unit 5 praktikum

Praktikum Rangkaian Listrik 2

Rangkaian AC R-C Seri dan Parallel

Tujuan

1. Mahasiswa mengetahui bagaimana tanggapan rangkaian R-C seri dan parallel

terhadapat tegangan AC

2. Mahasiswa mengetahui kondisi leading pada rangkaian R-C

Komponen

1. Komponen

Resistor 1 Buah

Kapasitor 1 Buah

Kabel jumper

Protoboard 1 Buah

2. Instrumen

Amperemeter 1 Buah

Voltmeter 1 Buah

Osiloscope 1 Buah

Dasar Teori

Para rangkaian R-C seri seperti gambar 4.1, besarnya nilai impedansi total

ditentukan oleh nilai resistif dan nilai reaktansi kapasitif, dimana nilai reaktansi

kapasitif tergantung dari nilai kapasitansi dan frekuensi tegangan pada kapasitor.

Hubungan antara resistansi , reaktansi kapasitif dan impedansi adalah:

...................................................................................... (4.1)

............................................................................................. (4.2)

........................................................................................... (4.3)

............................................................................................ (4.4)

............................................................................................ (4.5)

Hukum kirchoff tegangan

........................................................................................ (4.6)


Total daya yang diserap oleh rangkaian adalah:

..................................................................................... (4.7)

............................................................................................ (4.8)

...................................................................................... (4.9)

................................................................................... (5.0)

Pada gambar 4.2, terlihat hubungan antara dan , sumbu horizontal

menunjukkan sumbu nyata (real) untuk nilai dari sebuah resistansi dengan sudut

, sedangkan sumbu vertikal menunjukkan sumbu imajiner untuk nilai dari sebuah

reaktansi kapasitif dengan sudut dari sumbu nyata.

Gambar 4.1 Rangkaian RC seri dan diagram fasornya

Pada komponen dan yang terhubung parallel akan menghasilkan impedansi

yang dapat dihitung menggunakan persamaan berikut:

....................................................................................... (5.1)

.............................................................................................. (5.2)

...................................................................................... (5.3)

( )( ) .............................................................................. (5.4)

( )( ) ........................................................................... (5.5)

Hukum kirchoff mengenai arus:

.......................................................................................... (5.6)

Total daya yang diserap oleh rangkaian

...................................................................................... (5.7)

...................................................................................... (5.8)

................................................................................. (5.9)


Langkah Percobaan

1. Rangkaian R-C seri

a. Rangkailah komponen beban resistif berdasarkan topografi rangkaian

dibawah.

b. Sesuaikan batas ukur dari amperemeter dan wattmeter.

c. Periksakan rangkaian saudara kepada dosen pembimbing

d. Apabila telah disetujui, hubungkan travo CT dengan sumber tegangan 220

V, kemudian hubungkan rangkaian dengan output tegangan trafo yang

sesuai dengan tabel 3.1, amati penunjukan pada amperemeter dan

wattmeter, lalu masukkan hasil pengukuran pada tabel 3.1

e. Gunakan osiloskop dualchannel untuk membandingkan bentuk gelombang

dan pada masing-masing beban yang terhubung secara seri.

f. Bila telah selesai lepaskan sumber tegangan dari rangkaian, matikan sumber

tegangan.

Gambar 4.2 Rangkaian percobaan R-C seri

2. Rangkaian R-C parallel

a. Rangkai rangkaian percobaan seperti topografi rangkaian dibawah,

b. Periksakan rangkaian saudara kepada dosen pembimbing


Gambar 4.3 Rangkaian percobaan R-C parallel

c. Apabila telah disetujui, hubungkan travo CT dengan sumber tegangan 220

V, kemudian hubungkan rangkaian dengan output tegangan trafo yang

sesuai dengan tabel 3.2, amati penunjukan pada amperemeter dan

wattmeter, lalu masukkan hasil pengukuran pada tabel 3.2

d. Gunakan osiloscop dualchannel untuk membandingkan bentuk gelombang

dan pada masing-masing beban yang terhubung secara parallel

Hasil Pengukuran

Tabel 4.1 hasil pengukuran beban RC seri

No Tegangan

1 6.08 volt 5.13 Ma 4.95 V 3.412 V 1612.08

2 9.13 volt 7.70 mA 7.45 V 5.08 V

3 12.15 volt 10.26 mA 9.90 V 6.77 V

Tabel 4.2 hasil pengukuran beban R-C parallel

No Tegangan

1 6.08 volt 6.20 mA 8.80 mA 11.59 mA

2 9.13 volt 9.32 mA 13.08 mA 17.30 mA

3 12.15 volt 12.40 mA 17.67 mA 23.20 mA

Bentuk Gelombang Output masing-masing Beban

Rangkaian Seri

Tegangan = 6.08


Tegangan = 9.13

Tegangan = 12.15


Rangkaian Paralel

Tegangan = 6.08

Tegangan = 9.13


Tegangan = 12.15


Tugas

1. Buatlah bentuk gelombang dan yang dihasilkan oleh masing-masing

tegangan, bandingkan dengan hasil yang ditampilkan oleh oscilloscope.

Rangkaian Seri


Rangkaian Paralel


2. Gambar diagram impedansi untuk masing-masing pada rangkaian seri

3. Gambar diagram fasor tegangan untuk rangkaian seri R-C tersebut , diagram

admittansi untuk rangkaian parallel , diagram fasor arus untuk rangkaian R-C

parallel, :


7. Hitunglah total daya yang diserap oleh masing-masing rangkaian dan tegangan.

Rangkaian Seri

1.

2.

3.

Rangkaian Paralel

1.

2.

3.

Analisa

Rangkaian Seri

1.


2.


3.


Rangkaian Paralel

1.


( ) ( )

2.


( ) ( )

3.


( ) ( )


Kesimpulan

R angkaian R-C seri, sifat rangkaian seri dari sebuah resistor dan sebuah kapasitor

yang dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik sinusioda adalah terjadinya

pembagian tegangan secara vektoris. Arus (i) yang mengalir pada hubungan seri

adalah sama besar. Arus (i) mendahului 90 terhadap tegangan pada kapasitor (vC).

Tidak terjadi perbedaan fasa antara tegangan jatuh pada resistor (vR) dan arus (i).

Gambar dibawah memperlihatkan rangkaian seri R-C dan hubungan arus (i),

tegangan resistor (vR) dan tegangan kapasitor (vC) secara vektoris.

Rangkaian R-C paralel, sifat dari rangkaian paralel adalah terjadi percabangan arus

dari sumber (i) menjadi dua, yaitu arus yang menuju kapasitor (iC) dan arus yang

menuju resistor (iR). Sedangkan tegangan jatuh pada kapasitor (vC) dan resistor

(vR) sama besar dengan sumber tegangan (v).

Dari uraian di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa suatu gelombang sinusoidal

dapat dihasilkan dengan memploting proyeksi vertikal dari suatu fasor yang bergerak

melingkar berlawanan arah jarum jam dengan kecepatan sudut konstan sebesar ω.

Bila fasor memiliki panjang sebesar Vm, gelombang tersebut menunjukkan nilai

tegangan; bila fasor memiliki panjang sebesar Im, gelombang tersebut menunjukkan

nilai arus. Perhatikan dengan seksama : Phasor hanya berlaku untuk gelombang

sinusoidal saja.

Fasor menyatakan transformasi dari fungsi waktu ke dalam bidang kompleks yang

mengandung informasi tentang amplitude dan sudut fasa. Analisis vector yang

berputar pada selang waktu tertentu inilah yang disebut analisis fasor.

unit 5 praktikum

Documents