PERCOBAAN 12 RANGKAIAN LC DAN RESONANSI I. Tujuan Mengetahui sifat dari rangkaian LC sebagai fungsi frekuensi. II. Pengantar Sif at dar i kap asit or dan ind ukt or tel ah dib aha s pad a per cob aan sebelum nya. Ketika sebuah induktor dan kapasitor, bersama dengan resistor, dari rangkaian RLC seperti yang ditunjukkan pada gambar 1!1"a#, hubu ngan fase antara $ L dan $ C ditunjukkan pada gambar 1!1"b#. (a) %iagram rangkaian "b# &ubunganfase Gambar 12-1 Rangkaian RLC seri 'mpedansi ( dari rangkaian di atas adalah )ada persamaan di atas diasumsikan bah*a $ L lebih besar dari $ C . +ika tidak, itu bias menjadi "$ C !$ L #. %alam rangkaian LC, baik L atau C harus memiliki tanda minus. lasan untuk tanda minus adalah perbedaan fase antara L dan C sebesar1-derajat. Contoh / )ada gambar 1!1, R 0 ohm, $ L 0 1ohm dan $ C 0 2ohm.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Mengetahui sifat dari rangkaian LC sebagai fungsi frekuensi.
II. Pengantar
Sifat dari kapasitor dan induktor telah dibahas pada percobaan sebelumnya.Ketika sebuah induktor dan kapasitor, bersama dengan resistor, dari rangkaian
RLC seperti yang ditunjukkan pada gambar 1 !1"a#, hubungan fase antara $ L dan$ C ditunjukkan pada gambar 1 !1"b#.
(a) %iagram rangkaian "b# &ubunganfase
Gambar 12-1 Rangkaian RLC seri
'mpedansi ( dari rangkaian di atas adalah
)ada persamaan di atas diasumsikan bah*a $ L lebih besar dari $ C. +ika tidak, itu bias menjadi "$ C!$ L#. %alam rangkaian LC, baik L atau C harus memiliki tandaminus. lasan untuk tanda minus adalah perbedaan fase antara L dan C sebesar 1- derajat.
Contoh /
)ada gambar 1 !1, R 0 ohm, $ L 0 1 ohm dan $ C 0 2 ohm.
+ika $ L 0 $ C ,kemudian ( 0 ohm yang sama seperti R , $ L dan $ C membatalkansatu sama lain. Ketika R, L dan C terhubung secara paralel, karakteristik rangkaian dapat dilihat pada gambar 1 ! .
"a# Rangkaian "b# %iagram )hase
Gambar 12-2 Rangkaianparalel RLC
'mpedans irangkaian adalah
Ketika ' L 0 ' C , arus benar!benar membatalkan satu sama lain dan ' 3 0' R .
Catatan :
Resistor R pada rangkaian dapat menjadi sebuah resistor eksternal atau kerugiankomponen pada L dan C. &al ini berarti R mengalami kerugian komponen dari Ldan C, sehingga besar nilai R menjadi sangat tinggi. &al ini berarti ketika ' L 0 ' C
"$ L 0 $ C# arus yang diberi dari sumber terlalu kecil. Keadaan seperti ini disebutresonansi LC paralel dan frekuensinya disebut frekuensi resonansi.
Sejauh ini secara ringkas dapat dikelompokkan menjadi / impedansi rangkaian LCseri bersifat minimum ketika $ L 0 $ C. impedansi rangkaian LC paralel bersifatmaksimum ketika $ L 0 $ C. Rangkaian RLC seri dan respon frekuensi dapat dilihat
)ada gambar 1 ! "b# .jelas bah*a besarnya arus yang maksimum pada frekuensiresonansi 4o karena ini adalah di mana $ L dan $ C membatalkan satu sama lain.5leh karena itu, R menjadi impedansi rangkaian dan ' 5 06 7 ( 0 6 7 R.Meningkatnya frekuensi atau penurunannya berpusat di sekitar 4o, arus rangkaian
ber8ariasi dengan cepat. Rasio antara 4o dan band*idth yang secara grafisdidefinisikan dalam gambar, disebut ! pada rangkaian. )ada gambar, 9digunakan untuk me*akili selekti8itas frekuensi dari rangkaian. 5leh karena itu /
∗ :oard mount :R!∗ :oard ;5! @ "LC C'RCA'3 and R6S5; ;C6#∗ <enerator fungsi∗ Multimeter digital∗ 5siloskop∗ Kabel koneksi
I*. Lang)a( )erja
1. )asang board ;5! @ ke board mount
Gambar 12-+ %iagram pengukuran dari percobaan rangkaian RLC
Per, baan rang)a'an RLC er' :
. Mengacu pada gambar 1 !B dan 1 ! , hubungkan keluaran "output# darigenerator fungsi ke terminal dimana semua keluaran itu diindikasikandengan DfE di sisi kiri ba*ah dari papan. tur generator fungsi menjadigelombang sinus KhF dan Gp!p. +uga hubungkan C&!1 dan C&!dari osiloskop ke papan.
Gambar 12- )erangkat untuk pengukuran resonansi paralel " #
2. Kembali pada rangkaian gambar 1 !- dan ulangi langkah nomor .
Kara)ter' t') Im e&an ' &an 3re)uen ' a&a rang)a'an LC R
1 . Membuat koneksi per gambar 1 !1 dengan garis 8ariasikan frekuensigenerator fungsi dan mencari frekuensi resonansi G . &itung resonansi "9#
impedansi "(# dari rangkaian tangki. )astikan output dari generator dengankompensasi untuk mempertahankan keluaran konstan. 4rekuensi diperolehdari hubungan berikut.
Sehingga
11. Membuat koneksi per gambar 1 !1 dengan garis putus!putus. Rangkaianekui8alen ditunjukan pada gambar 1 !11. Cari frekuensi resonansi K danimpedansi paralel. Cari nilai resonansi "9#
rus pada rangkaian, ketika tegangan puncak pada resistor 1 I adalah sebagai berikut /
1 . %engan cara yang sama seperti di atas, tentukan arus pada rangkaian ' denganfrekuensi dari B K&F sampai B K&F dengan kenaikan K&F.<ambarlah sebuah grafik dari 4 8s. '. Alangi prosedur dengan menambahkantahanan 1 K I dan 1 K I pada saat dipasang paralel menjadi rangkaian
penuh. Saat keadaan manakah yang memberikan harga 9 lebih tinggi J
1 . <unakan elemen rangkaian pada gambar pada sisi kanan, hubungkanrangkaian!rangkaian pada gambar 1 !1 dan 1 !1 . :uatlah sebuah kur8ayang menunjukkan perbandingan 4 /6o.
Gambar 12-12 . Karakteristik Lo* )ass 4ilter
1=. :andingkan hasil dari langkah di atas dengan percobaan yang telah dilakukan pada langkah 1 )ercobaan @ "L)4# dan pada langkah 11 )ercobaan "&)4#. pa perbedaannya J
4ilter! filter terdiri dari R dan L atau R dan C yang memiliki efek pertama.Ketika frekuensi ganda " 1 oktaf#, terjadi perubahan pada output "keluarannya#dengan faktor atau . ;amun, filter LC memiliki efek urutan kedua. Ketikaterjadi perubahan frekuensi maka faktornya berupa , perubahan outputnya adalah
berupa = atau . 6fek kedua yang terjadi pada filter LC dapat ditunjukkandengan tingkat kemiringan yang lebih curam pada kur8a.
Gambar 12-1 . Karakteristik &igh )ass 4ilter
Rang)uman
1. 'mpedansi dari rangkaian LC adalah bernilai minimum ketika terjadiresonansi pada rangkaian. )ada kenyataannya, impedansi dari rangkaian paralel LC adalah bernilai maksimum ketika terjadi resonansi padarangkaian tersebut. )ada kedua kasus tersebut, diperlukan besar $ L 0 $ C
agar bias terjadi resonansi. 4rekuensi resonansi dapat ditemukan dari persamaan /
. Ketika frekuensi lebih rendah dari frekuensi resonansi "4r# maka terjadiresonansi pada rangkaian LC, dimana $ C lebih besar dari $ L dan rangkaian
ini terjadi resonansi yang bersifat kapasitif. Ketika frekuensi lebih tinggifrekuensi resonansi "fr#, maka $ L lebih besar dari $ C, dan secarakeseluruhan impedansi dari rangkaian adalah bersifat induktif.:erikut adalah hubungan antara $ C dan $ L yang ditunjukkan pada gambar di ba*ah ini /
Sifat pada gambar di atas menunjukkan bah*a resonansi pada rangkaiandapat dibuktikan pada gambar 1 !2 dan mengubah fungsi frekuensigenerator dari sampai 1 K&F. 3egangan pada 6 L dan 6 C dapatdiamati pada 5siloskop sebagai fungsi frekuensi.
. )ada rangkaian resonan LC paralel, energy dibebankan ke tangki berisolasi secara bolak!balik antara L dan C. Seperti halnya, sejumlahenergy kecil yang melalui resistansi %C dari L dan kerugian dielektrik diC pada setiap siklus. :erikut adalah ilustrasi yang terdapat pada gambar di.ba*ah ini/
=. :erdasarkan gambar, 9 pada resonan rangkaian RLC seri dapatdirumuskan 9 0 $ L 7 R, atau 9 0 6 C 7 6L atau 9 0 6 L 7 6' . %engan katalain, tegangan pada $ C atau $ L diperkuat oleh adanya faktor 9.
B. Resonan pada rangkain paralel, 9 0 ( 3ank 7 $ L , atau 9 0 ' L 7 'Sumber atau 9 0' C 7 'Sumber . %engan kata lain, arus pada rangkaian diperkuat oleh adanyafaktor 9.
. Menggunakan sifat frekuensi dari resonan rangkaian LC, rangkaian yangdihubungkan atau filter rangkaian yang dapat dimodelkan. %ua tipe filter ini adalah / Lo* pass dan high pass filter.