Modul 03_arus Bolak-balik 1k415m

MODUL 3 ARUS BOLAK-BALIK

Agri Faturahman / 10214091 Dwi Fitra H. S. W./13213016

TUJUAN 1. Menentukan Tegangan Efektif sumber /Catu Daya AC dan DC 2. Menentukan kapasitansi dari kapasitor, Induktansi dari Induktor, dan hambatan (resistansi) dari kapasitor, induktor, dan resistor 3. Menentukan Tegangan Total dan Impedansi Rangkaian R-L, R-C, dan R-L-C 4. Menentukan Frekuensi Resonansi pada rangkaian RLC

ALAT DAN BAHAN 1. Catu Daya DC dan Signal Generator/ Catu Daya AC (Masingmasing 1 buah) 2. Resistor dan Induktor (masing-masing 1 buah) 3. Bangku Kapasitor (1 buah) 4. Multimeter Digital (1 Buah) 5. LCR Meter (1 buah) 6. Kabel-Kabel Penghubung (Disesuaikan)

TEORI DASAR  Definisi Arus dan Tegangan Bolak-Balik Arus dan tegangan listrik bolak-balik atau alternating current (AC) yaitu arus dan tegangan listrik yang arahnya selalu berubah ubah secara kontinu/periodik terhadap waktu. Bentuk arus dan tegangan bolak-balik (AC) paling sederhana secara matematis dapat dituliskan sebagai persamaan sinusoidal, jika besarnya arus dan tegangan dinyatakan dalam persamaan :

TEORI DASAR Sifat Komponen Induktor dan Kapasitor   Induktor Secara sederhana definisi kapasitor adalah objek yang dirancang khusus untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk medan magnet Terdapat satu besaran pada induktor yang dinamakan Reaktansi Induktif yang didefinisikan sebagai berikut : Induktor jika diberi tegangan DC menjadi short circuit karena konstruksi induktor merupakan sebuah gulungan kawat dan sifat tegangan DC adalah konstan sehingga tidak mengghasilkan ggl induksi pada gulungan kawat tersebut. Jika diberikan tegangan AC, inductor akan bersifat sebagaimana mestinya sebagai hambatan karena adanya GGL induksi.

TEORI DASAR Kapasitor   Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan arus listrik di dalam medan listrik sampai batas waktu tertentu Terdapat satu besaran pada kapasitor yang dinamakan Reaktansi Kapasitif yang didefinisikan sebagai berikut : Jika diberikan tegangan DC maka kapasitor akan menjadi open circuit karena konstruksi kapasitor merupakan 2 pelat yang terpisah. Jika diberikan tegangan AC, kapasitor bersifat sebagaimana mestinya sebagai hambatan.

TEORI DASAR  Rangkaian R-L-C seri 1. Rangkaian R-L seri .Nilai tegangan pada Resistor : .Nilai tegangan pada Induktor : .Nilai tegangan total : .Impedansi :

TEORI DASAR   Rangkaian R-C seri 1. .Nilai tegangan pada Resistor : .Nilai tegangan pada Induktor : .Nilai tegangan total : .Impedansi :

TEORI DASAR  Rangkaian R-L-C seri Nilai tegangan total : Impedansi :

DATA DAN PENGOLAHAN DATA

DATA DAN PENGOLAHAN DATA

DATA DAN PENGOLAHAN DATA

DATA DAN PENGOLAHAN DATA

ANALISIS   Bandingkan nilai tegangan yang diperoleh saat kutub/probe pengukuran dibalik dan tidak dibalik untuk sumber AC dan DC. Mengapa hasilnya demikian?   Pada sumber AC ketika kutub/probe pengukuran dibalik, nilai tegangan yang terukur akan menunjukan nilai yang tetap karena nilai tegangan terukur dari sumber AC merupakan nilai tegangan efektif ( V efektif/Vrms) yang besarnya Pada sumber DC ketika kutub/probe pengukuran dibalik, nilai tegangan yang terukur akan bernilai sama namun terdapat tanda minus pada nilai tegangan terukur tersebut. Hal ini disebabkan ketika pengukuran dilakukan dengan probe terbalik, titik ground

ANALISIS Bagaimana pengaruh induktor dan kapasitor dalam rangkaian DC? Dalam rangkaian DC, induktor pada awalanya bekerja untuk melawan perubahan arus kemudian setelah semakin lama induktor akan berperan seperti “kawat” penghubung biasa. Dalam rangkaian DC, kapasitor pada awalnya akan mengalami proses pengisian muatan dan bertindak seperti kawat penghubung biasa. Setelah waktu yang lama, kapasitor akan bertindak seperti kawat terputus, sehingga Vc = V catudaya.

ANALISIS   Apakah tegangan rangkaian dihitung dengan cara yang sama untuk rangkaian DC dan AC? Jelaskan! Tegangan rangkaian dihitung dengan cara yang berbeda untuk rangkaian DC dan rangkaian AC. Pada rangkaian DC tegangan total pada rangkaian dapat dihitung langsung dengan cara VTOTAL = VR + VL + VC, sedangkan untuk rangkaian AC tegangan total tidak dapat dihitung langsung dengan cara tersebut karena terdapat perbedaan fase dari setiap komponen tegangannya. Untuk rangkaian AC, tegangan total dapat dihitung dengan menggunakan diagram fasor. Pada rangkaian sederhana seperti yang terdapat pada percobaan (rangkaian RLC seri), tegangan total dapat dihitung dengan persamaan

ANALISIS   Jelaskan pengaruh peristiwa resonansi (ketika nilai reaktansi kapasitif sama dengan reaktansi induktif) pada rangkaian RLC seri! Saat resonansi, nilai impedansi total akan bernilai minimum, karena nilai reaktansi kapasitif dan reaktansi iduktif ber nilai sama. Persamaan untuk amplitudo arus adalah , sesuai dengan persamaan ini dapat dilihat bahwa amplitudo arus akan bernilai maksimum jika, Z bernilai minimum. Sehingga pengaruh peristiwa resonansi pada rangkaian RLC seri adalah akan menyebabkan nilai amplitudo arus maksimum.

ANALISIS Mengapa pada rangkaian terjadi ketidaksesuaian nilai tegangan total saat menggunakan perhitungan fasor? Karena dalam eksperimen, komponen yang digunakan (kapasitor dan induktor) bukan merupakan komponen ideal, sehingga beda fasa masing-masing tegangan tidak tepat sama dengan 90o, sehingga rumus-rumus di atas yang digunakan untuk rangkaian RL, R-C, dan R-L-C sebenarnya kurang tepat untuk menghitung tegangan total pada eksperimen.

KESIMPULAN Kesimpulan dari percobaan modul 3 ini adalah sebagai berikut : 1. Nilai tegangan efektif untuk masing-masing sumber, sumber AC dan DC terlampir dalam tabel pada bagaian data dan pengolahan data. 2. Nilai kapasitansi kapasitor, induktansi induktor, dan resistansi dari resistor, induktor, dan kapasitor terlampir dalam tabel pada bagian pengolahan data. 3. Nilai tegangan total untuk masing-masing rangkaian (R-L. R-C, dan R-L-C) serta nilai impedansi untuk rangkaian R-L-C terlampir dalam tabel pada bagian data dan pengolahan data. 4. Nilai frekuensi resonansi adalah 101,789 Hz

PEMBAGIAN WAKTU Alokasiteori Waktu Meliputi pemberian TA, penjelasan dasar, praktikum, pengerjaan laporan 50

15

15

100

Tes Awal Pengambilan Data

Teori Dasar Pengerjaan Laporan

KENDALA DAN SOLUSI Nilai induktansi/kapasitansi tidak terukur pada RLC meter Pastikan RLC meter terpasang mode L/C pada switch dan port, begitu juga untuk pengukuran R

Nilai tegangan tidak terukur Pastikan rangkaian terpasang dengan benar Pastikan pada multimeter sudah ter-setting VAC untuk pengukuran tegangan AC, VDC untuk pengukuran tegangan DC, dst. Cek juga pemasangan port untuk pemasangan arus/tegangan, cek pula fuse pada multimeter.