modul rl2 lengkap

MODUL

MODUL

PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK IILABORATORIUM INSTRUMENTASI DAN ELEKTRONIKA

Oleh :

Asepta Surya Wardhana S.T., M.T

NIP. 198109092010121001SEKOLAH TINGGI ENERGI DAN MINERAL

Jl. Gajahmada No. 38 Cepu, Kabupaten Blora, Jawa Tengah, 58315

Telp. 0296-421897, Faks. 0296-425939

2015

DAFTAR ISI

Modul I ANALISA GELOMBANG AC .......................................1

1.1Tujuan .........................................................................1

1.2Keselamatan Kerja..........................................................1

1.3Teori Dasar......................................................2

1.4Bahan Dan Peralatan...................................................4

1.5Langkah Kerja ............................................5

1.6Hasil Pengamatan............................................7

Modul II RANGAKAIAN RESONANSI RLC...........................................8

2.1Tujuan .........................................................................8


2.3Teori Dasar......................................................8


2.5Langkah Kerja ............................................11


Modul III RANGKAIAN TRANSIEN .....................................................................13

3.1Tujuan .........................................................................13


3.3Teori Dasar......................................................13


3.5Langkah Kerja ............................................22


Modul IV PENGUKURAN DAYA AC.................................................................25

4.1Tujuan .........................................................................25


4.3Teori Dasar......................................................25


4.5Langkah Kerja ............................................28


Modul V PERBAIKAN FAKTOR DAYA..........................................................31

5.1Tujuan .........................................................................31


5.3Teori Dasar......................................................31


5.5Langkah Kerja ............................................34


LAPORAN PRAKTIKUM ...........................................36

1. ANALISA GELOMBANG ACI. TUJUAN Setelah melaksanakan praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat : Memahami fenomena utama di dalam arus AC melalui pengamatan bentuk gelombang dan pergeseran fase pada arus AC melalui Oscilloscope. Mempelajari cara kerja osiloskop dan generator sinyal Mempelajari penggunaan dan keterbatasan kemampuan alat-alat tersebut serta spesifikasinya Dapat menggunakan osiloskop sebagai pengukur tegangan, sebagai pengukur frekuensi dari berbagai bentuk gelombang yang dapat tergambar pada layar Dapat membandingkan sinyal input dan output dengan menggunakan osiloskop Dapat menggunakan generator sinyal sebagai sumber dengan beberapa bentuk gelombangII. KESELAMATAN KERJA1. Jangan bekerja sendirian jika bekerja dengan peralatan listrik yang bertegangan tinggi, peralatan yang menyimpan energi listrik, atau mesin-mesin yang dioperasikan dengan listrik seperti mesin bor.

2. Ketika merakit, membongkar, atau memodifikasi eksperimen atau proyek, aliran listrik harus diputus dari peralatan. Hubungkan titik-titik dengan tegangan tinggi ke tanah (grounding) dengan penghubung yang terinsulasi dengan baik. Ingat! Kapasitor dapat menyimpan energi dengan kuantitas yang membahayakan.

3. Lakukan pengukuran pada sirkuit aktif atau kapasitor dengan menggunakan alat ukur yang pegangannya terinsulasi dengan baik, serta menjaga salah satu tangan tetap di belakang tubuh atau di dalam saku. Jangan biarkan terjadi kontak antara bagian tubuh manapun baik dengan bagian manapun pada sirkuit maupun peralatan yang terhubung ke sirkuit.

4. Berhati-hatilah dalam menggunakan peralatan yang dapat menyebabkan arus pendek jika terhubung dengan elemen-elemen sirkuit yang lain. Gunakan hanya peralatan yang memiliki pegangan dengan insulasi yang baik.

5. Jika terjadi kontak antara seseorang dengan listriktegangan tinggi segera matikan sumber listrik. Jangan mencoba untuk menarik orang tersebut kecuali jika kita dalam keadaan terinsulasi. Jika korban tidak bernafas, segera beri CPR (bantuan pernafasan) secepatnya sampai korban tersadar, dan segera hubungi pihak rumah sakit.

6. Periksa spesifikasi kabel jika menggunakan arus tinggi. Pastikan timah yang digunakan dapat digunakan untuk tegangan tinggi. Demikian juga untuk timah-timah pada instrumen.III. TEORI DASARJika harga sesaat berubah secara sinusoidal terhadap waktu maka dikenal dengan gelombang sinus. Tegangan sinus dapat dinyatakan sebagai berikut :

v(t) = Em sin (t

Tegangan pada suatu hambatan akan sefase dengan arus yang melalui hambatan tersebut, sedangkan tegangan pada induktor atau kapasitor masing-masing akan mendahului atau ketinggalan dari arusnya sebesar ( /2 [rad].Cara mengukur pergeseran (beda fase) ada 2 macam, yaitu: Dual Trace dan Lissajous. Cara dual trace, yaitu dengan melihat selisih gelombang keluaran chanel 1 & chanel dari oscilloscope. Cara lissajous, yaitu dengan memutar bagian time/div oscilloscope pada posisi paling kanan sehingga akan dihasilkan bentuk lingkaran/elips. Gambar-gambar lissajous ini kemudian dibandingkan dengan gambar standar beda fase.

Osiloskop1. Mengukur TeganganKesalahan yang mungkin timbul dalam pengukuran tegangan, dapat disebabkan olehosiloskopnya sendiri seperti kalibrasi osiloskop yang sudah buruk dan kesalahanpenggunaan-nya, misalnya pengaruh impendansi input, kabel penghubung serta gangguanparasitik. Untuk mengurangi kesalahan yang disebabkan oleh impedansi input, dapatdigunakan probe yang sesuai (dengan memperhitungkan maupun dengan kalibrasi dariosiloskop).Besar tegangan sinyal dapat langsung dilihat dari gambar pada layar dengan mengetahuinilai volt/div yang digunakan. Gunakan skala tegangan V/div yang terkecil yang masihmemberikan gambar sinyal tidak melewati ukuran layar osiloskop.Osiloskop mempunyai impedansi input yang relative besar (1 M(, 10-50 pF) jadi dalammengukur rangkaian dengan impedansi rendah, maka impedansi input osiloskop dapatdianggap open circuit (impedansi input osiloskop tipe CRC 5401, 1 M( parallel dengan 30pF).

2. Mengukur Beda FasaPengukuran beda fasa antar dua buah sinyal dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:( dengan osiloskop dual trace, dan dengan metoda lissajous.Pengukuran beda fasa hanya dapat dilakukan pada sinyal dengan frekuensi yang tepatsama. Dengan Osiloskop Dual TraceSinyal pertama dihubungkan pada kanal A, sedangkan sinyal kedua dihubungkan pada kanal B dari osiloskop. Pada layar osiloskop akan terlihat gambar bentuk tegangan kedua sinyaltersebut. Beda fasa dapat dihitung (= (t/T*360o.

Gambar 1. Pengukuran beda fasa dengan dual trace Dengan Metoda LissajousSinyal pertama dihubungkan pada kanal B, dan sinyal kedua dihubungkan pada kanal Aosiloskop. Ubah mode osiloskop menjadi mode x-y. Pada layar akan terlihat suatu lintasanberbentuk lingkaran, garis lurus, atau ellips dimana dapat langsung ditentukan beda fasaantara kedua sinyal tersebut dengan

Gambar 2. Pengukuran beda fasa dengan lissajous5. Mengukur FrekuensiPengukuran frekuensi suatu sinyal listrik dengan osiloskop dapat dilakukan denganbeberapa cara, antara lain:( Cara langsung,( Dengan osiloskop dual trace,6. Metoda Lissajous,( Metoda cincin modulasi.Beberapa osilokop yang dimiliki Lab. Dasar memiliki penghitung frekuensi langsungnya.Hati-hati menggunakannya, karena frekuensi yang ditampilkan tidak selalu benarbergantung setting pengukurannya.Cara LangsungSinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal B osiloskop. Frekuensi sinyal langsungdapat ditentukan dari gambar, dimana f = 1/T, untuk T = periode gelombang.

Gambar 3. Perhitungan periodaPengukuran langsung hanya dapat dilakukan bila kalibrasi skala waktu osilokop dalamkeadaan baik.IV. BAHAN DAN PERALATAN1. Function Generator

= 1 Unit

2. Project Board

= 1 Pcs

3. Resistor 100 []

= 1 Pcs

4. Induktor 0.1 [ mH ]

= 1 Pcs

5. Kapasitor 1 [F]

= 1 Pcs

6. Oscilloscope

= 1 Unit

7. Multimeter

= 1 Unit

8. Tool Set

= 1 Set

9. Jumper Cable

= 1 Meter

V. LANGKAH KERJA

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 1, atur frekuensi Osilasi sebesar 50 KHz dan naikkan tegangan keluaran sampai 0.5 [V].

2. Atur sweep time range, voltage gain range, dan posisi vertikal dan horisontal sedemikian hingga bentuk gelombang tegangannya dapat dilihat pada posisi yang tepat di layar Oscilloscope. Tulisan Inv pada gambar berarti membalik polaritas sinyal, sebab tegangan VR ditunjukkan oleh oscilloscope dengan polaritas terbalik.

3. Sket bentuk gelombang di oscilloscope pada kertas grafik.

4. Hitung perbedaan fase antara VR dan VL sebagai berikut :

A dan B dalam jumlah kotak (div).

Perhatian :

5. Berhati-hatilah, jangan menggunakan kedua terminal (ground) dari ch.1 dan ch.2 untuk mengukur tegangan secara terpisah sebab keduanya terhubung di dalam.

6. Ukurlah tegangan VR pada hambatan dengan voltmeter elektronik, maka arus I didapatkan sebagai berikut :

I = VR/R [A]

di mana I dan VR menyatakan harga efektifnya.

7. Aturlah frekuensi osilasi sampai 10 [KHz] dan ulangi percobaan seperti prosedur no.1 sampai no.5 dengan menggunakan rangkaian yang ditunjukkan pada gambar 2.

8. Ubahlah frekuensi osilasi menjadi 8 dan 20 [KHz] dan ulangi percobaan yang sama seperti prosedur no.1 sampai no.5 dengan menggunakan rangkaian seperti Gambar 3.

Gambar Rangkaian Percobaan.

Gambar 1.

Gambar 2.

Gambar 3.

VI. HASIL PENGAMATAN1. Buatlah tabel seperti di bawah ini untuk menyusun data dan tulislah fase yang mendahului atau yang tertinggal pada kolom Fase (deg).2. Catat arus yang mengalir menggunakan multimeter

3. Catat tegangan pada induktor dan kapasitor menggunakan multimeter4. Tabel 1. Hasil-hasil percobaanR ()L (mH)C (F)E (V)f (Khz)I (A)Fase (deg)VL (V)VC (V)

1000.1-1050

10010-1050

1000.0001-1050

100-0.11010

100-101010

100-0.00011010

1000.11108

1000.111020

5. Lampirkan sket gelombang pada laporan dan pikirkanlah apakah fasenya mendahului atau tertinggal dan berapa besarnya pergeseran fasenya, apakah sesuai dengan teori atau tidak ?

6. Hitung arus dari masing-masing rangkaian kemudian bandingkan dengan harga arus yang diperoleh dari percobaan ini !7. Analisa hasil dari tabel diatasVII. ANALISISVIII. SIMPULANIX. SARAN

X. DAFTAR PUSTAKA

2. RANGAKAIAN RESONANSI RLCI. TUJUAN

Setelah melaksanakan praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat : Mengetahui proses terjadinya resonansi pada rangkaian seri RLC.

Mengetahui pengaturan frekuensi resonansi pada rangkaian seri RLC.II. KESELAMATAN KERJA1. Jangan bekerja sendirian jika bekerja dengan peralatan listrik yang bertegangan tinggi, peralatan yang menyimpan energi listrik, atau mesin-mesin yang dioperasikan dengan listrik seperti mesin bor.





6. Periksa spesifikasi kabel jika menggunakan arus tinggi. Pastikan timah yang digunakan dapat digunakan untuk tegangan tinggi. Demikian juga untuk timah-timah pada instrumen.III. TEORI DASAR

Suatu rangkaian dikatakan beresonansi ketika tegangan terpasang V dan arus yang dihasilkan I dalam kondisi satu phasa. Misalkan :

V =AI =BDalam kondisi satu phasa : = , sehingga :

Terlihat bahwa ketika V dan I satu phasa, impedansi yang dihasilkan seluruhnya komponen riil atau impedansi kompleks hanya terdiri dari komponen resistor murni (R). Dengan kata lain konsep resonansi adalah menghilangkan komponen imaginer /reaktansi saling meniadakan. Kapasitor, induktor dan resistor jarang dipasang sendiri pada rangkaian, biasanya dirangkai seri atau parallel.

Berikut ini adalah persamaan-persamaan yang digunakan dalam rangkaian seri R-L-C.

Resonansi Seri

Gambar 1. Rangkaian Resonansi R-L-C

Gambar 2. Rangkaian dan Diagaram Phasor Rangkaian Seri R-L-C

Gambar 3. Gelombang Rangkaian Seri R-L-C dengan VL > Vc

Gambar 4. Gelombang Rangkaian Seri R-L-C dengan VL = Vc (Terjadi Resonansi)

Jika dalam rangkaian RLC seri XL = XC maka

Arus efektif pada rangkaian akan mencapai harga terbesar yaitu pada

Dikatakan rangkaian dalam keadaan resonansi. Dalam hal ini berlaku

Jadi frekuensi resonansinya adalah

IV. BAHAN DAN PERALATAN

1. Generator fungsi

2. Osiloskop

3. Resistor = 100

4. Kapasitor = 470pF

5. Induktor = 2.5mH

6. Multimeter

V. LANGKAH KERJA

1. Hubungkan elemen-elemen rangkaian sesuai dengan gambar 1.

2. Atur tegangan V(t) = 10 Vp3. Atur frekuensi 100 KHz sampai 200 KHz, perhatikan gelombang VR pada channel 2.4. Amati perubahan VR pada rangkaian pada osiloskop. Catat perubahan nilai VR pada frekuensi 100 KHz sampai 200 KHz.

5. Amati perbedaan fasa VR pada rangkaian pada osiloskop. Catat perubahan nilai VR pada frekuensi 100 KHz sampai 200 KHz.

6. Amati perubahan Arus I pada rangkaian menggunakan multimeter. Catat nilai I maksimum dan minimum pada frekuensi 100 KHz sampai 200 KHz.

VI. HASIL PENGAMATAN

1. Buatlah tabel seperti di bawah ini dari data yang sudah didapat.

No.Frekuensi (KHz)V(t) VppVR (Vpp)I (A) (deg)

1.100

2.120

3.140

4.160

5.180

6.200

2. Hitung frekuensi resonansinya adalah

3. Catat kembali data yang didapat setelah perhitungan frekuensi resonansi

No.Frekuensi (KHz)V(t) VppVR (Vpp)I (A) (deg)

1.

4. Hitung nilai XL dan XC ..?

5. Rencanakan rangkaian resonansi jika frekuensi yang diinginkan pada 35 Khz

6. Catat kembali data yang didapat setelah perhitungan frekuensi resonansi

No.Frekuensi (KHz)V(t) VppVR (Vpp)I (A) (deg)RLC

1.

VII. ANALISIS

VIII. SIMPULAN

IX. SARAN

X. DAFTAR PUSTAKA

3. RANGKAIAN TRANSIENI. TUJUAN

Setelah melaksanakan praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat : Mempelajari respon natural, respon paksa, dan respon lengkap dari suaturangkaian yang mengandung komponen penyimpan tenaga.

Melakukan pengukuran arus dan tegangan transient pada rangkaian RCII. KESELAMATAN KERJA1. Jangan bekerja sendirian jika bekerja dengan peralatan listrik yang bertegangan tinggi, peralatan yang menyimpan energi listrik, atau mesin-mesin yang dioperasikan dengan listrik seperti mesin bor.






1. KapasitansiSifat dari kapasitor yang dapat menyimpan energi listrik disebut kapasitansi. Medan listrik antara pelat besarnya sebanding dengan jumlah muatan dan juga beda potensial antara pelat kapasitor sebanding dengan jumlah muatan. Kapasitansi (C) dari sebuah kapasitor didefinisikan sebagai perbandingan jumlah muatan (Q) dengan beda potensial (V) antara konduktor. Atau dengan kata lain kapasitansi adalah jumlah muatan dibagi dengan beda potensial. Yang dirumuskan sebagai berikut :

Berdasarkan definisi satuan dari kapasitansi adalah coulomb/volt yang disebut farad.

1 farad = 1 coulomb / voltSatu farad didefinisikan kapasitansi sebuah kapasitor yang memerlukan muatan 1 coulomb agar beda potensial 1 volt pada kedua pelat. Satu farad merupakan satuan yang sangat besar, dalam praktekdigunakan satuan yang lebih kecil mikrofarad dan pikofarad.

1 farad = 106 mikrofarad ( mF ) = 1012 pikofarad (rF)Kapasitor merupakan komponen pasif yang dapat menyimpan energi listrik sesaat kemudian melepaskannya. Sifat kapasitor inilah yang menghasilkan suatu tegangan transien atau tegangan peralihan bila digunakan sumber arus searah.2. Pengisian KapasitorSuatu rangkaian R - C dengan sumber tegangan searah seperti Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1. Rangkaian RC Dengan Sumber Tegangan SearahSaklar S dalam waktu yang lama berada pada posisi 2 sehingga tidak ada muatan sama sekali pada kapasitor atau dikatakan kapasitor kosong.Jika pada waktu t = 0 saklar dipindah ke posisi 1 maka akan ada arus mengalir untuk mengisi kapasitor, sampai kapasitor penuh. Arus yang mengalir makin kecil sedangkan tegangan kapasitor makin besar.Proses ini disebut proses pengisian kapasitor. Untuk menentukan besar arus dan tegangan dapat dibuat rangkaian ekivalen seperti Gambar 2 sebagai berikut :

Gambar 2. Rangkaian ekivalen Untuk Menentukan Arus dan Tagangan

Sesuai dengan hukum Kirchoff II tentang tegangan maka jumlah tegangan dalam rangkaian tertutup sama dengan nol.Atau- V + VR + VC = 0VR = i R i = dq / dtVC = q / C- V + i R + q / C = 0Jika V tetap maka arus menjadi i = V / R q / RCPada saat t = 0, q = 0, arus pada t = 0 disebut arus awal I0 = V / R .Karena muatan q makin besar maka q / RC makin besar dan arus makin kecil, ketika arus i = 0 , maka

q = C V = Qf ; Qf = muatan akhir kapasitor untuk menghitung i maka i diganti dengan dq / dt

Kedua ruas diintegralkan

Pada saat t = 0 , q = 0 maka besar k

Dengan mengganti q = C Vc maka didapat

Sedangkan arus i adalah

ika tegangan dan arus pengisian kapasitor dibuat grafik t diperoleh seperti dalam Gambar 3 berikut ini.

Gambar 3. Grafik V = f (T) dari Pengisian Kapasitor

Grafik tegangan fungsi waktu dari pengisian kapasitor ditunjukkan oleh Gambar 4.

Gambar 4. Grafik Arus Fungsi Waktu Pengisian Kapasitor

3. Konstanta WaktuTetapan RC pada proses pengisisn kapasitor disebut dengan konstanta waktu. Waktu untuk pengisian kapasitor sangat tergantung dari konstanta waktu ; = RC = konstanta waktuBerdasarkan persamaan tegangan dan arus pengisian, agar tegangan kapasitor sama dengan tegangan sumber maka diperlukan waktu tak terhingga. Tetapi dalam praktek kapasitor dianggap penuh dalam waktu 5 Jika konstanta waktu = Rc dimasukkan pada persamaan tegangan dan persamaan arus pengisian diperoleh.

Jika persamaan tegangan dan arus pengisian dihubungkan dengan konstanta waktu diperoleh sebagai berikut :Tegangan pengisiant = Vc= 0,632 Vt = 2 Vc= 0,865 Vt = 3 Vc= 0,95 Vt = 4 Vc= 0,982 Vt = 5 Vc= 0,993 VArus pengisiant = i = 0,368 Iot = 2 i = 0,135 Iot = 3 i = 0,050 Iot = 4 i = 0,018 Iot = 5 i = 0,007 Io4. Pengosongan KapasitorRangkaian RC pada Gambar 5 berada pada posisi 1 dalam waktu lama, sehingga kapasitor dianggap penuh. Dalam kondisi penuh ini tegangan kapasitor sama dengan tegangan sumber dan arus yang mengalir sama dengan nol.

Gambar 5. Rangkaian R-C (Pengisian)

Saat t = 0 saklar dipindahkan pada posisi 2 maka terjadi proses pengosongan kapasitor. Dengan cara yang sama seperti proses pengisian maka diperoleh persamaan tegangan dan arus pengosongan .

Tegangan pengosongan


Grafik tegangan dan arus pengosongan sebagai fungsi waktu ditunjukkan oleh Gambar 6.


Arus pengosonganGambar 6. Grafik V = f(T) dan I = f(T) Pengosongan KapasitorKondensator adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan muatan sementara. Menurut SI, satuan untuk kapasitor adalah farad ( f ). Karena farad merupakan besaran fisik yang sangat besar, maka C sering dinyatakan dalam mikro farad ( 1 f = 1.10-6 ), nano farad ( nf = 10-9 ), piko farad ( pf = 1. 10-12 ). Lambang dari komponen kapasitor dapat dilihat pada Gambar 6. di bawah ini.

( a )

( b )

Gambar 6. Simbol Kapasitor / Kondensator

( a ). Kondensator Polar. ( b ). Kondensator Non-PolarSebuah kapasitor terdiri dari dua buah keping penghantar yang dipisahkan oleh bahan dielektrik. Kapasitor merupakan unsur penyimpan tenaga dalam bentuk medan listrik. Prinsip kerja kapasitor sangat sederhana, yaitu sebagai berikut : Jika sebuah baterai dihubungkan pada salah satu keping kapasitor, sedangakan kaki baterai yang lain dihubungkan pada keping kapasaitor yang lain, maka pada kapasitor akan terisi muatan muatan listrik. Muatan listrik tersebut akan tetap tersimpan dalam kapsitor, meskipun baterainya di lepas.

Secara fisik bentuk kapasitor dapat dilihat pada Gambar 7 di bawah ini.

( a )

( b )

Gamba 7. Bentuk Fisik Kapasitor / Kondensator

( a ). Kondensator Polar. ( b ). Kondensator Non-PolarUntuk mengetahui berapa nilai komponen kondensator, kita dapat melihat dari tulisan yang tertera pada bodinya. Ada yang langsung tertulis dengan satuannya, ada juga yang menggunakan tiga (3) angka sebagai penunjuk nilainya.

Nilai yang langsung dapat kita baca dengan satuannya, biasanya terdapat pada Kondensator polar ( Tantalum, Elektrolit Kondensator ).

Contoh: 10 f / 10 V,

47 f / 16 V,

Sedangkan nilai yang masih memerlukan konversi angka angka dimiliki oleh kondensator non-polar ( Keramik, Mylar,dll ).

Contoh: 103

= 10000 pico farad= 10 nano farad= 0,01 micro farad

222

= 2200 pico farad= 2,2 nano farad= 0,0022 micro farad

204

= 200000 pico farad= 200 nano farad= 0,2 micro farad

A. Pengisian Kondensator.

Seperti telah dijelaskan di atas, bahwa sebuah Kondensator jika diberi tegangan DC, maka muatan pada Kondensator tersebut tidak akan langsung dapat terisi penuh. Begitu juga pada saat muatan pada Kondensator dibuang, muatan tidak akan langsung habis, tetapi membutuhkan waktu tertentu.

Peristiwa tersebut di atas disebut konstanta waktu , dan persamaan untuk konstanta waktu RC adalah ;

... ( 3.1. )

Perhatikan Gambar 8. di bawah ini.

S1 ( Close )

C1

Vs 24 V

Gambar 8. Pengisian KondensatorDari Gambar 8. di atas dapat dijelaskan, ketika saklar S1 di tutup maka arus akan mengalir menuju Kondensator ( C1 ) yang mengakibatkan Kondensator terisi muatan listrik. Muatan listrik tidak langsung dapat memenuhi Kondensator, tetapi emmbutuhkan waktu tertentu untuk mencapai titik maksimum. Waktu ( konstanta waktu ) yang dibutuhkan sangat dipengaruhi oleh nilai C1 pada rangkaian.

Voltmeter yang terpasang pada C1 digunakan sebagai indikator untuk mengetahui ketika muatan listrik sudah memenuhi Kondensator.

B. Pengosongan Kondensator.

Pengosongan Kondensator dapat dilakukan dengan menambahkan Resistor yang diseri pada Kondensator untuk membuang muatan listrik ketika sumber tegangan dilepaskan dari Kondensator.

Waktu yang dibutuhkan untuk membuang muatan dari Kondensator tergantung nilai hambatan Resistor yang terpasang.

Perhatikan Gambar 9.. di bawah ini.

S1 ( Open )

C1

Vs 24 V

R1

Gambar 9. Pengosongan KondensatorDari Gambar 9. di atas dapat dijelaskan, ketika saklar S1 di buka, maka arus yang mengalir dari VS menuju Kondensator ( C1 ) terputus dan mengakibatkan Kondensator tidak terisi muatan listrik. Muatan listrik akan langsung terbuang muatannya melalui Resistor ( R1 ) menuju ground sampai habis. Muatan pada Kondensator tidak langsung terbuang habis, tetapi membutuhkan waktu tertentu untuk mencapai titik nol.


1. Resistor. 220 , 1 k, 330 k

= @. 1 Pcs

2. Capasitor Elektrolit470 f, 1000 f

= @ 1 Pcs

2. Project Board

= 1 Pcs

3. Function Generator

= 1 Unit

4. Osiloskop

= 1 Unit

5. Tool Sheet

= 1 Sheet

6. Jumper Cable

= 1 MeterV. LANGKAH KERJA1. Siapkan semua peralatan dan bahan

2. Cek semua Bahan dan Peralatan, pastikan semua dalam kondisi yang baik

3. Buatlah Rangkaian Seri seperti Gambar di bawah ini pada Project Board. ( Tentukan Nilai R1 dan C1 dengan komponen yang tersedia )

4. Buatlah Rangkaian Seri seperti Gambar di bawah ini pada Project Board. ( Tentukan Nilai R1 dan C2 dengan komponen yang tersedia )

5. Buatlah Rangkaian Seri seperti Gambar di bawah ini pada Project Board. ( Tentukan Nilai R1 dan C1, C2 , dengan komponen yang tersedia )

6. Berikan Tegangan Sumber PERSEGI / KOTAK sebesar 5 Volt Peak to Peak pada rangkaian.7. Buatlah Rangkaian pararel seperti Gambar di bawah ini pada Project Board. ( Tentukan Nilai R1 dan C1, C2 , dengan komponen yang tersedia )


Hitung time contanst setiap rangkaianEvaluasi / Pertanyaan Jelaskan proses pengisian (charging) dan pelepasan (discharging) dari kapasitor, sertakan dengan gambar!

VII. ANALISIS

VIII. SIMPULAN

IX. SARAN

X. DAFTAR PUSTAKA

4. PENGUKURAN DAYA ACI. TUJUAN

Setelah melaksanakan praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat : Mempelajari bagaimana cara mengukur daya AC pada suatu rangkaian listrik.II. KESELAMATAN KERJA1. Jangan bekerja sendirian jika bekerja dengan peralatan listrik yang bertegangan tinggi, peralatan yang menyimpan energi listrik, atau mesin-mesin yang dioperasikan dengan listrik seperti mesin bor.






Daya AC atau daya aktif yang terpakai pada suatu rangkaian dinyatakan

sebagai berikut :

P = VI cos [Watt]

Di mana V dan I masing-masing adalah harga efektif dari tegangan dan arus pada terminal input suatu rangkaian, dan adalah perbedaan fase antara V dan I.

Cos disebut dengan faktor daya (power factor).

Kita dapat mendefinisikan daya reaktif dan daya nyata S, sebagai:

Q = VI sin [var]

S = Ada tiga cara yang telah dikembangkan untuk mengukur daya AC, yaitu:

Metode dengan Wattmeter

Metode dengan Ammeter

Metode dengan VoltmeterDaya satu phasa dapat diukur dengan menggunakan cara tiga alat pengukur volt atau tiga alat pengukur amper. Gambar di bawah ini memperlihatkan cara tiga alat pengukur volt dan cara tiga alat pengukur amper.

Metode tiga Voltmeter

Metode tiga Ampermeter

Bila dalam metode tiga alat pengukur volt, masing-masing alat pengukur volt menunjukkan V1, V2 dan V3, maka :

V3 = V1 + V2 + 2V1V2 cos

W = V1I cos = V1 ( V2/R ) cos

= ( 1/2R ) ( V3 - V2 - V1)

Dalam menggunakan cara tiga alat pengukur amper maka bial masing-masing alat pengukur amper menunjukkan I1, I2, I3 maka :

I3 = I1 + I2 + 2I1I2 cos

W = VI1 cos = I2RI1 cos

= R/2 ( I3 I2 - I1 )

Wattmeter Satu Fasa

Kumparan arus terdiri dari dua kumparan, masing-masing mempunyai jumlah lilitan yang sama. Salah satu kumparan menggunakan kawat besaran yang membawa arus beban ditambah arus untuk kumparan potensial. Gulungan laian menggunakan kawat kecil (tipis) dan hanya membawa arus kekumparan tegangan. Tetapi arus ini berlawanan dengan arus di dalam gulungan besar, menyebabkan fluks yang berlawanan dengan fluks utama. Berarti efek satu dihilangkan dan wattmeter menunjukkan daya yang sesuai.

Kumparan Arus

Kumparan potensial

Ic

I

B

A

(Line)

Kumparan Arus R

beban

Diagram voltmeter elektrodinamometer, dihubungkan untuk mengatur daya beban satu phasa.


1. Power supply dengan tegangan 20-220 volt

2. Wattmeter satu phasa

3. Ampermeter 3 buah4. Beban - beban R dan Z

5. Kabel-kabel

V. LANGKAH KERJA Pengukuran daya dengan cara tiga Ampermeter.

1. Buatlah seperti gambar di atas

2. Tetapkan harga R dan Z ( R + L ), catat pembacaan Ampermeter A1, A2, A3

3. Ubah tegangan sumber mulai dari 20, 40, 60, 80 dan 100 Volt

4. Ulangi pencatatan A1, A2, dan A3 pada setiap perubahan tegangan sumber. Isi pada tabel hasil percobaan

5. Buat analisa data dan kesimpulan untuk percobaan ini.

Pengukuran daya dengan cara tiga Voltmeter.

1. Buatlah rangkaian seperti gambar di atas

2. Tetapkan harga R dan Z ( R + L ), catat pembacaan Voltmeter V1, V2, V3

3. Ubah tegangan sumber mulai dan 20, 40, 60, 80, dan 100 Volt

4. Ulangi pencatatan V1, V2 dan V3 paada setiap perubahan tegangan sumber. Isi pada tabel hasil percobaan

5. Buat analisa data kesimpulan untuk percobaan ini

Pengukuran daya dengan wattmeter satu phase

1. Buatlah rangkaian seperti gambar di atas

2. Beban I phase adalah (R + L) yang nilainya 10 k 2,5 Henry. Hitunglah impedansi Z dan beban I phase tersebut.

3. Catat hasil pembacaan pada wattmeter, Voltmeter dan Ampermeter

4. Ubah tegangan sumber mulai 20, 40, 60, 80, dan 100 Volt

5. Ulangi pencatatan seperti point 13 di atas, pada setiap penambahan tegangan sumber. Isi pada tabel hasil percobaan

6. Buat analisa dan kesimpulan untuk percobaan ini


1. Buatlah tabel seperti di bawah ini dari data yang sudah didapat.

Tabel hasil percobaan dengan cara 3 Amperemeter.

V

(Volt)A1

(mA)A2

(mA)A3

(mA)R (Ohm)Z (Ohm)W (Watt)

20 V

40 V

60 V

80 V

100 V

Tabel hasil percobaan dengan 3 Voltmeter

V (Volt)V2 (Volt)V3 (Volt)R (Ohm)Z (Ohm)W (Watt)

20 V

40 V

60 V

80 V

100 V

Tabel hasil percobaan dengan cara Wattmeter 1 Phasa

V

(Volt)I (mA)Z (Ohm)W (Watt) PembacaanW (Watt) Perhitungan

20 V

40 V

60 V

80 V

100 V

2. Buatlah perhitungan daya dari hasil pengukuran dengan cara tiga Amperemeter3. Buatlah perhitungan daya dari hasil pengukuran dengan cara tiga voltmeter4. Bandingkan hasil pengukuran Wattmeter 1 phase dengan kedua hasil pengukuran sebelumnya5. Buatlah analisa dan kesimpulan dari hasil percobaan ini.VII. ANALISIS

VIII. SIMPULAN

IX. SARAN

X. DAFTAR PUSTAKA

5. PERBAIKAN FAKTOR DAYAI. TUJUAN

Setelah melaksanakan praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat : Mahasiswa memahami konsep daya listrik dan cara perbaikan faktor daya.

Mampu merancang perbaikan faktor daya dengan kapasitor.

Menganalisa hasil perbaikan faktor daya.

II. KESELAMATAN KERJA1. Jangan bekerja sendirian jika bekerja dengan peralatan listrik yang bertegangan tinggi, peralatan yang menyimpan energi listrik, atau mesin-mesin yang dioperasikan dengan listrik seperti mesin bor.






1. Secara Umum

Dalam sistem listrik AC/Arus Bolak-Balik ada tiga jenis daya yang dikenal, khususnya untuk beban yang memiliki impedansi (Z), yaitu:Daya semu (S, VA, Volt Amper)

Daya aktif (P, W, Watt)

Daya reaktif (Q, VAR, Volt Amper Reaktif)

Untuk rangkaian listrik AC, bentuk gelombang tegangan dan arus sinusoida, besarnya daya setiap saat tidak sama. Maka daya yang merupakan daya rata-rata diukur dengan satuan Watt,Daya ini membentuk energi aktif persatuan waktu dan dapat diukur dengan kwh meter dan juga merupakan daya nyata atau daya aktif (daya poros, daya yang sebenarnya) yang digunakan oleh beban untuk melakukan tugas tertentu.

Sedangkan daya semu dinyatakan dengan satuan Volt-Ampere (disingkat, VA), menyatakan kapasitas peralatan listrik, seperti yang tertera pada peralatan generator dan transformator. Pada suatu instalasi, khususnya di pabrik/industri juga terdapat beban tertentu seperti motor listrik, yang memerlukan bentuk lain dari daya, yaitu daya reaktifVAR) untuk membuat medan magnet atau dengan kata lain daya reaktif adalah daya yang terpakai sebagai energi pembangkitan flux magnetik sehingga timbul magnetisasi dan daya ini dikembalikan ke sistem karena efek induksi elektromagnetik itu sendiri, sehingga daya ini sebenarnya merupakan beban (kebutuhan) pada suatu sistim tenaga listrik.

Gambar 1. Segitiga Daya.

2. Pengertian Faktor Daya / Faktor Kerja

Faktor daya atau faktor kerja adalah perbandingan antara daya aktif (watt) dengan daya semu/daya total (VA), atau cosinus sudut antara daya aktif dan daya semu/daya total (lihat gambar 1). Daya reaktif yang tinggi akan meningkatkan sudut ini dan sebagai hasilnya faktor daya akan menjadi lebih rendah. Faktor daya selalu lebih kecil atau sama dengan satu.

Secara teoritis, jika seluruh beban daya yang dipasok oleh perusahaan listrik memiliki faktor daya satu, maka daya maksimum yang ditransfer setara dengan kapasitas sistim pendistribusian. Sehingga, dengan beban yang terinduksi dan jika faktor daya berkisar dari 0,2 hingga 0,5, maka kapasitas jaringan distribusi listrik menjadi tertekan. Jadi, daya reaktif (VAR) harus serendah mungkin untuk keluaran kW yang sama dalam rangka meminimalkan kebutuhan daya total (VA).

Faktor Daya / Faktor kerja menggambarkan sudut phasa antara daya aktif dan daya semu. Faktor daya yang rendah merugikan karena mengakibatkan arus beban tinggi. Perbaikan faktor daya ini menggunakan kapasitor.

3. Kapasitor untuk Memperbaiki Faktor Daya

Faktor daya dapat diperbaiki dengan memasang kapasitor pengkoreksi faktor daya pada sistim distribusi listrik/instalasi listrik di pabrik/industri. Kapasitor bertindak sebagai pembangkit daya reaktif dan oleh karenanya akan mengurangi jumlah daya reaktif, juga daya semu yang dihasilkan oleh bagian utilitas.

Keuntungan Perbaikan Faktor Daya dengan Penambahan Kapasitor

1. Bagi Konsumen, khususnya perusahaan atau industri:

Diperlukan hanya sekali investasi untuk pembelian dan pemasangankapasitor dan tidak ada biaya terus menerus.

Mengurangi biaya listrik bagi perusahaan, sebab:

daya reaktif (kVAR) tidak lagi dipasok oleh perusahaan utilitas sehinggakebutuhan total(kVA) berkurang dan(b) nilai denda yang dibayar jika beroperasi pada faktor daya rendah dapatdihindarkan.

Mengurangi kehilangan distribusi (kWh) dalam jaringan/instalasi pabrik.

Tingkat tegangan pada beban akhir meningkat sehingga meningkatkankinerja motor.

2. Bagi utilitas pemasok listrik

Komponen reaktif pada jaringan dan arus total pada sistim ujung akhirberkurang.

Kehilangan daya I kwadrat R dalam sistim berkurang karena penurunan arus.

Kemampuan kapasitas jaringan distribusi listrik meningkat, mengurangikebutuhan untuk memasang kapasitas tambahan.


1. W = Wattmeter single phase

2. A = Ampmeter AC

3. Multimeter

4. Lampu TL5. Kabel Penghubung

V. LANGKAH KERJARangkailah rangkaian lampu TL seperti pada Gambar dibawah ini.

1. Ukurlah arus sumber (I1), tegangan sumber (V1), tegangan tabung lampu TL (V2), tegangan kumparan ballast (V3).

2. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan, hitunglah error-nya.

3. Tunjukkan hubungan V1, V2 dan V3.

4. Ukur juga tegangan pada starter (V4).


VII. ANALISIS

VIII. SIMPULAN

IX. SARAN

X. DAFTAR PUSTAKA

LAPORAN PRAKTIKUM

Laporan praktikum terdiri dari dua yaitu

Setiap praktikan wajib membuat laporan sementara dan laporan lengkap secara perorangan.1. Laporan praktikum sementara:

Form laporan sementara lihat pada lampiran.

Setiap selesai praktikum laporan sementara harus mendapat acc. dari instruktur atau dosen.

2. Laporan lengkap

Laporan Praktikum judul ditentukan oleh dosen Koordinator Praktikum. Laporan ditulis tangan menggunakan kertas A4, tidak perlu dipaksakan memperbanyak halaman. Mutu laporan tidak ditentukan hanya oleh jumlah halaman. Laporan praktikum ditulis dengan mengikuti kaidah kaidah Bahasa Indonesia baku, terdiri atas bagian bagian:

a. Judul. & Lembar PengesahanJudul Laporan sama dengan judul praktikum dilengkapi dengan lembar pengesahan yang telah ditanda tangani oleh Kepala Laboratorium dan Instruktur Praktikum. Setiap modul diberikan sampul halaman modul.b. Teori Dasar

Berisi mengenai teori dari percobaan yang praktikan lakukan. Sangat tidak dianjurkan menulis kembali teori yang tertulis pada buku petunjuk praktikum. Gunakan bahasa Praktikan sendiri. Rumus rumus yang ditulis harus disebutkan referensinya.

c. Bahan dan Peralatan

Berisi mengenai bahan dan peralatan yang digunakan dalam melaksanakan praktikum.

d. Langkah Kerja

Uraikan dengan singkat langkah langkah percobaan.

e. Hasil Pengamatan dan Analisis

Di bagian ini cukup ditunjukkan data pengamatan serta hasil analisis dalam bentuk grafik/tabel. (jika mungkin).

Bandingkan hasil yang diperoleh dengan teori yang terdapat di dalam literatur dan berilah pendapat saudara. Laporan sementara diletakkan sebelum hasil pengamatan dan Analisis laporan akhir.f. Simpulan dan Saran

Tuliskan simpulan dan saran hasil pengamatan sesuai dengan tujuan percobaan.

g. Daftar pustaka.

Tulislah buku referensi yang digunakan untuk menulis laporan ini. Penulisan referensi meliputi nama pengarang, tahun terbit, judul buku, penerbit, tempat/kota penerbit.

LAPORAN SEMENTARA LAB. ..........................................

Praktikum .................................. Prodi / semester : ........................................

Kelompok : .............

Judul : ....................................................................

...............................................................................

...............................................................................

Tanggal : ....................................Nama / NIM :

1. .................................................................

2. .................................................................

3. .................................................................

4. .................................................................

5. .................................................................

Hasil Pengamatan dan Analisis :

Mengetahui Instruktur :

1. ......................

2. .................................Paraf : Praktikan :

LAPORAN AKHIR

PRAKTIKUM .....................................LABORATORIUM ..........................

Nama

:.....................................

No. Mahasiswa :.....................................

Kelompok

:.....................................

SEKOLAH TINGGI ENERGI DAN MINERAL


Telp. 0296-421897, Faks. 0296-425939

TahunLEMBAR PERSETUJUAN

LAPORAN PRAKTIKUM

.................................................PROGRAM STUDI

...........................................Disusun Oleh :

Nama

:.....................................

No. Mahasiswa :.....................................

Kelompok

:.....................................

Tanggal Percobaan 1 :.....................................





MODUL

PRAKTIKUM .....................................LABORATORIUM ..........................

SEKOLAH TINGGI ENERGI DAN MINERAL


Telp. 0296-421897, Faks. 0296-425939

TahunTanda positip (+) bila arus mendahului tegangan atau bila XC > XL

Tanda negatip (-) bila arus tertinggal dari tegangan atau bila XC > XL

Apabila XL = Xc, maka rangkaian bersifat resitif, terjadi resonansi, Z=R, =0.

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

RC = r = R x C

V

V

ZL

EMBED Visio.Drawing.11

Cepu, .

Menyetujui,

Instruktur Praktikum

..............................................

NIP.

Mengetahui,

Kepala Laboratorium

Lab. .............................

...............................................

NIP.

PAGE

_1487953631.unknown

_1487953633.unknown

_1487953634.unknown

_1487953632.unknown

_1487953630.unknown

_1487953606.vsd

modul rl2 lengkap

Documents