Gejala Transien ITB

7/25/2019 Gejala Transien ITB

1/41

EL2193 Praktikum RangkaianEL2193 Praktikum Rangkaian

ElektrikElektrik

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2011


2/41

uju nuju nuju nuju n

,,

respon paksarespon paksa (forced response)(forced response), dan respon, dan responlengkaplengkap (complete response)(complete response) suatu rangkaiansuatu rangkaian

yang mengandung komponen penyimpanyang mengandung komponen penyimpan

energienergi MelakukanMelakukan pengukuran arus dan teganganpengukuran arus dan tegangan

transient pada rangkaian RCtransient pada rangkaian RC dandan RCLRCL


mth 2011


3/41


mth 2011


4/41

Respons Paksa (Forced Response)Respons Paksa (Forced Response) Arus atau tegangan yang terbentuk karenaArus atau tegangan yang terbentuk karena

sumber tegangan atau sumber arus padasumber tegangan atau sumber arus padarangkaianrangkaian

Arus atau tegangan yang terbentuk karenaArus atau tegangan yang terbentuk karena

adanya energi yang masuk atau keluar dariadanya energi yang masuk atau keluar dari

induktif pada rangkaianinduktif pada rangkaian

Respons Lengkap (Complete Response)Respons Lengkap (Complete Response)


mth 2011


5/41

tidak bisa diubah tibatidak bisa diubah tiba--tibatiba

dv

--

KapasitorKapasitor t1

dtC= t

Cv

o

CC=

InduktorInduktor diLv L

L= dtvi

t

LL=

1


mth 2011o


6/41

, ,, ,

akan tetap mempertahankan sifatakan tetap mempertahankan sifat

Persamaan arusPersamaan arus--tegangan rangkaian akantegangan rangkaian akan,,

rangkaianrangkaian

rana wa u engan persamaan erens arana wa u engan persamaan erens a ranah frekuensi dengan Transformasi Fourrierranah frekuensi dengan Transformasi Fourrier


mth 2011


7/41

--

RC pada alur sinyal data rangkaian digitalRC pada alur sinyal data rangkaian digital

OrdeOrde--22 Mekanis pada Shock BreakerMekanis pada Shock Breaker

RCLRCL


mth 2011


8/41

=

KVLv

i R L

V = i R + L di/dt

+i

o us umum

i(t) = A + B exp(Ct)

Syarat batas

i(0)=0, i(~)=V/R

vL


mth 2011


9/41

i(t) = V/R(1-exp(-Lt/R)

vL,i,v i

VV/R

t

0


mth 2011


10/41

v iv

VV/R

0

Respons paksa

espons ammenyebabkan transient menentukan keadaanMapan (steady state)


mth 2011


11/41

komponen energikomponen energi

dapatdapat memberikan respons resonansi/memberikan respons resonansi/


mth 2011


12/41

,,

i=0i=0v

,,

i=0i=0

V i ,, Energi masukEnergi masuk

i naik cepat dani naik cepat danmelambatmelambat

L


mth 2011


13/41

Persamaan arus teganganPersamaan arus tegangan vvLL = L di/dt, v= L di/dt, vRR = R i dan V = v= R i dan V = vRR + v+ vLL

V = R i + L di/dtV = R i + L di/dt

V DC (konstan) persamaan diferensial ordeV DC (konstan) persamaan diferensial orde--11 o us umum =o us umum = 11 ++ 22 expexp 33

kondisi batas i(t=0)=0, i(t=kondisi batas i(t=0)=0, i(t=)=V/R)=V/R

-- Respons paksa iRespons paksa iff= V/R= V/R

== --


mth 2011


14/41

1

rangkaianrangkaian

vv =L di/dt=L di/dtan

=V exp(=V exp(--Lt/R)Lt/R)

vvRR=R I=R Irus

,tegan

I, vR

vL

== expexp --

== --

a

= R/L= R/L-1 0 1 5 10waktu


mth 2011


15/41

t


16/41

ii = C= C dvdvCC//dtdt,, vvRR = R I= R I dandan V =V = vvRR ++ vvCC

== ++

V DC (V DC (konstankonstan)) persamaanpersamaan diferensialdiferensial ordeorde--11

SolusiSolusi umumumum vvCC = K= K + K+ K exp(Kexp(K t)t) kondisikondisi batasbatas vvCC(t=0)=0,(t=0)=0, vvCC(t=(t=)=V)=V

ResponsRespons lengkaplengkap vvCC = V= V V exp(V exp(--t/CR)t/CR)

ResponsRespons paksapaksa VVff= V= V ResponsRespons naturalnatural vvnn = V exp(= V exp(--t/RC)t/RC)


mth 2011


17/41

Tegangan padaTegangan pada

ran kaianran kaiann

vvRR=V exp(=V exp(--t/CR)t/CR)

vvCC=V(1=V(1exp(exp(--t/CR))t/CR))us,tegang

vC

I, vR

vvCC=V(1=V(1exp(exp(--t/t/))))

ar

=RC=RC0-1 0 1 5 10waktu


mth 2011


18/41

i(t) = i(i(t) = i() + [i(0)) + [i(0) i(i()] e)] e--t/t/

esaran eganganesaran egangan

v(t) = v(v(t) = v() + [v(0)) + [v(0) v(v()] e)] e--t/t/


mth 2011


19/41

--

--

dv/dt = V/dv/dt = V/ exp(exp(--t/t/))

V

t=0t=0

00 t


mth 2011


20/41

vR t


21/41

Konversi TheveninKonversi Thevenin--Norton memudahkanNorton memudahkan

mencari vmencari voo, dengan KCL, dengan KCL

V/R = vV/R = voo R + LR + L 00 vvoo dt + C dvdt + C dvoo dtdt

V/RR L C


mth 2011


22/41

V/R =V/R = vvoo/R + L/R + L 00tt vvoo dtdt + C+ C dvdvoo//dtdt

HasilHasil d/d/dtdt

== 22 22 oo oo oo

-- ,,

underdamped:underdamped:

==


mth 2011oo


23/41

1

0

tegangan vo

-1

arus iCarus iL


mth 2011


24/41

Membaca Time ConstantMembaca Time Constant

pada Osiloskoppada Osiloskop


mth 2011


25/41

KurvaKurva men ikutimen ikuti fun sifun si

naiknaik (merah utuh)(merah utuh)v=v=VVmm(1(1--exp(exp(--t/t/))))

Kurva mengikuti fungsiKurva mengikuti fungsi

turun/ decayturun/ decay (merah(merah

utusutus-- utusutus

v=v=VVmm exp(exp(--t/t/))

BagaimanaBagaimana mengukurmengukur//

Vm

menghitungmenghitung ??


mth 2011


26/41

KurvaKurva men ikutimen ikuti fun sifun si

v=v=VVmm(1(1--exp(exp(--t/t/)))) SlopeSlope

dvdv//dtdt==VVmm// exp(exp(--t/t/))

PadaPada t=0t=0dvdv//dtdt==VVmm//

Idem untuk fungsi turunIdem untuk fungsi turun

m

padapada osiloskoposiloskop


mth 2011


27/41

Cara 2: Gunakan Titik dalamCara 2: Gunakan Titik dalam

KurvaKurva KurvaKurva men ikutimen ikuti fun sifun si

v=v=VVmm(1(1--exp(exp(--t/t/)))) PadaPada t=tt=t00

vv00==VVmm(1(1--exp(exp(--tt00//))))

-- --00 00 mm

Untuk osilosko analoUntuk osilosko analo

m

V0

ssukarukar membacamembaca VV00 VVmmdan tdan too dengan telitidengan teliti

t0


mth 2011


28/41

Cara 2: Gunakan titik dalamCara 2: Gunakan titik dalam

KurvaKurva PadaPada osiloskop digitalosiloskop digital gunakan SINGLE sweep pada TRIGGER,gunakan SINGLE sweep pada TRIGGER,

kenudian manfaatkan kursor untuk menentukankenudian manfaatkan kursor untuk menentukan tt00 VV00 dandan VVmmntuntu

Untuk fungsi tegangan naikUntuk fungsi tegangan naik Perhatikan gambar, garismenun ukkan letak kursor

untuk menentukan t,V1 dan V2

V1

o

Vm = V1

V20 2

=-t0/ln(1-v0/Vm)


mth 2011t


29/41

Cara 2: Gunakan titik dalamCara 2: Gunakan titik dalam

KurvaKurva PadaPada osiloskop digitalosiloskop digital gunakan SINGLE sweep pada TRIGGER,gunakan SINGLE sweep pada TRIGGER,

kenudian manfaatkan kursor untuk menentukankenudian manfaatkan kursor untuk menentukan tt00 VV00 dandan VVmm

Untuk fungsi tegangan naikUntuk fungsi tegangan naik

letak kursor

to = t

V1 V2

Vm = V1

=

=-t0/ln(1-v0/Vm)


mth 2011t


30/41

Cara 3:Cara 3: GunakanGunakan TitikTitik dalamdalam PlotPlot

KurvaKurva TerskalaTerskala (os loskop analog)(os loskop analog)

Agar vAgar v00//VVmm,, misalnyamisalnya 4/5,4/5,terkalibrasi,terkalibrasi, Vo tidak pada garistidak pada garis

mudahmudah dibacadibaca gunakangunakan skalaskala

vertikalvertikal (V)(V) taktak terkalibrasiterkalibrasi dandanletakkanletakkan vv00 padapada titiktitik temutemu

kurvakurva dengandengan garisgaris bertandabertanda

ukurukur (tick)(tick)

==--tt00//lnln(1(1--vv00//VVmm))VmV0

taktak terkalibrasiterkalibrasi,, Vm dandan Vo tepattepat

padapada garisgaris, swing, swing padapada sejumlahsejumlah nn

skalaskala divisidivisi

t0 untukuntuk vv00//VVmm =4/5=4/5 makamaka =t=t00/1.61/1.61

t0 mudahmudah dibacadibaca karenakarena padapada garisgarisyangyang memilikimemiliki ticktick


mth 2011


31/41

Cara 3: Gunakan Titik dalamCara 3: Gunakan Titik dalam

Kurva TerskalaKurva Terskala

hingga indikator merah menyala dan putarhingga indikator merah menyala dan putartombol tersebut sesuai skala yang diinginkantombol tersebut sesuai skala yang diinginkan

KeuntunganKeuntungan

MudahMudah dilakukandilakukan PerhitunganPerhitungan menjadimenjadi sederhanasederhana

CatatanCatatan::

SkalaSkala waktuwaktu harusharus tetaptetap dalamdalam kondisikondisiterkalibrasiterkalibrasi


mth 2011


32/41


mth 2011


33/41

R1 R2

v

5V-

v


mth 2011


34/41

V

C1 C2

-L


mth 2011


35/41

Men unakan analo switchMen unakan analo switch

CMOS, RCMOS, RONON=80=80,, Pmaks=200mWPmaks=200mW Menggunakan resistor proteksi untuk switchMenggunakan resistor proteksi untuk switchsc argesc arge

Induktor 2.5mH dengan resistansi 50Induktor 2.5mH dengan resistansi 50 on ro sw c engan m ro on ro er on ro sw c engan m ro on ro er

t0 sd t1 discharge C1, C2t0 sd t1 discharge C1, C2

, ,, ,

t2 sd t3 swicth ke R2 ON, lainnya OFF, discharge C1t2 sd t3 swicth ke R2 ON, lainnya OFF, discharge C1ke C2 atau LC tank LC2ke C2 atau LC tank LC2


mth 2011


36/41

--

CC22 diisi dari Cdiisi dari C11 melalui Rmelalui R22

R1 R2

+V

C1 C2 L


mth 2011


37/41

--

LC Tank LCLC Tank LC22 didi--supply Csupply C11 melalui Rmelalui R22

R1 R2

+V

C1 C2 L


mth 2011


38/41

Sin alSin al kontrolkontrol switchswitch bukanbukan untukuntuk dianalisisdianalisis

Salah satu hasil yang diharapkan pada praktikan adalahSalah satu hasil yang diharapkan pada praktikan adalahkemampuan membaca konstanta waktu dari kurvakemampuan membaca konstanta waktu dari kurva

rans en .rans en .

Konstanta waktu harus diukur saat praktikum denganKonstanta waktu harus diukur saat praktikum dengan

cara an telah diberikan. Pada ercobaan ini tidakcara an telah diberikan. Pada ercobaan ini tidakdiperkenankan menggunakan foto tampilan osiloskop.diperkenankan menggunakan foto tampilan osiloskop.

Pada BCL hanya dicatat bentuk kasar pola sinyal saatPada BCL hanya dicatat bentuk kasar pola sinyal saat

rans en , n a egangan awa an a r, ser a ons an arans en , n a egangan awa an a r, ser a ons an awaktu hasil pengamatan.waktu hasil pengamatan.


mth 2011


39/41


mth 2011


40/41


mth 2011


41/41

Selamat MelakukanSelamat MelakukanPercobaanPercobaan


mth 2011

Gejala Transien ITB

Documents

Transcript of Gejala Transien ITB