MODUL PRAKTIKUM

RANGKAIAN LISTRIK II

LABORATORIUM KOMPUTER

FAKULTAS ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2013

Universitas Sriwijaya

Fakultas Ilmu Komputer

Laboratorium

LEMBAR PENGESAHAN

MODUL PRAKTIKUM

SISTEM MANAJEMEN

MUTU

ISO 9001:2008

No. Dokumen . Tanggal 4 JUNI 2011

Revisi 0 Halaman 2 DARI 13

MODUL PRAKTIKUM

Mata Kuliah Praktikum : RANGKAIAN LISTRIK II

Kode Mata Kuliah Praktikum : FSK27411

SKS : 1

Program Studi : Sistem Komputer

Semester : 5 (Ganjil)

DIBUAT OLEH DISAHKAN OLEH DIKETAHUI OLEH

TIM LABORAN

LABORATORIUM

FASILKOM UNSRI

TIM DOSEN SISTEM

KOMPUTER FASILKOM

UNSRI

KEPALA LABORATORIUM

Daftar Isi

Cover

Lembar Pengesahan

Daftar Isi

TEOREMA THEVENIN .................................................................. 1

TEOREMA NORTHON ................................................................... 3

TEOREMA SUPERPOSISI .............................................................. 6

TEOREMA MESH ........................................................................... 9

RANGKAIAN INVERTER AMPLIFIER ...................................... 11

RANGKAIAN NON- INVERTER AMPLIFIER .......................... 14

RANGKAIAN SUMMING AMPLIFIER ...................................... 16

RANGKAIAN DEFFERENCE AMPLIFIER ................................ 18

1

PRAKTIKUM I

I. JUDUL PRAKTIKUM

Teorema Thevenin

II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mempelajari teorema rangkaian listrik

2. Mempelajari teorema thevenin beserta fungsi rangkaiannya.

3. Menerapkan teorema thevenin pada rangkaian yang digunakan

III. ALAT DAN BAHAN

1. Modul Praktikum

2. Seperangkat PC

3. Software simulasi proteus

IV. TEORI DASAR

Teorema Thevenin adalah salah satu teorema yang berguna untuk analisis

sirkuit listrik.Teorema Thevenin menunjukkan bahwa keseluruhan jaringan listrik

tertentu, kecuali beban, dapat diganti dengan sirkuit ekuivalen yang hanya

mengandung sumber tegangan listrik independen dengan sebuah resistor yang

terhubung secara seri, sedemikian hingga hubungan antara arus listrik dan

tegangan pada beban tidak berubah.Sirkuit baru hasil dari aplikasi teorema

Thevenin disebut dengan sirkuit ekuivalen Thevenin.Teorema ini dinamakan

sesuai dengan penemunya, seorang insinyur berkebangsaan Perancis, M. L.

Thvenin.

Ilustrasi sirkuit ekuivalen Thevenin

2

Ditentukan sebuah jaringan listrik seperti pada gambar dan bagian dalam

kotak hitam yang akan dicari sirkuit ekuivalennya; nilai sumber tegangan Vth

pada sirkuit ekuivalen Thevenin didapatkan dengan melepaskan resistor beban di

antara terminal A dan B lalu dihitung besar tegangan sirkuit terbuka di antara

kedua terminal tersebut. Sedangkan nilai resistor pengganti Rth dapat dihitung

dengan mematikan semua sumber tegangan dan arus lalu dihitung nilai ekuivalen

resistansi di antara terminal A dan B. Penggunaan utama dari teorema Thevenin

adalah menyederhanakan sebagian besar dari sirkuit dengan sirkuit ekuivalen

yang sederhana.

V. PROSEDUR PRATIKUM

1. Rangkailah rangkaian berikut ini pada software simulasi proteus.

2. Ukurlah tegangan dan arus yang ada pada masing-masing resistor

3. Hitunglah tegangan dan arus pada rangkaian tersebut dengan

menggunakan perhitungan manual menggunakan teorema thevenin.

4. Bandingkan hasil yang diperoleh dari simulasi dengan perhitungan

manual.

5. Analisis data yang diperoleh dan buat kesimpulan

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

VIII. KESIMPULAN

3

PRAKTIKUM II

I. JUDUL PRAKTIKUM

Teorema Northon

II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mempelajari teorema rangkaian listrik

2. Mempelajari teorema northon beserta fungsi rangkaiannya.

3. Menerapkan teorema northon pada rangkaian yang digunakan

III. ALAT DAN BAHAN

1. Modul Praktikum

2. Seperangkat PC

3. Software simulasi proteus

IV. TEORI DASAR

Teorema Norton menyatakan bahwa dimungkinkan untuk menyederhanakan

suatu rangkaian yang linier, tidak peduli seberapa kompleks rangkaian itu,

menjadi sebuah rangkaian ekivalen yang terdiri dari sebuah sumber arus yang

disusun paralel dengan sebuah resistansi yang biasanya dihubungkan juga ke

beban. Seperti pada teorema Thevenin, kualifikasi linier disini identik dengan

yang ditemukan pada Teorema Superposisi : semua persamaan harus linier (tidak

mengandung perpangkatan atau akar).

Misalkan ada rangkaian seperti pada gambar berikut ini:

4

Setelah konversi Norton

Ingat bahwa sebuah sumber arus adalah sebuah komponen yang kerjanya

untuk menyediakan arus yang nilainya konstan, seberapapun tegangan yang

diperlukan beban,sumber arus yang ideal akan tetap menyuplai arus yang konstan.

Seperti pada teorema thevenin, semua yang ada pada rangkaian asli kecuali

resistansi beban disederhanakan dan direduksi menjadi suatu rangkaian yang

ekivalen yang lebih sederhana untuk dianalisa. Juga sama seperti teorema

Thevenin, cara untuk mendapatkan rangkaian pengganti Norton harus menghitung

nilai arus Norton (INorton) dan resistansi nortonnya (RNorton).

V. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Rangkailah rangkaian berikut ini pada software simulasi proteus.

V1 V2

20 v 10 v

R1

R2

R3

15

25

35

5

2. Ukurlah tegangan dan arus yang ada pada masing-masing resistor

3. Hitunglah tegangan dan arus pada rangkaian tersebut dengan

menggunakan perhitungan manual menggunakan teorema northon.

4. Bandingkan hasil yang diperoleh dari simulasi dengan perhitungan

manual.

5. Analisis data yang diperoleh dan buat kesimpulan

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

VIII. KESIMPULAN

6

PRAKTIKUM III

I. JUDUL PRAKTIKUM

Teorema Superposisi

II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mempelajari teorema rangkaian listrik

2. Mempelajari teorema superposisi beserta fungsi rangkaiannya.

3. Menerapkan teorema superposisi pada rangkaian yang digunakan

III. ALAT DAN BAHAN

1. Modul Praktikum

2. Seperangkat PC

3. Software simulasi proteus

IV. TEORI DASAR

Teorema superposisi adalah salah satu cara pintar yang membuat suatu

rangkaian yang terlihat kompleks dijadikan lebih sederhana. Strategi yang

digunakan pada teorema Superposisi adalah mengeliminasi semua sumber tetapi

hanya disisakan satu sumber yang hanya bekerja pada waktu itu juga dan

menganalisa rangkaian itu dengan konsep rangkaian seri-paralel masing-masing

saat sumber bekerja sendiri-sendiri. Lalu setelah masing-masing tegangan

dan/atau arus yang tidak diketahui telah dihitung saat sumber bekerja sendiri-

sendiri, masing-masing nilai yang telah diperoleh tadi dijumlahkan sehingga

diperoleh nilai tegangan/arus yang sebenarnya.

Arus total yang melalui sembarang bagian jaringan sama dengan jumlah

aljabar arus yang dihasilkan secara terpisah yang tidak saling tergantung oleh

masing-masing sumber.(Sebuah jaringan dengan dua sumber : jika arus yang

dihasilkan oleh salah satu sumber memiliki arah tertentu, sedangkan yang

dihasilkan oleh sumber yang lain berlawanan arah yang melalui tahanan yang

sama, maka arus yang dihasilkan adalah perbedaan arus di antara keduanya dan

memiliki arah mengikuti yang lebih besar. Jika arus yang dihasilkan memiliki

arah yang sama, maka arus yang dihasilkan adalah jumlah keduanya.)

7

Prinsip Superposisi tidak dapat digunakan untuk perhitungan daya karena

daya yang hilang dalam sebuah sumber tahanan berubah-ubah sebanding dengan

kuadrat arus atau tegangan (tidak linear).Untuk memperhatikan pengaruh masing-

masing sumber secara terpisah yang tidak bergantung sama lain, maka sumber

tersebut perlu diambil dan ditempatkan kembali tanpa mempengaruhi hasil akhir.

Untuk mengambil sumber tegangan, maka perbedaan potensial antara

terminal sumber tegangan harus ditetapkan berharga nol (dihubung singkat).Untuk

mengambil sumber arus, maka diperlukan bahwa terminalnya terbuka (untai

terbuka).Sembarang hambatan dalam yang berhubungan dengan sumber yang

dicabut, tidak dihilangkan tetapi masih harus diperhatikan.

Pengaruh pengambilan sumber praktis : Pengaruh pengambilan sumber ideal :

E I

EI

Rs

Rs

V. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Rangkailah rangkaian berikut ini pada software simulasi proteus.

30

20

10

R1

R2

R3

V1 V2

35 V 15 V

2. Ukurlah tegangan dan arus yang ada pada masing-masing resistor

3. Hitunglah tegangan dan arus pada rangkaian tersebut dengan

menggunakan perhitungan manual menggunakan teorema superposisi.

4. Bandingkan hasil yang diperoleh dari simulasi dengan perhitungan

manual.

5. Analisis data yang diperoleh dan buat kesimpulan

8

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

VIII. KESIMPULAN

9

PRAKTIKUM IV

I. JUDUL PRAKTIKUM

Teorema Mesh

II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mempelajari teorema rangkaian listrik

2. Mempelajari teorema mesh beserta fungsi rangkaiannya.

3. Menerapkan teorema mesh pada rangkaian yang digunakan

III. ALAT DAN BAHAN

1. Modul Praktikum

2. Seperangkat PC

3. Software simulasi proteus

IV. TEORI DASAR

Mesh dalam bahasa Indonesia berarti lubang atau sesuatu yang melingkar.

Analisis ini memanfaatkan Kirchoffs Voltage Law (KVL).Yang mana berbunyi

Jumlah tegangan pada suatu rangkaian tertutup adalah nol.Untuk menggunakan

analisa Mesh, tulis persamaan KVL untuk setiap putaran tertutup (closed loop)

dalam suatu rangkaian.

Dalam analisa mesh kita diharuskan menggambar dan memberi nama arus

putarannya. Arah putaran tidak harus searah jarum jam dan dalam satu rangkaian,

arah tidak harus sama semua. Tapi untuk contoh ini, semua searah jarum jam

dikarenakan hanya mempunyai 1 sumber tegangan yang dibebani beberapa

tahanan. Adapun contoh gambarnya sebagai berikut :

10

V. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Rangkailah rangkaian berikut ini pada software simulasi proteus.

30

20

10

R1

R2

R3

V1 V2

35 V 15 V

2. Ukurlah tegangan dan arus yang ada pada masing-masing resistor

3. Hitunglah tegangan dan arus pada rangkaian tersebut dengan

menggunakan perhitungan manual menggunakan teorema mesh.

4. Bandingkan hasil yang diperoleh dari simulasi dengan perhitungan

manual.

5. Analisis data yang diperoleh dan buat kesimpulan

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

VIII. KESIMPULAN

11

PRAKTIKUM V

I. JUDUL PRAKTIKUM

Rangkaian Inverting Ampilfier

II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mempelajari macam-macam rangkaian amplifier

2. Mempelajari bentuk dari rangkaian inverting amplifier

3. Mengetahui fungsi dan penerapan dari rangkaian inverting amplifier

III. ALAT DAN BAHAN

1. Modul Praktikum

2. Seperangkat PC

3. Software simulasi proteus

IV. TEORI DASAR

Rangakaian Inverting Amplifier merupakan penerapan dari penguat

operasional sebagai penguat sinyal dengan karakteristik dasar sinyal output

memiliki phase yang berkebalikan dengan phase sinyal input. Pada dasarnya

penguat operasional (Op-Amp) memiliki faktor penguatan yang sangat tinggi

(100.000 kali) pada kondisi tanpa rangkaian umpan balik. Dalam inverting

amplifier salah satu fungsi pamasangan resistor umpan balik (feedback) dan

resistor input adalah untuk mengatur faktor penguatan inverting amplifier

(penguat membalik) tersebut. Dengan dipasangnya resistor feedback (RF) dan

resistor input (Rin) maka faktor penguatan dari penguat membalik dapat diatur

dari 1 sampai 100.000 kali. Untuk mengetahui atau menguji dari penguat

membalik (inverting amplifier) dapat menggunakan rangkaian dasar penguat

membalik menggunakan penguat operasional (Op-Amp) seperti pada gambar

berikut.

12

Rangkaian Inverting Amplifier

Rangkaian penguat membalik diatas merupakan rangkaian dasar inverting

amplifier yang menggunakan sumber tegangan simetris. Secara matematis

besarnya faktor penguatan (A) pada rangkaian penguat membalik adalah (-Rf/Rin)

sehingga besarnya tegangan output secara matematis adalah :

V. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Rangkailah rangkaian berikut ini pada software simulasi proteus.

3

2

6

74

15

U1

LM741

+12

-12RF

RGV Out

V In

2. Berikan tegangan input (V In) dan nilai resistansi (Rf dan Rg) sesuai

dengan yang diinstruksikan oleh laboran praktikum.

3. Catatlah nilai tegangan output (V Out) yang dihasilkan

4. Analisis data yang diperoleh dan buat kesimpulan

13

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

VIII. KESIMPULAN

14

PRAKTIKUM VI

I. JUDUL PRAKTIKUM

Rangkaian Non-Inverting Amplifier

II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mempelajari macam-macam rangkaian amplifier

2. Mempelajari bentuk dari rangkaian non-inverting amplifier

3. Mengetahui fungsi dan penerapan dari rangkaian non-inverting amplifier

III. ALAT DAN BAHAN

1. Modul Praktikum

2. Seperangkat PC

3. Software simulasi proteus

IV. TEORI DASAR

Rangkaian Non-Inverting Amplifier merupakan penguat sinyal dengan

karakteristik dasat sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan

sinyal input. Rangkaian non-inverting amplifier dapat dibangun menggunakan

penguat operasional, karena penguat operasional memang didesain untuk penguat

sinyal baik membalik ataupun tak membalik.Rangkain non-inverting amplifier ini

dapat digunakan untuk memperkuat isyarat AC maupun DC dengan keluaran yang

tetap sefase dengan sinyal inputnya.Impedansi masukan dari rangkaian non-

inverting amplifier berharga sangat tinggi dengan nilai impedansi sekitar 100

MOhm.Contoh rangkaian dasar non-inverting amplifier menggunakan operasional

amplifier (Op-Amp) dapat dilihat pada gambar berikut.

15

Rangkaian tersebut merupakan salah satu contoh rangkaian non-inverting

amplifier menggunakan operasional amplifier (Op-Amp) tipe 741 dan

memnggunakan sumber tegangan DC simetris. Dengan sinyal input yang

diberikan pada terminal input non-inverting, maka besarnya penguatan tegangan

rangkaian penguat tak membalik diatas tergantung pada harga Rin dan Rf yang

dipasang. Besarnya penguatan tegangan output dari rangkaian penguat tak

membalik diatas dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut.

V. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Rangkailah rangkaian berikut ini pada software simulasi proteus.

3

2

6

74

15

U1

LM741

+12

-12RF

R INV Out

V In

2. Berikan tegangan input (V In) dan nilai resistansi (Rf dan R In) sesuai

dengan yang diinstruksikan oleh laboran praktikum.

3. Catatlah nilai tegangan output (V Out) yang dihasilkan

4. Analisis data yang diperoleh dan buat kesimpulan

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

VIII. KESIMPULAN

16

PRAKTIKUM VII

I. JUDUL PRAKTIKUM

Rangkaian Summing Amplifier

II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mempelajari macam-macam rangkaian amplifier

2. Mempelajari bentuk dari rangkaian summing amplifier

3. Mengetahui fungsi dan penerapan dari rangkaian summing amplifier

III. ALAT DAN BAHAN

1. Modul Praktikum

2. Seperangkat PC

3. Software simulasi proteus

IV. TEORI DASAR

Rangkaian summing amplifier adalah konfigurasi Op-Amp sebagai penguat

dengan diberikan input lebih dari satu untuk menghasikan sinyal ouput yang linier

sesuai dengan nilai penjumlahan sinyal input dan faktor penguatan yang ada. Pada

umumnya rangkaian summing amplifier adalah rangkaian penjumlah dasar yang

disusun dengan penguat inverting atau non inverting yang diberikan input lebih

dari 1 line. Rangkaian summing amplifier secara sederhana dapat dilihat pada

gambar berikut.

Rangkaian Summing Amplifier

17

Proses penjumlahan sinyal dilakukan secara inverting, sinyal input (V1, V2,

V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3.

Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat

operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting). Besarnya penguatan

tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf dan Resistor

input masing-masing (R1, R2, R3). Besarnya tegangan output (Vout) dari

rangkaian adder/penjumlah inverting diatas dapat dirumuskan sebagai berikut.

V. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Rangkailah rangkaian berikut ini pada software simulasi proteus.

3

2

6

74

15

U1

LM741

+12

-12RF

1k

R1

1k

V OutV1

R2

1k

V2

R3

1k

V3

2. Berikan tegangan input (V1, V2, V3) dan nilai resistansi (Rf, R1, R2, R3)

sesuai dengan yang diinstruksikan oleh laboran praktikum.

3. Catatlah nilai tegangan output (V Out) yang dihasilkan

4. Analisis data yang diperoleh dan buat kesimpulan

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

VIII. KESIMPULAN

18

PRAKTIKUM VIII

I. JUDUL PRAKTIKUM

Rangkaian Difference Amplifier

II. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mempelajari macam-macam rangkaian amplifier

2. Mempelajari bentuk dari rangkaian difference amplifier

3. Mengetahui fungsi dan penerapan dari rangkaian difference

amplifier

III. ALAT DAN BAHAN

1. Modul Praktikum

2. Seperangkat PC

3. Software simulasi proteus

IV. TEORI DASAR

Op-amp dinamakan juga dengan penguat diferensial (differential

amplifier).Sesuai dengan istilah ini, op-amp dalah komponen IC yang memiliki

input tegangan dan 1 output tegangan, dimana tegangan output-nya

adalahproporsional terhadap perbedaan tegangan antara kedua inputnya itu.

Penguatdiferensial seperti yang ditunjukkan padagambar berikut ini yang

merupakan rangkaian dasar dari sebuah op-amp.

Rangkaian Op-Amp

19

Pada rangkaian yang demikian, persamaan pada titik Vout adalah Vout

=A(v1-v2) dengan A adalah nilai penguatan dari penguat diferensial ini. Titik

inputv1 dikatakan sebagai input non-iverting, sebab tegangan vout satu phase

denganv1. Sedangkan sebaliknya titik v2 dikatakan inputinverting sebab

berlawananphasa dengan tengangan vout. Penguat diferensial digunakan untuk

mencariselisihdari duategangan yang telah dikalikandengan konstanta tertentu

yang ditentukan oleh nilai resistansi.

V. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Rangkailah rangkaian berikut ini pada software simulasi proteus.

3

2

6

74

15

U1

LM741

+12

-12R2

1k

R1

1k

V OutV1

V2

R21k

R1

1k

2. Berikan tegangan input (V1, V2) dan nilai resistansi (R1, R2) sesuai

dengan yang diinstruksikan oleh laboran praktikum.

3. Catatlah nilai tegangan output (V Out) yang dihasilkan

4. Analisis data yang diperoleh dan buat kesimpulan

VI. PENGOLAHAN DATA

VII. ANALISA

VIII. KESIMPULAN

20