmeter antara titik C dan E begitu juga antara titik D
dan F Atur posisi tahanan geser sehingga rangkaian jembatan
mencapai keadaan seimbang (VCE = VDF)
-
Ukur dengan voltmeter antara lain : VAC ; VBD ; VCD Ukur arus
yang melalui titik CD dengan ampermeter Ganti ampermeter dengan
galvanometer Semua data percobaan masukkan kedalam data percobaan
tabel I Buatlah rangkaian seperti gambar 4 2
R3 + 9V R4
Galvanometer
Rx
RV2
-
Atur posisi potensio meter sehingga rangkaian jembatan menjadi
setimbang (penunjukan galvanometer persis ditengah-tengah)
-
Ukur semua tahanan dengan ohmmeter masukkan ke dalam data
percobaan tabel II
3. TUGAS DAN PERTANYAAN 5.1.Mengapa pada keadaan setimbang
(gambar 4 1) tidak ada arus yang melalui titik C dan D? jelaskan
dan buktikan dengan menggunakan teori loop atau arus mesh.
5.2.Buktikan harga RAC . RDF = RCE . RDB (gambar 4 1) 5.3.Cari
harga Rx (gambar 4 2) dari hasil percobaan yang menggunakan
rangkaian system jembatan. 5.4.Bandingkan harga Rx dari hasil
perhitungan no. 3 dengan hasil pengukuran langsung dengan ohm
meter.
DATA PERCOBAAN Tegangan (Volt) D-F A-C B-D Arus (Amp) C-D
Galvanometer C-D
C-E
C-D
R4 (Ohm)
RV2 (Ohm)
RX (Ohm)
Tujuan Pada akhir percobaan praktikum diharapkan dapat :
Membuktikan kebenaran nilai transformasi dari Y dan Y Menerangakan
dan menjelaskan bentuk rangkaian listrik dengan menggunakan
transformasi segitiga bintang dan bintang segitiga Pendahuluan
Penyederhanaan rangkaian (network simplification) adalah suatu cara
untuk mempermudah perhitungan-perhitungan rangkaian listrik,
seperti halnya
penyederhanaan rangkaian hubungan seri dan parallel. Kombinasi
rangkaian yang agak rumit dapat disederhanakan dengan
mentransformasikan bentuk rangkaian, yang umumnya disederhanakan
dengan transformai bintang (-Y) atau transformasi bintang segitiga
(Y-). Tiga terminal rangkaian pasif yang terdiri dari tiga tahanan/
impedensi ZA, ZB, ZC seperti gambar 1, bentuk ini dikatakan
hubungan segitiga (). Adapun gambar 2 menunjukkan hubungan bintang
(Y). Kedua rangkaian ini dikatakan sama (equivalen) jika :
impedensi masukkan, impedensi keluaran, impedensi alih (transfer
impedence) masing-masing rangkaian adalah sama. ZB Z1 Z3
Vi I1
ZA
I2
ZC
Io
Vo
Vi
Ii
Io
Vo
Vi adalah tegangan input (tegangan masukan) dan Vo adalah
tegangan output (tegangan keluaran) dari masing-masing rangkaian.
Dengan menggunakan arus mesh (gambar1) didapat persamaan :
ZA . Ii ZA . I2 + 0 . Io = Vi -ZA . II + (ZA _ ZB + ZC) I2 ZCIo
= O O . Ii ZC . I2 + ZCIo = Vo Dalam bentuk matriksnya adalah
sebagai berikut : ZA -ZA 0 - ZA 0 Ii Vi -ZC ZC I2 Io = 0 -Vo
(ZA + ZB + ZC) - ZC
Dari persamaan diatas dapat dicari : input impedence (impedensi
masukan), output impedence (impedensi keluaran) dan impedensi alih
(transfer impedance). Yaitu sebagai berikut : Dari bentuk matriks
diatas didapat : I1 = Vi
+ -
0 0 0
+ -
VO VO VO
I2 = Vi
IO = Vi
Perlu diketahui bahwa impedensi masukkan dari jaringan aktif
akan ditentukan seperti impedensi yang ada jaringan yang dihitung
dari terminal ketika semua sumber unternal dihubung singkat hal ini
berlaku juga untuk mencari impedensi keluaran. Jadi dari persaman
diatas impedensi masukkan adalah sebagai berikut : ZA -ZA -ZA
(ZA+ZB+ZC) O -ZC
Impedensi masukkan (Zi) =
=
=
(
)
Jadi Zi = Untuk hal yang sama impedensi keluarannya adalah
sebagai berikut : ZA -ZA O -ZC
-ZA (ZA+ZB+ZC) Impedensi keluaran (ZO) = = =
(
)
-ZA Jadi ZO =
(ZA+ZB+ZC)
Untuk mencari besarnya impedensi alih (transfer impedence)
perludiketahui bahwa yang disebut transfer impedence adalah
perbandingan dari tegangan aktif pada suatu rangkaian dengan jumlah
arus pada rangkaian yang lain, semua sumber yang lain sama dengan
NOL. ZA -ZA Jadi impedensi alih (Z Transfer IO) = = = -ZA
(ZA+ZB+ZC) O -ZC
(ZA+ZB+ZC) Z transfer IO = ZB Persamaan arus mesh pada gambar 2
: (Z1 + Z3) Ii Z2IO = Vi
-ZC
-Z2 Ii + (Z2 + Z3) IO
= -VO
Dalam system matrik didapat : (Z1 + Z3) Z2 I1 -Z2 + (Z2 +Z3) IO
= Vi = -VO = =
Diperoleh impedensi masukkannya = Zi =
Impedensi keluarannya : ZO =
=
=
Impedensi alih = Ztranfer IO =
=
=
Dengan demikian hubungan segitiga dan bintang kita katakana sama
(equivalent) jika : = =
.. (1) (2) (3)
=
=
=
=
Dengan mensubstitusikan pers 3 ke pers 1 dan 2 kita peroleh : ZA
=
(4) .(5)
ZC =
Jadi bila diketahui hubungan bintang dengan impedensi Z1, Z2,
dan Z3, maka kita dapat merubah hubungan bintang itu menjadi
hubungan segitiga dan besarnya ZA, ZB, dan ZC dapat dicari dengan
persamaan 3, 4, dan 5. Seperti gambar dibawah :
Tranformasi bintang segitiga : Y Z3 ZA =
ZC
ZB
ZB =
Z2 ZA
Z1
ZC =
Untuk mendapatkan tranformasi segitiga ke bintang diperoleh
dengan menambah ketiga pers 3, 4, dan 5 kemudian hasilnya dibalik,
sehingga kita peroleh, = =
(
)2
.
.
Jadi Z1 = Dengan cara yang sama kita peroleh Z2 dan Z3 Adapun
transformasi segitiga ke bintang kita peroleh : Y ZA Z1 Z2 Z1 =
ZB
Z3
ZC
Z2 =
Z3 =
Tugas pendahuluan : A. Diketahui rangkaian seperti gambar
dibawah ini : R1 = 47 R2 = 500 R3 = 390 R4 = 220
25V
R5 = 100 R6 = 82 R7 = 68
Ditanya : a. Hitung arus yang mengalir melalui tahanan R1 b.
Hitung tahanan total dari rangkaian c. Hitung daya yang diserap
oleh R5 d. Hitung arus yang mengalir melalui tahanan R4
B. Diketahui gambar rangkaian seperti di bawah ini : Keterangan
: R1 = 68 R2 = 100 R3 = 150 R4 = 270 R5 = 220 R6 = 390 R7 = 100 R8
= 56 R9 = 150
Ditanya : 1. Besarnya tahanan pada AB 2. Besarnya tahanan pada
BC 3. Besarnya tahanan pada AC
Alat-alat yang digunakan : 1. Pencatu daya DC : 0 60V 2. Tahanan
3. Tahanan geser 4. Multimeter Langkah kerja : Telitilah semua
peralatan yang akan digunakan. Buat rangkaian seperti gambar 3
:
Gamabr 3 Ukur arus yang mengalir melalui ampermeter dengan
tegangan sumber yang berbeda-beda, hasil pengukuran masukkan dalam
data percobaan tabel 1 Hitung tahanan total berdasarkan arus dan
tegangannya, hasilnya masukkan dalam data percobaan tabel 1 Cari
tahanan total rata-ratanya, masukkan dalam data percobaan tabel
1
-
Transformasikan hubungan segitiga (titik ABC) gambar 3 menjadi
hubungan bintang dengan nilai tahanan Ra, Rb, Rc (titik ABC). Nilai
Ra, Rb, Rc harap dicatat sebagai laporan.
-
Buat gambar rangkaian 4 dengan Ra, Rb, Rc dengan hasil
transformasi diatas, kemudian hasil pengukurannya masukkan dalam
data percobaan tabel 2.
Catatan : Jika Ra, Rb, Rc tidak ada dalam persediaan tahan
dilaboratorium, praktikan bias menghubungkan seri dengan tahanan
geser Buat rangkaian gambar 5 dan hasil pengukurannya masukkan
dalam data percobaan tabel 3 :
-
Transformasi hubungan bintang (titik ABC) gambar 5 menjadi
hubungan segitiga dengan nilai tahanan R2, R3, R4 . Nilai R2, R3,
R4 harap dicatat sebagai laporan.
-
Buatlah rangkaian percobaan gambar 6 dengan R2, R3, R4 hasil
transformasi diatas, kemudian hasil pengukurannya masukkan dalam
data percobaan tabel 4.
Tugas dan Pertanyaan Cari besarnya tahanan total pada gambar 3
secara teori dan bandingkan dengan hasil prakteknya Cari besarnya
tahanan total pada gambar 5 secara teori dan bandingkan dengan
hasil prakteknya Data Percobaan Tabel 1 Tegangan (V) Arus (A)
Tahanan Total () 5 8 10 15
Tahanan Total rata-rata ()
Tabel 2 Tegangan (V) Arus (mA) Tahanan Total () Tahanan Total
rata-rata () 5 8 10 15
Tabel 3 Tegangan (V) Arus (mA) Tahanan Total () Tahanan Total
rata-rata () 5 8 10 15
Tabel 4 Tegangan (V) (DC) Arus (mA) Tahanan Total () Tahanan
Total rata-rata () 5 8 10 15
Tujuan Setelah selesai percobaan, diharapkan praktikan dapat :
a. Menggambarkan kurva karakteristik sumber tegangan DC b.
Menghitung besar tahanan dalamnya c. Membandingkan sumber-sumber
tegangan DC dalam pemakaian ditinjau dari kapasitas dan tahanan
dalamnya Pendahuluan Suatu peralatan elektro teknik akan dapat
bekerja bila peralatan tersebut disambungkan denga sumber daya/
tegangan, baik sumber tegangan DC maupun tegangan AC. Khusus untuk
tegangan DC dapat digolongkan atas dua macam : 1. Macam
polaritasnya a. Polaritas tunggal Suatu sumber tegangan DC yang
mempunyai dua terminal berpolaritas positif dan negative, dengan
salah satu polaritas dianggap nol (tergantung keperluannya yang
dalam prakteknya sering dihubungkan ke ground) b. Polaritas ganda
Suatu sumber tegangan DC yang mempunyai tiga terminal berpolaritas
positif, nol dan negatif 2. Macam prosesnya Ditinjau dari prosesnya
ada banyak sekali, diantaranya adalah : a. Proses kimia, contoh :
Baterai dan AKI b. Proses penyearahan sumber AC, contoh : AC DC
ADAPTOR Besar tegangan dan kapasitas dari masing-masing sumber
tegangan DC sudah tertentu, bergantung dari besar dan bahan yang
dipakai kapasitas dari baterai dan aksi dinyatakan dalam amper jam
(An), jadi kemampuan mengalirkan arus dibatasi oleh waktu.
Sedangkan untuk AC DC adaptor kemampuannya tidak dibatasi oleh
waktu, melainkan dibatasi oleh batas arus maksimum dalam Amper yang
diperbolehkan.
Karakteristik V I dari sumber tegangan DC dapat digambarkan
sebagai berikut :
Dari karakteristik V I ini jelas terlihat bahwa hamper semua
sumber tegangan DC akan turun tegangannya bila sumber tersebut
dibebani. Mengapa bias demikian ?
Tahan dalam sumber dapat ditentukan dengan rumus berikut : Rd =
= Dimana : Rd = tahanan dalam sumber (Ohm) Vs =tegangan sumber
tanpa beban (Volt) VB = tegangan beban (Volt) IB = arus beban
(Amper)
Langkah Percobaan Perhatian : Periksalah apakah alat ukur yang
akan digunakan dalam keadaan normal, sesuaikan saklar pemilih dan
tempatkan selector pada BU terbesar pada setiap percobaan A.
Percobaan Baterai 1. Rangkaianlah seperti gambar dibawah ini,
perhatikan polaritas alat ukurnya 2. Ukur tegangan sumber tanpa
beban
3. Lakukanlah percobaan dengan menghubungkan saklar S dan beban
RB adalah masing-masing resistor 180, 220 , 330 , 470 dan 1k 4.
Catat hasil pengukuran dalam tabel
B. Percobaab AKI 1. Lakukan percobaan seperti percobaan A
(gambar 4) dengan VS adalah aki 12Volt/5,5 A dan beban RB adalah
resistor geser 47/2A 2. Atur RB hingga arus mengalir sebesar 0,25A
; 0,5A ; 0,75A ; 1,0A ; 1,25A ; 1,5A 3. Catat semua hasil
pengukuran dan masukkan dalam tabel
C. Percobaan AC-DC ADAPTOR 1. Rangkaian seperti gambar 2 dengan
RB seperti percobaan B dan sumber VS adalah AC-DC Adaptor Hubungkan
AC-DC Adaptor seperti gambar 3 berikut
2. Atur tegangan sumber hingga 12V dan lakukan percobaan B 3.
Catat semua hasil pengukuran pada tabel data 4. Lepas AB dari AB,
ukur besar tegangan ketiga terminal pada AC-DC Adaptor 5. Matikan
AC-DC Adaptor, pindah Jumper dari terminal Common ke terminal
(negative) dan ukur tegangannya 6. Matikan AC-DC Adaptor, pindah
Jumper dari terminal (negative) ke terminal + (posotif) dan ukur
tegangannya.
D. Tugas dan Pertanyaan 1. Gambarkarkan karakteristik V-I dari
masing-masing sumber tegangan DC dan berikan komentarnya! 2. Hitung
tahanan dalam Rd dari masing-masing sumber dan jelaskan tentang
besar masing-masing Rd! 3. Apa fungsi terminal ground terhadap
ketiga terminal lainnya pada percobaan C? 4. Bila ditinjau dari
Rdnya, sumber tegangan manakah yang baik dari ketiga percobaan ini
?
Tujuan Selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : 1.
Membandingkan hasil perhitungan metode Thevenin dengan pengukuran
langsung 2. Membandingkan hasil perhitungan metoda Norton dengan
pengukuran langsung 3. Membandingkan hasil pengukuran antara metoda
Thecenin dengan metoda Norton
Pendahuluan Untuk mengetahi arus atau tegangan pada suatu cabang
rangkaian, dapat dicari dengan hukum-hukum ataupun teori-teori
rangkaian yang pada prinsipnya untuk
menyederhanakan rangkaian. Diaturnya adalah metoda Thevenin dan
metoda Norton A. Metoda Thevenin Suatu rangkaian aktif (memakai
sumber arus dan/ atau sumber tegangan tetap maupun variable) Yang
bersifat Linier dengan 2 kutub (terminal) A dan B dapat diganti
dengan suatu sumber tegangan VT seri dengan suatu tahanan RT.
Gambar 2-1 VT = Tegangan pada terminal A-B dalam keadaan terbuka
(tanpa beban/VO) RT = Tahanan pada rangkaian dilihat dari terminal
A-B dengan semua sumber tegangan diganti tahanan dalamnya.
Contoh : Suatu rangkaian listrik seperti gambar berikut ini,
akan dihitung arus yang mengalir pada tahanan RL (lihat gambar
2.2)
Gambar 2-2 Untuk mencari tegangan Thevenin (VT), bukalah
terminal A-B (open circuit), sehingga rangkaian menjadi seperti
berikut : VAB = VT = .V
Gambar 2-3 Untuk mencari tahanan Thevenin (RT), sumber tegangan
V diganti dengan tahanan dalamnya (Rd = 0) RAB = RT =
Gambar 2-4 Apabila VT dan RT sudah diperoleh, maka rangkaian
pada gambar 2-2 dapt diganti menjadi:
Gambar 2-5 Rangkaian ekivalen Thevenin Maka arus yang melalui RL
adalah : IRL =
B. Metoda Norton Pada prinsipnya metoda Norton sama dengan
metoda Thevenin, hanya pada metoda Norton rangkaian aktif linear
diganti dengan sumber arus IN yang parallel dengan satu tahanan
RN
Gambar 2-6 IN = Arus yang melalui A-B dalam keadaan hubung
singkat (Ihs) RN = tahanan pada rangkaian dilihat dari terminal a-b
dengan semua sumber arus dihubung singkat Dimana : RN = RT = IN =
IT =
Alat-alat Yang Digunakan : Sumber tegangan DC 12V Accu 12V
Voltmeter Potensiometer 1k Tahanan 2K2, 4K7, 1K Kabel
perhubungan
Langkah Kerja A. Metode Thevenin 4.1.Teliti semua alat/ komponen
sebelum praktek dimulai !
4.2.Buat rangkaian seperti gambar
Gambar 4-1 4.3.Tutup saklar S, catat arus dan tegangan pada
beban RL 4.4.Bukalah saklar S sehingga A-B terbuka ukurlah tegangan
(VT) pada terminal A-B 4.5.Gantilah kedua sumber tegangan dengan
rangkaian hubung singkat 4.6.Ukurlah harga tahanan antara terminal
A-B 4.7.Gantilah rangkaian pada gambar 4-1 dengan rangkaian dibawah
ini :
Gambar 4-2 4.8. Catat arus dan tegangan pada tahanan
B. Metoda Norton 4.9.Buat rangkaian seperti gambar 4-1 harga RL
diganti dengan hubung singkat 4.10. 4.11. 4.12. Ukur arus IN yang
melalui terminal A-B Ukur besar tahanan Norton RN, caranya seperti
mengukur RT Gantilah gambar rangkaian pada gambar 4-1, dengan
rangkaian dibawah
ini :
Gambar 4-3 4.13. 4.14. Aturlah tahanan variable, sehingga sama
dengan R Norton Aturlah tegangan sumber V, sehingga arus yang
terbaca pada
ampermeter akan sama dengan IN 4.15. Catat besar arus dan
tegangan pada tahanan RL 5. Tugas dan Pertanyaan 5.1.Bandingkan
hasil pengukuran secara langsung dengan Metode Thevenin Metode
Norton
Dan berikan penjelasan secara singkat 5.2.Apa fungsinya R1 pada
gambar 4-3 ? Apa yang terjadi jika kita menggantinya dengan harga :
R1 = 1K? R1 = 10 K? R1 = 0?
5.3.Jelaskan perbedaan antara metode Thevenin dengan Norton
!
1. Tujuan Pada akhir percobaan praktikan diharapkan dapat :
Membuat sumber tegangan dengan memakai system pembagi tegangan
Menggambar grafik tegangan keluaran (VO), sehingga fungsi tahanan
R2 pada pembagi tegangan tanpa beban Menggambar grafik pembagi
tegangan untuk : Trgangan keluaran (VO) sebagai fungsi tahanan
beban (Rb) Daya keluaran (Pb) sebagai fungsi tahanan beban (Rb)
Menentukan harga perbandingan tahanan R1 dan R2, sehingga dapat
menyalurkan daya maksimal
-
Menggambarkan grafik perbandingan tegangan untuk berbeban maupun
tidak berbeban
sebagai fungsi
2. Pendahuluan a. Pembagi tegangan tanpa beban Dalam bidang
teknik listrik maupun elektronik kita sangat memerlukan sumber
tegangan yang tepat sesuai dengan kebutuhan kita. Sebuah pembagi
tegangan diatur sedemikian rupa sehingga menyerupai sumber tegangan
yang mana tegangan keluarannya dapat kita tentukan sesuai dengan
kebutuhan. Hubungan pembagi tegangan adalah merupakan hubungan seri
dari dua buah tahanan dan lihat gambar 1 : Vi = tegangan masukkan
(input) VO = tegangan keluaran (output) VR = tagangan pada R1
Gambar 1 Tegangan keluaran (VO) dapat dihitung dengan
menggunakan rangkaian seri sebagai berikut : I= I= VO = VO = Vi .
tanpa beban . R1 Rumus ini hanya berlaku untuk pembagi tegangan RT
= R1 + R2 VO = I . R2
b. Pembagi tegangan berbeban Apabila pembagi tegangan diberi
beban (lihat gambar 2), maka aka nada arus yang elalui Rb (tahanan
beban). Berhubung Rb dan R2 keadaannya parallel, rumus untuk
pembagi tegangan tanpa beban tidak berlaku bagi pembagi tegangan
beebeban.
Gambar 2 Dari persamaan rangkaian diatas didapat :
VO = I . Rp VO = VO = VO = Vi . berbeban
I=
. RP
Rumus ini berlaku untuk pembagi tegangan yang
3. Peralatan Yang Digunakan Pencatu daya DC 0-60V Tahanan 220,
470 Voltmeter Kabel penghubung Papan percobaan
4. Langkah Kerja 4.1.Buatlah rangkaian seperti gambar 4-1
Gambar 4-1 4.2.Ukurlah VO dengan voltmeter dan aturlah harga
tahanan R1 dan R2 sesuai dengan tabel 4.1 4.3.Buatlah rangkaian
seperti gambar 4-2
Gambar 4-2 4.4.Ukurlah VO dengan voltmeter dan ubahlah harga
tahanan R1, R2 dan Rb sesuai dengan tabel 4.2
5. Tugas dan Pertanyaan 5.1.Buatlah grafik tegangan keluaran
(VO), fungsi tahanan R2, pada pembagi tegangan tanpa beban
5.2.Buatlah grafik tegangan keluaran (VO), fungsi tahanan beban Rb,
pada pemabagi tegangan berbeban 5.3.Buatlah grafik daya keluaran
(Pb), fungsi tahanan beban Rb, pada pembagi tegangan berbeban
5.4.Diinginkan pada beban 10 , mempunyai tegangan 5volt sedang
sumber tegangan untuk pembagi tegangan adalah 12Volt. Berapa harga
pembandingan tahanan R1 dan R2, sehingga daya yang ditransfer ke
beban maksimal 5.5.Buatlah grafik perbandingan maupun tidak
berbeban sebagai fungsi untuk berbeban
Tabel Percobaan Tabel 4.1 VL = 10V No R1 () R2() Pengukuran VO
(V) Perhitungan VO =(Volt) . Vi
1 2 3 4 5 6
0 200 400 600 800 1000
1000 800 600 400 200 0
Tabel 4.2 VL = 10V Rb = 220 No R1 () R2() Pengukuran VO (V)RP
=
Perhitungan VO =(Volt) . Vi
1 2 3 4 5
1000 800 600 400 200
0 200 400 600 800
6
0
1000
Tabel 4.3 VL = 10V Rb = 470 No R1 () R2() Pengukuran VO (V)RP
=
Perhitungan VO =(Volt) . Vi
1 2 3 4 5 6
1000 800 600 400 200 0
0 200 400 600 800 1000
1. Tujuan Setelah selesai melaksanakan percobaan praktikan
diharapkan dapat : Menentukan daya dari tahanan-tahanan yang
dihubungkan secara seri maupun parallel Menganalisa grafik
karakteristik p = f (I) suatu tahanan Menganalisa grafik
karakteristik p = f (V) suatu tahanan
2. Pendahuluan Sebelum suatu tahanan listrik (resistor)
digunakan dalam rangkaian listrik, maka kita harus terlebih dahulu
mengetahui berapa ohm dan berapa watt nilai dan daya tahanan
tersebut. Kedua besaran ini harus selalui diketahui, karena arus
listrik yang melalui tahanan akan menghasilkan panas (daya
disipasi) Dalam pemakaiannya, daya disipasi tidak boleh melebihi
dari rating daya maksimum yang telah ditentukan. Daya listrik suatu
beban akan, bekerja sesuai ratingnya bila dipasang pada tegangan
normalnya. Daya disipasi pada tahanan dapat dihitung dengan rumus :
P = V.I Dimana : P = daya listrik (watt) V = teganangan listrik
(Volt) I = arus listrik (Amper) R = tahanan (Ohm) atau P= atau P =
I2 . R
3. Peralatan Yang Digunakan Pencatu daya DC 0-60Volt Tahanan 2 x
100/5W Voltmeter DC Saklar Papan percobaan
-
Kabel penghubung
4. Langkah Kerja 4.1.Teliti semua peralatan/ komponen sebelum
digunakan 4.2.Siapakan tabel untuk data percobaan ini 4.3.Buat
rangkaian seperti gambar 4-1
Gambar 4-1 4.4.Hitung tegangan maksimum yang digunakan dalam
percobaan ini berdasarkan data tahanan 4.5.Tentukan 5 macam harga
VS dengan catatan tidak boleh lebih dari tegangan maksimum yang
diperbolehkan (4.4) 4.6.Tutup saklar S, catat arus dan tegangan
serta hitung P. sesuai tabel 4.7.Ubahlah rangkaian menjadi seperti
gambar 4-2
Gambar 4-2 4.8.Lakukan langkah 4.4 samapai dengan 4.6
4.9.Rangkaian 4.2 diubah menjadi rangkaian parallel seperti gambar
4-3
Gambar 4-3 4.10. Seperti 4.8
5. Tugas dan Pertanyaan 5.1.Bandingkan ketiga percobaan ini dan
analisalah bila R1 R2 5.2.Analisalah gambar karakteristik P = f (I)
dan P = f (V) pada tahanan dari ketiga percobaan 5.3.Jelaskan apa
yang terjadi pada lampu L1 dan L2, bila S rangkaian ini ditutup
?
5.4.Suatu motor dengan name plate 20Volt, 0.2A akan dioperasikan
dengan sumber tegangan 220Volt. Disediakan komponen tahanan yang
lengkap (dengan nilai/harga yang ada dipasaran) yang masing-masing
mempunyai rating daya 5 watt. Bagaimana caranya agar motor tersebut
dapat bekerja dengan daya nominal ?
1. Tujuan Selesai melaksanakan percobaan praktikan deharapkan
dapat : Menerangkan terjadinya rugi tegangan pada konduktor
Menentukan cara-cara untuk memperkecil rugi tegangan Menghitung
rugi tegangan pada konduktor
2. Pendahuluan Tenaga listrik disalurkan melalui konduktor dari
tempat pembangkit/ sumber listrik ke lokasi beban.
Kerugian-kerugian pada konduktor merupakan rugi tegangan dan rugi
daya. Dimana besar besarnya bergantung dari arus yang mengalir pada
konduktor tersebut. Rugi tegangan menyebabkan rugi daya listrik
yang berubah menjadi energy panas (dalam waktu tertentu)
Faktor-faktor yang mempengaruhi rugi tegangan pada konduktor yang
dialiri arus listrik tertentu adalah : Penampang konduktor Tahanan
jenis konduktor Panjang konduktor
Nilai rugi tegangan dapat dicari sebagai berikut ; Vd = I . R Vd
= I . (Volt)
Keterangan : Vd = rugi tegangan (volt) I = arus pada konduktor
(amper) = tahanan jenis konduktor (mm2/m)
A = luas penampang konduktor (mm2) Pada pelajaran instalasi
listrik, rugi tegangan ditunjukkan dalam % eV = dimana : eV = rugi
tahanan % V = tegangan sumber (volt) x 100%
3. Peralatan Yang Digunakan Pencatu daya DC 0-60Volt Voltmeter
DC Ampermeter DC Lampu 12V/0.25A Konduktor dari bahan : tembaga
(code 3;5;8) Chrom-nikkel (code C;D;F) Kabel penghubung pendek
4. Langkah Kerja 4.1.Teliti semua alat/komponen sebelum praktek
dimulai 4.2.Buat rangkaian seperti gambar 4.1
4.3.Lakukan pengukuran sesuai dengan tabel 1 dan 3
5. Tugas dan Pertanyaan 5.1.Berikan penjelasan tentang keadaan
lampu dalam percobaan ini 5.2.Terangkan terjadinya rugi tegangan
pada saluran konduktor 5.3.Menurut saudara, manakah yang paling
baik sebagai penghantar listrik dari dua bahan yang digunakan dalam
percobaan? Jelaskan ! 5.4.Tentukan cara-cara untuk memperkecil rugi
tegangan! 5.5.Sebuah motor listrik untuk pompa air dengan arus
nominal 2A, dikontrol pada jarak 80m dengan sumber tegangan 220Volt
dan menggunakan penghantar tembaga NYM 2 x 1.5mm2 menurut peraturan
umum instalasi listrik, apakah rugi tegangannya diijinkan?
Jelaskan!
Data Percobaan Tabel 1 Konduktor dari bahan tembaga Code I (mA)
Vd1(volt) Vd2(volt) Vb (volt) Rk =.. () 3 5 8 = 4m ;d=0,5mm2 = 8m
;d=0,5mm2 = 4m ;d=0,75mm2 Kondidi L Keterangan
Tabel 2 Konduktor dari bahan chrom nickel Code I (mA) Vd1(volt)
Vd2(volt) Vb (volt) Rk =.. () C D F = 4m ;d=0,8mm2 = 4m ;d=0,4mm2 =
8m ;d=0,4mm2 Kondidi L Keterangan
1. Tujuan Setelah selesai percobaan pratikan diharapkan dapat :
Menggambar karakteristik V-I dari bermacam-macam resistor seperti
NTC, PTC, VDR, Resistor karbon film, Resistor wire wound
Menggambarkan karakteristik R = f (t) dari PTC Memilih salah satu
jenis resistor sesuai dengan keperluan pemakaian
2. Pandahuluan Resistor adalah salah satu komponen yang sering
digunakan dalam rangkaian elektronika dan beberapa pada rangkaian
listrik. Ada beberapa jenis resistor dengan keistimewaannya
masing-masing dipakai menurut sifat dari rangkaiannya sendiri,
misalnya ; a. Resistor korbon film, mempunyai stabilitas yang lebih
baik dibandingkan dengan resistor karbon b. Resistor wie wound,
dibandingkan dengan resistor karbon maupun dengan resistor karbon
film, resistor wire wound memiliki beberapa kelebihan : lebih
spesisi, lebih stabil dan memungkinkan diperoleh resistor non
induktif c. Resistor NTC (Negatif Temperature Coefisien) Harga
resistansinya akan berkurang dengan adanya kenaikan temperatur d.
Resistor PTC (Positif Temperature Coefisien) Harga resistansinya
akan bertambah dengan kenaikan temperatur e. VDR (Voltage Dependent
Resistor) Harga resistansinya berkurang dengan kanaikan tegangan
yang dipasang padanya. Dengan demikian dapatlah dipilih jenis
resistor yang tepat untuk suatu rangkaian dengan sifat tertentu dan
tentu pula mengingat harga resistansi dari disipasi daya yang
dibutuhkan Contoh :
Untuk mengendalikan agar temperature dalam ruangan pemanas
stabil, diperlukan sebuah resistor PTC yang dipasang seperti gambar
berikut :
Besar resistansi dan disipasi daya dari PTC bergantung dari
berapa daya dan tegangan pemanas bekerja. Besar resistansi terhadap
perubahan temperature dapat dirumuskan sebagai berikut :
Rt = RO { l + (t tO)}Rt = Resistansi pada temperature toC RO =
Resistansi pada temperature 0oC t tO = Koefisien temperature bahan
= Temperature toC = Temperature 0oC
3. Alat dan Bahan 1. Resistor : Karbon film 100, 0.5watt Wire
wound 10, 5 watt NTC 170 VDR 150V/1mA 2. Lampu pijar 12V, 3watt 3.
Sumber tegangan DC 0-60 watt 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1
buah
4. Volt meter 5. Amper meter 6. Papan percobaan 7. Saklar 8.
Kabel penghubung
1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1buah
4. Langkah Percobaan 1. Buatlah rangkaian seperti gambar berikut
ini dengan R adalah Resistor karbon film 100, 0.5 watt
2. Ukur harga-harga V dan I untuk harga V dari 0, 1, 2 sampai 6
volt 3. Catat hasil pengukuran pada tabel 1 terlampir 4. Lakukanlah
seperti langkah 1, 2, dan 3 untuk resistor-resistor : a. Wie wound
10/5watt dengan V sampai 6 volt b. NTC 170 dengan V diatur dari nol
sampai 9 volt c. VDR dengan V diatur sapai arus yang mengalir
sebesar 1 mA d. PTC yang menggunakan lampu 12 volt, 3 watt,
sebelumnya ukur lebih dahulu resistansi lampu dengan ohm meter
5. Tugas dan Pertanyaan 1. Gambarlah karakteristik V-I untuk
masing-masing resistor pada kertas grafik dan gambar pula
karakteristik R = f (t) dari lampu 12V/3 watt dengan
pendekatan resistansi lampu diukur sebelum percobaan adalah
resistansi pada suhu kamar 2. Berdasarkan
karakteristik-karakteristik diatas, terangkan perbedaan
resistorresistor tersebut 3. Jelaskan cara mempersempit jangkauan
harga resistansi dari resistor NTC pada perubahan temperature yang
sama 4. Bagaimana cara memperoleh resistor non induktif ? 5.
Berikanlah contoh pemakaian dari masing-masing resistor!
DATA PERCOBAAN Tabel 1 Resistor karbon film No V (volt) 1 2 3 4
5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 I (Amper) R = (Ohm) Tabel 2 Resistor wire wound
No V (volt) 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 Tabel 4 R = (Ohm) VDR No V
(volt) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 50 75 100 125 130 135 140 145 150 I
(Amper) R = (Ohm) I (Amper) R = (Ohm)
Tabel 3 NTC 170 No V (volt) 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6
I (Amper)
Tabel 5 Lampu pijar 12 volt No V (volt) I (Amper) 1 2 3 4 5 6 7
0 1 2 3 4 5 6
R = (Ohm)
1mA
1. Tujuan Pada akhir percobaan praktik diharapkan dapat :
Menghitung dan membuktikan penyaluran daya secara maksimun dari
suatu pencatu daya Membuat grafik P = f (RL) dari data percobaan
dan mencari effesiensinya Mencari tahanan dalam pencatu daya pada
saat menyalurkan daya maksimum
2. Pendahuluan Ada bermacam-macam bentuk sumber tegangan/pencatu
daya antara lain ; Electrochemical (baterai), electrical
(generator), dan transformator, electronic (penyearah pencatu daya
yang dapat diatur dsb), yang mana kesemuanya itu digambarkan dalam
bentuk rangkaian equivalent sbb: Gambar 1 Keterangan : E = emf
(tegangan sumber) = tegangan terminal RS RL I = tahanan dalam
sumber = tahanan bebas = arus yang diberikan oleh sumber
Idealnya yang dikatakan sumber tegangan adalah suatu pencatu
daya yang mempunyai tegangan terminal konstan dan tidak tergantung
dari banyaknya arus yang dikeluarkan sumber tegangan. Kondisi ini
bias dicapai bila tahanan dalam dari sumber tegangan yang sama
dengan nol dan tegangan keluarannya sama
dengan tegangan sumber (EMF). Dalam kenyataannya kita tidak
pernah mendapat sumber tegangan yang mempunyai tahanan dalam nol,
oleh karena itu tegangan keluarnya pasti lebih kecil daripada
tegangan sumber sendiri. Hal ini disebabkan oleh kerugian tegangan
pada tahanan dalam sumber (lihat gambar 2)
Penyaluran daya maksimum dari sumber ke beban dalam banyak hal
sangat dibutuhkan. Untuk menentukan kapan suatu sumber dapat
menyalurkan daya maksimal dibutuhkan pemecahan secara matematis
atau cara praktis (praktek) Dari gambar 1 didapat persamaan : E = +
I RS
= I.RL + I.RS = I (RL + RS) I = I2 =
(
)
(
)2
I2RL =
(
)2
PL =
(
)2
PL = Daya yang diterima beban
Dari persamaan diatas dapat di gambarkan PL f (RL) sbb :
Secara matematis PL = f (RL) diatas akan mencapai harga maksimum
bila turunan pertamanya sama dengan NOL.
PL =
( (
)2 ) ( ( ) )
=
=
= 0 (sarat maksimum)
(RL + RS)2 . E2 2 (RL + RS) . RL . E2 = 0 (RL2 + 2RLRS + RS2) E2
(2RL + 2RS) . RL . E2 = 0 E2RL2 + 2E2RL + E2RS2 2RL2 . E2 2RLRS .
E2 = 0 E2RL2 + E2RS2 = 2RL2 E2 E2RS2 E2RL2 = 0 E2RS2 = E2RL2 RS =
RL kondisi maksimum Pada pencatu daya arus bolak balik keadaannya
hamper sama hanya tahanan dalamnya mengandung induktif (lihat
gambar 4)
Tahanan dalam dari rangkaian gambar 4 merupakan impedensi (ZS)
yang besarnya ZS = RS + jXs I= I=/I/=( )
(
)
Daya yang diberikan ke RL : PL = I2RL =( ( ) )2
Syarat maksimum RL =
=0
RL = | |
Kondisi maksimum
Daya yang diberikan ke beban tidak lepas dari soal effisiensi.
Efisiensi () adalah perbandingan antara daya yang diterima beban
dan daya yang diberikan oleh pencatu daya.
=
. 100 % .(3)
= effesiensiPL = daya yang diterima PS = daya yang dikirimkan
oleh sumber (pencatu daya)
=
=
(
)
=
(
)
. 100%
RS = RL (Kondisi Maksimum)
=
. 100% = 50%
(kondisi maksimum)
3. Peralatan yang digunakan Baterai 1.5Volt Transformator 500mA,
220/3 V Ampermeter Voltmeter Ohmmeter Tahanan geser
4. Langkah kerja Buat rangkaian seperti gambar dibawah ini
(gambar 4-1)
-
Ukur arus, tegangan dan tahan beban dari gambar 4-1 dan hasilnya
masukkan dalam data percobaan tabel 1 Catatan : Setiap mengatur
tahanan beban, saklar (S) harus terbuka Mesing-masing lama
pengukuran tidak boleh lebih dari 10 detik Tahanan beban diatur
sampai tahanan yang terkecil (0.25)
-
Buat rangkaian seperti gambar dibawah ini (gambar 4-2)
-
Ukur arus,tegangan dan tahanan beban dari gambar 4-2 dan
hasilnya masukkan dalam data percobaan tabel 2 Catatan : Setiap
mengukur tahanan beban, saklar (S) harus terbuka Masing-masing lama
pengukuran tidak boleh lebih dari 10 detik Tahanan beban diatur
sampai pada tahanan yang terkecil (0.25)
5. Tugas dan Pertanyaan 5.1.Tabel yang masih kosong harus diisi
dengan perhitungan dan rumusnya sudah tercantum 5.2.Berubahkah
nilai tahanan dalam pencatu daya pada setiap pembebanan ? kenapa
demikian ? 5.3.Berapa besar tahanan dalam pada saat catu daya
menyalurkan daya maksimum ? (gambar 4-1) dan (gambar 4-2) 5.4.Dari
gambar 4-2 cari besarnya XL dan RS 5.5.Buatlah grafik PL f (RL)
dari gambar 4-1 dan gambar 4-2 5.6.Pada rangkaian apa penyaluran
daya maksimum ini di utamakan ( betulbetul diperhatikan). Berikan
contoh !
1. Tujuan Setelah percobaan praktikan diharapkan dapat : a.
Melihat bentuk-bentuk gelombang listrik dalam layar osiloskop b.
Mengukur besar tegangan maksimum maupun puncak-puncak dari
masingmasing bentuk gelombang listrik c. Mengukur besar frekuensi
d. Mengukur beda phasa dengan metode dua saluran dengan metode X-Y
e. Mengukur perbandingan frekuensi dari dua gelombang listrik
2. Pendahuluan Osiloskop adalah alat ukur listrik yang
menunjukkan besaran diukur sesungguhnya, berbeda dengan alat ukur
listrik lainnya yang mengukur besaran efektifnya. Dari besaran
sesungguhnya terukur dapat diketahui besar tegangan maksimum dan
tegangan puncak maupun besar frekuensinya, missal besaran terukur
berbentuk sinusoida seperti gambar 1 berikut Vm = tegangan maksimum
(volt) Vp p = tegangan puncak ke puncak (volt) T = waktu 1 periode
(detik) f= (Hertz)
Gambar 1
Untuk melihat bentuk gelombang listrik gambar 1 hanya diperlukan
osiloskop satu saluran, tetapi jika diperlukan melihat 2 bentuk
gelombang listrik atau lebih diperlukan osilosko 2 saluran atau
lebih. Pemakaian osiloskop 2 saluran untuk mengukur beda phasa akan
menghasilkan gambar 2 berikut
= sudut beda phisa
Jika osiloskop diatur pada kedudukan X-Y, pada layar akan tampak
diantaranya seperti gambar 3 (gambar Rissayous)
Besar beda phasa= arc. Sin
Gambar 3 Juga denga metoda X-Y dapat ditentukan perbandingan
besar frekuensi 2 gelombang listrik, yang salah satunya dapat
dicontohkan sebagai berikut (gambar 4) Perbandingannya adalah =
Dimana : fX = frekuensi pada colok x fY = frekuensi pada colok
y
nX = jumlah lengkung yang menyinggung horizontal nY = jumlah
lengkung yang menyinggung vertikal garis garis
Gambar 4 Disampaikan kegunaan diatas ada satu hal yang sangat
menguntungakan adalah resistansi masuknya sangat besar, umumnya
diatas 1m
3. Alat dan Bahan a. Resistor 33k, 1 buah b. Kapasitor 0.01 F, 1
buah c. Transformator 220/3Volt, 1 buah d. AFG (Audio Frequensi
Generator) e. Osiloskop 2 saluran f. Kabel secukupnya
4. Langkah Percobaan ; a. Percobaan menghitung osiloskop 1.
Siapkan sebuah osiloskop 2 saluran, tanpa sumber AC. Amati
osiloskop tersebut dan jawablah pertanyaan di bawah ini dengan
berpedoman pada buku petunjuk pemakaian osiloskop (lihat gambar
5)
Sebutkan fungsi dari tombol-tombol yang bernomor : 13, 12, 14,
19, 15, 6, 1 dan 11, 3 dan 9, 4 dan 5, 7 dan 8, 21 dan 22 serta 24,
2 dan 10 2. Tombol power (13) pada posisi off, yakinkanlah posisi
pemilih tegangan pada posisi 220Volt, masukkan kabel suplay
disumber AC 220Volt 3. Putar tombol power keposisi on, lihat apakah
lampu (12) sudah menyala dan tunggu sekitar 30 detik 4. Putar
tombol indensitas kira-kira sekitar setengah putaran penuh.
Periksalah tombol level (19) apakah sudah pada posisi :Pull-Audio,
jika belum tariklah secara perlahan dan putarlah kekanan atau
kekiri, sehingga pada layar tampak garis cahaya, (tombol sweep
time/Div tidak pada X-Y). jika garis cahaya belum tampak, atur
tombol position (1 atau 11) dengan kombinasikan mengatur tombol
(12), atur intensitas (tombol 14) dan focus (tombol 15) untuk
mendapatkan garis cahaya yang tipis dengan keterangan yang cukup.
5. Jika garis tidak sejajar dengan skala horizontal maka aturlah
sekrup pada tombol intensity (24) hingga garisnya sejajar. 6.
Masukkan prode (colok) pada saluran Ch 1 (2) dan Ch 2 (10),
sesuaikan selktor Mode (6) pada posisi dual) 7. Kalibrasi skala
Volt divisi, masukkan kedua ujung prode pada jack Cal (23) dengan
pemilih besar diukur (3 dan 9) pada posisi DC.
Selector Sweep time/Div. pada 1Volt dan atur pula tombol
Variabel (5 dan 8), sehingga pada layer tampak gelombang kotak
dengan tinggi 1 divisi. Ubahlah posisi saklar Volt/Div pada 0.2V,
maka tinggi gelombang harus 5 divisi Selanjutnya tombol Variabel (5
dan 8) tidak boleh diubah-ubah selama pengukuran 8. Kalibrasi Sweet
time/Div, caranya sama dengan langkah no 7. Pikirkan dan
praktekkan, secara laporkan pada langkah kerja yang saudara buat.
9. Lepaskan kedua ujung probe dari jack Cal (23) Osiloskop siap
untuk digunakan. b. Mengukur besar tegangan dan frekuensi 1.
Osiloskop pada percobaan A, gunakan salah satu saluran saja,
sehingga saklar MODE perlu disesuaikan dengan saluran yang akan
digunakan. Ukur tegangan keluaran dari AFG dengan voltmeter sebesar
5Volt, serta atur frekuensinya 1KHz 2. Ukur keluaran AFG dengan
osiloskop, atur skala Volt/divisi maupun Sweep time/div. sehigga
diperoleh gambar yang jelas 3. Gambar bentuk-bentuk gelombangnya
pada kertas millimeter blok lengkap dengan skala volt/div dan sweep
time/divnya 4. Tunjukkan berapa tegangan maksimum dan tegangan
puncak ke puncak yang terlihat pada layar dari masing-masing
gelombang 5. Tunjukkan pula harga besar frekuensi yang ditunjukkan
pada layar osiloskop c. Mengukur beda phasa 1. Rangkaian seperti
gambar 6 berikut ini :
Gambar 6 2. Ukur AFG pada sinusoida 1KHz dan tegangannya 2 volt,
atur pula osiloskop pada mode Dual dan skala sweep time/div,
demikian sehingga diperoleh gambar yang jelas 3. Gambar bentuk
gelombangnya lengkap dengan skala volt/div dan sweep time/div,
tunjukkan besar beda phasanya 4. Ubah saklar sweep time/div pada
posisi X-Y, dengan saklar pemilih 3 dan 9 pada posisi ground, atur
tombol posisi sehingga diperoleh titik cahaya ditengah skala sumbu
5. Ubah pemilih 3.9 ke posisi AC. Gambar hasil pengukuran lengkap
dengan skala volt/div dan sweep time/div serta hitung beda
phasanya! d. Pengukuran frekuensi dengan lissayous 1. Buat
rangkaian seperti gambar 7 dibawah ini :
2. Atur tegangan keluaran AFG sama dengan 3 volt.
Osiloskop diatur seperti pada cobaan c 3. Atur frekuensi AFG
hingga didapat gambar pada layar seperti :
4. Hitung perbandingan frekuensi trafo dengan frekuensi AFG;
bandingkan dengan yang tertera dalam skala AFG 5. Matikan osiloskop
dengan skala volt/div pada skala terbesar
5. Pertanyaan a. Gambarkan proses terjadinya gambar lissayous
percobaan d, 3 a? b. Berapa beda phasa antara AFG dengan trafo pada
percobaan d, 3, b? c. Sebutkan keuntungan dan kerugian osiloskop
sebagai pengukur tegangan!
1. Tujuan Percobaan Pada akhir percobaan praktikan diharapkan
dapat : Menerangkan proses pengisian dan pengosongan kapasitor pada
rangkaian arus searah Menggambar grafik pengisian dan pengosongan
kapasitor pada rangkaian arus searah V = f (t) dan I = f (t)
Menghitung harga kapasitor dari rangkaian seri ataupun parallel
dengan menggunakan metode pengisian kapasitor
2. Pendahuluan Kapasitor merupakan salah satu komponen yang
banyak digunakan pada rangkaian listrik maupun elektronika.
Kapasitor mempunyai kemampuan menyimpan energy listrik kemampuan
ini disebut kapasitansi 2.1.Hubungan antara tegangan, arus dengan
waktu 2.1.1. Hubungan antara tegangan dengan waktu pada rangkaian
tahanan (lihat gambar 1.a dan gambar 1.b)
Keterangan ; T1 = saat saklar ditutup (ON)
T2 = saat saklar dibuka (OFF) Jadi terlihat pada rangkaian
tahanan, begitu saklar ON, tegangan dan arus pada tahanan akan
langsung maksimum dan saat saklar OFF tegangan dan arus pada
tahanan langsung manimum. 2.1.2. Hubungan antara tegangan, arus
dengan waktu pada rangkaian kapasitor a. Pengisian kapasitor Lihat
rangkaian kapasitor gambar 2.
Pada saklar ditutup (ON) maka tegangan Vc mulai naik dari 0
terus membesar sesuai dengan fungsi waktu. (lihat gambar 3)
Gambar 3 Rumus ; Vc =
)
Vc = V (1 Keterangan ;
Vc = tegangan pada kapasitor (volt) V = tegangan sumber (volt) t
= waktu pengisian (detik)
= exponensial ( = 2.718)R = tahanan (ohm) C = kapasitansi
(Farad) Secara praktis, pada saat waktu yang dibutuhkan dalam
pengisian kapasitor t = RC, maka tegangan kapasitor mencapai 63
tegangan maksimum pada kapasitor Keterangan : t = time constant
(detik) R = tahanan (ohm) C = kapasitor (Farad) Pada saat 5t = 5RC
detik, tegangan lkapasitor mencapai 99.3, pada saat ini tegangan
pada kapasitor maksimum Demikian juga pada arus yang mengalir pada
rangkaian RC (lihat gambar 4) dari
Gambar 4 Perubahan harga arus pada rangkaian RC adalah fungsi
waktu, keadaan tersebut dapat diturunkan melalui rumus : i = Imax .
keterangan ; i = besar arus (pada saat t) yang mangalir pada
kapasitor (amper) Imax = arus maksimum yang mengalir pada kapasitor
(amper)
= exponensial (( = 2.718)t = waktu pengisian (detik) R = tahanan
(ohm) C = kapasitansi (Farad) Secara praktis, pada saat t = RC
besar arus yang mengalir pada kapasitor = 36 arus maksimum dan pada
saat 5 = 5RC detik, arus yang lewat kapasitor mendekati nol (boleh
dikatakan nol) b. Pengosongan Kapasitor
Rumus pengosongan kapasitor : e = Emax t = Imax 2.2.Hubungan
Kapasitor 2.2.1. Kapasitor dalam hubungan parallel -
Gambar 6
QT = Q1 + Q2 + Q3 CTVT = C1V1 + C2V2 + C3V3 V = V1 = V2 = V3
Maka : CT = C1 + C2 + C3 Secara umum rumus kapasitor dalam hubngan
parallel adalah : CT = C1 + C2 + C3 + ..+ Cn 2.2.2. Kapasitor dalam
hubungan seri Q=C.V
Gambar 7 V = V1 + V2 + V3 = = + +
QT = Q1 = Q2 = Q3 Maka : = + +
Secara umum rumus kapasitor dalam hubungan seri adalah : = + + +
+
3. Peralatan yang Digunakan Pencatu daya DC 0-60 volt
-
Voltmeter DC Ampermeter DC Tahanan 100 k/0.5W Kapasitor : 470
/50V 1000F/50V
-
Saklar Papan percobaan Kabel penghubung
4. Langkah Kerja 4.1.Teliti semua alat/komponen sebelum praktek
dimulai 4.2.Buat rangkaian pengisian kapasitor seperti gambar :
Gambar 8 4.3.Lakukan pengukuran sesuai dengan tabel 1
4.4.Pindahkan saklar S dari posisi A ke posisi B, sehingga
rangkaian menjadi. Rangkaian pengosongan kapasitor (lihat
gambar)
Gambar 9 4.5.Lakukan pengukuran sesuai dengan tabel 2 4.6.Buat
rangkaian kapasitor sesuai dengan gambar 10 dan 11
4.7.Lakukan pengamatan sesuai dengan tabel 3 dan tabel 4
5. Tugas dan Pertanyaan 5.1.Terangkan bagaimana proses pengisian
dan pengosongan pada kapasitor 5.2.Terangkan apa yang dimaksud Time
Constant Apakah ada perbedaan Time Constant untuk pengisian dan
pengosongan kapasitor, terangkanlah! 5.3.Buatlah grafik V = f (t)
dan I = f(t) untuk pengisian dan pengosongan kapasitor
5.4.Bandingkan antara rangkaian kapasitor dengan rangkaian
tahanan pada hubungan seri dan parallel 5.5.Bila kita menggunakan
voltmeter dengan tahanan dalam yang rendah, maka pada saat kita
mengukur pengisian kapasitor apa yang terjadi pada rangkaian
tersebut. 5.6.Hitung kapasitansi total pada gambar dibawah ini : C1
= 30 pF C2 = 10 pF C3 = 20 pF
5.7.Diketahui : C1 = 4 F C2 = 2 F C3 = 2 F
Hitung ; a. Kapasitansi total b. Time constant pada rangkaian
tersebut c. Setelah gejala peralihan selesai t = 5RC, hitung
tegangan pada masing-masing kapasitor.
DATA PERCOBAAN Tabel 1 Pengisian Kapasitor No Waktu Pengisian
(detik) Tegangan Kapasitor 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5 10 20
30 40 50 75 100 150 200 250 300 350 400 Arus (A) Waktu pengisian
Tegangan VC=V(I-- ) Arus IC=Im-pengukuran Ket
Tabel 2 Pengosongan Kapasitor No Waktu Pengisian (detik)
Tegangan Kapasitor (volt) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 0 5
10 20 30 40 50 75 100 150 200 250 300 350 400 Arus (A) Waktu
pengisian Tegangan i=Vm.Arus i=Im-pengukuran Ket
Tabel 3 Kapasitansi total pada hubungan seri No C1 (F) C2 (F) VC
saat t = RC (volt) 1 2 3 Harga Rata-rata Waktu pengisian (detik) =
CTotal + (F) Perhitungan CTotal CT = (F)
Tabel 4 Kapasitansi total pada hubungan parallel No C1 (F) C2
(F) VC saat t = RC (volt) 1 2 3 Harga Rata-rata Waktu pengisian
(detik) CTotal CT = C1 + C2 (F) Perhitungan CTotal CT = (F)