Tanggal Percobaan : 18 Maret 2012

LAPORAN PRAKTIKUM

PERCOBAAN 3

PENGUKURAN KAPASITANSI DAN KONDUKTANSI

SALURAN KOAKSIAL

Oleh :

Mirza Alfan A

JTD/2B/1041160034

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL

POLITEKNIK NEGERI MALANG

2012

I. Tujuan Percobaan

1.1 Merangkai jembatan Wien dan mengerti fungsinya.

1.2 Mengukur kapasitansi kabel saluran hubung buka.

1.3 Mengukur rugi-rugi (suceptansi paralel).

1.4 Menghitung impedansi karakteristik.

II. Diagram Rangkaian

III. Alat – alat dan Komponen yang Digunakan

Jumlah Nama Alat

1 Generator Fungsi

1 Oscilloscope Dual Trace

1 Frequency Counter

1 Test probe, 10:1/1:1, switchable

2 2 Probe adapter

1 Resistor 100 Ω; 1%; 0,5 W

1 Potensiometer 1 kW, 10 putaran

2 Saluran koaksial

1 Potensiometer 470 kΩ, 0,5 W

1 Kapasitor 10 nF, 1%

1 Jembatan Universal

1 1 Kabel BNC/4mm banana

1 Set kabel penghubung dan plug

1 Tee konector BNC

IV. Prosedur Percobaan

4.1.Buat rangkaian seperti diagram 2. Hubungkan saluran ke terminal

Cx , Rx dengan akhir saluran dihubung buka. gunakan tegangan

U1 = 4 Vpp, 20 kHz sinus. Pengaturan Oscilloscope : Y1 (0,2 ...

0,005 V/div; DC), TB 50 ms /div (disesuaikan keperluan), auto,

trigger; ext, U1. Seimbangkan jembatan untuk tegangan minimum

dengan mengatur R4 dan fasa minimum dengan R2, lakukan secara

bergantian. Ukur resistansi R4 dan R2 dengan ohm meter.

4.2.Hitung nilai Cx dan Rx.

4.3.Hitung C' = C/l; G' = 1/R'; R' = R/l, panjang kabel 100 m.

4.4.Hitung impedansi karakteristik dengan persamaan (4).

V. Hasil Percobaan

Untuk 4.1

Harga potensiometer variabel 470 kΩ diukur dengan ohm meter

sebesar :

R2 = 37 kΩ

R4 = 100 Ω

Untuk 4.2

Dari persamaan (1)

Cx = C x R4

R3

Cx = 10.10-9

F x 100 Ω = 10 nF

100 Ω

dari persamaan (2)

Rx = R2 x R3

R4

Rx = 37.103 Ω x 100 Ω = 37 kΩ

100 Ω

Untuk 4.3

G = 1/Rx = 1/37.103 = 2,7.10

-5 S, G’ = G/100

C' = Cx/l = 10 nF / 100 m = 0,1 nF/m

G' = 2,7.10-5

S / 100 = 2,7.10-7

S/m.

Untuk 4.4

Zo = √

= 63,24 Ω

Tabel Hasil Percobaan

f R2 R4 Uy1

20 kHz 37 kΩ 100 Ω 0 mV

50 kHz 6 kΩ 100 Ω 1 mV

100 kHz 1,4 kΩ 100 Ω 1 mV

200 kHz 280 Ω 100 Ω 1 mV

300 kHz 60 Ω 100 Ω 1 mV

400 kHz 50 Ω 40 Ω 2,5 mV

500 kHz 12 Ω 25 Ω 9 mV

Grafik Hubungan antara frekuensi dengan R2

VI. Pembahasan Hasil Percobaan

Suatu jembatan Wien digunakan untuk pengukuran kapasitansi,

resistansi dielektrik. Jembatan Wien memiliki sebuah kombinasi seri

RC dalam satu lengan dan sebuah kombinasi paralel RC dalam lengan

di sebelahnya.

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

20 50 100 200 300 400 500

Series1

Jembatan ini diseimbangkan oleh tegangan (R4) dan fasa (R2).

Keseimbangan dilakukan dengan mengatur R4 dan R2 dan juga

menghidupkan (mengeksitasi) jembatan dengan suatu frekuensi

yang diberikan oleh persamaan f =

√ , maka jembatan

tersebut akan setimbang. Dari hasil percobaan di atas, keadaan

setimbang terjadi pada frekuensi 20 kHz. Pada frekuensi ini setelah R2

dan R4 diatur didapatkan nilai Uy1 = 0 V dan untuk nilai R2 = 37 kΩ,

R4 = 100 Ω. Namun jika frekuensinya dinaikkan, maka kesetimbangan

akan bergeser, sehingga akan menimbulkan tegangan sisa dan nilai R2

serta R4 akan menurun.

Sedangkan untuk impedansi karakteristik, bila suatu saluran

dibebani seharga impedansi karakteristiknya, maka tidak ada

gelombang yang dipantulkan ke sumber gelombang. Dengan demikian

penyaluran energi dapat maksimum dengan anggapan rugi-rugi

pelemahan saluran diabaikan. Dengan hubungan seperti ini tegangan

pada semua titik sepanjang saluran sama besarnya (secara teori).

Dalam kenyataan tegangan menurun sepanjang saluran yang

disebabkan pelemahan kabel. Dalam percobaan kali ini didapatkan

nilai impedansi karakterisknya Zo = √

= 63,24 Ω.

VII. Kesimpulan

1. Suatu jembatan Wien digunakan untuk pengukuran kapasitansi,

resistansi dielektrik. Dalam rangkaian jembatan Wein, kapasitor

standar C dihubung paralel dengan resistor variabel R2. R3 adalah

resistor standar variabel, R4 juga dapat menggunakan resistor

variabel (dapat diatur).

2. Nilai kapasitansi yang didapatkan untuk frekuensi 20 kHz dari

percobaan di atas adalah

Cx = 10.10-9

F x 100 Ω = 10 nF

100 Ω

Namun untuk frekuensi 500 kHz hasil yang didapat lebih kecil

yaitu

Cx = 10.10-9

F x 25 Ω = 2,5 nF

100 Ω

3. Nilai impedansi karakteristik di dapat dari percobaan di atas adalah

Zo = √

, nilai L di dapat dari percobaan jembatan maxwell yaitu

40 µH. Jadi dari persamaan tersebut dapat diketahui nilai Zo, yaitu

Zo = √

= 63,24 Ω

VIII. Referensi

http://www.sentra-edukasi.com/2009/08/materi-elektro-jembatan-

wienl.html

http://electronicandlife.blogspot.com/2010/03/prinsip-dasar-jembatan-

wien.html

IX. Pertanyaan Paska Praktikum

1. Mengapa untuk mengukur kapasitansi saluran , ujung beban

saluran harus dihubung buka? Jelaskan dengan teori saluran!

2. Mengapa frekuensi saluran 20 kHz? Dapatkan frekuensi ini diganti

misalkan 500 kHz? Jelaskan dengan teori saluran.

3. Dapatkan jembatan maxwell digunakan untuk mengukur

kapasitansi? Jelaskan dengan teori yang ada!

Jawab

1. Dalam jembatan wien berbeda dengan jembatan maxwell, jika

jembatan maxwell ujung saluran harus ditutup agar arus mengalir

dan nilai induktansinya bisa diukur, tetapi jembatan wien ujung

saluran harus ditutup agar tidak ada gelombang yang dipantulkan,

sehingga nilai kapasitansi saluran bisa dihitung.

2. Frekuensi saluran pada peercobaan ini adalah 20 kHz, karena pada

frekuensi ini tidak ada tegangan sisa, sehingga saluran setimbang.

Jika frekuensi diganti menjadi 500 kHz, maka akan tedapat

tegangan sisa yang menyebabkan saluran bergeser

kesetimbangannya.

3. Jembatan maxwell tidak dapat digunakan untuk mengukur

kapasitansi, karena pada dasarnya fungsi dari jembtan maxwell

adalah untuk mengukur induktansi. Selain itu pada rangkaian

jembatan maxwell menggunakan kapasitor.