modul RL 2013

Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id

1

SUSUNAN PENGURUS LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK

SEMESTER GANJIL 2013/2014

1. Dekan Fakultas Elektro dan Komunikasi : A. Ali Muayyadi, Ir., MSc., Phd.

2. Dosen Mata Praktikum : Achmad Rizal, S.T., M.T.

3. Koordinator Asisten : Indra Lesmana

4. Sekretaris-Bendahara : Shita Fitria Nurjihan

Vinda Sulvitri

Giashinta Larashati

Merghita Zahrah Yuliandari

5. Administrasi : Zahra Nur Azizah Hasri

Ihsan Budi Saputro

Meilissa Pratiwi Hartono

Suci Monica Sari

Rizki Aditia Irawan

Rama Diat Pragmatik

6. Praktikum : Citra Zaskia Pratiwi

Muhamad Nanda Pratama

Pratiwi Widhi Maya Sari

Nur Aeni

Vinsensius Sigit Widhi Prabowo

Pramesti Festa Perdananti

Yudi Hartawan

7. Hardware : Zaki Aminudin

Rachmadyan

Dhion Azrya

Dea Aghnia Mufida

Muhammad Yaser Noveramadya

Alfi M. Akbar Baria

8. Research and Development : Arif Firmansyah

Erza Yoga Pamungkas

Teguh Setiawan

Anastasia Clara

Yauri Mahaputra

http://www.facebook.com/shita.nurjihan

http://www.facebook.com/vinda.sulvitri

http://www.facebook.com/zahranurazizahhasri

http://www.facebook.com/citra.z.pratiwi

http://www.facebook.com/M.Nanda.P

http://www.facebook.com/pratiwimaya

http://www.facebook.com/unu.aeni

http://www.facebook.com/zaki.aminudin

http://www.facebook.com/rachmadyan

http://www.facebook.com/dionazrya

http://www.facebook.com/arif.firmansyah.756

http://www.facebook.com/Erzayoga


2

TATA TERTIB PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM

TUGAS PENDAHULUAN 1.1. Praktikan wajib mengerjakan Tugas Pendahuluan sebelum praktikum. Dan dikerjakan

sesuai aturan yang dicantumkan pada setiap soal tugas pendahuluan. 1.2. Tugas Pendahuluan ditulis tangan di buku khusus tugas pendahuluan (bersampul biru

dongker dan bersampul plastik, dengan format cover seperti dibawah) dan dikumpul serentak pada saat yang ditentukan.

1.3. Penulisan Tugas Pendahuluan menggunakan alat tulis bolpoint (pensil tidak boleh), termasuk gambar dan hitungan.

1.4. Tidak mengerjakan Tugas Pendahuluan tetap diperbolehkan mengikuti praktikum tetapi nilai tugas pendahuluan = 0.

1.5. Tugas Pendahuluan dikumpulan setiap hari Sabtu setelah TP dikeluarkan jam 08.00-10.00 WLRL.

1.6. Pengumpulan Tugas Pendahuluan boleh diwakilkan. Jika TP dititipkan dan ternyata tidak ada pada saat pengecekan oleh asisten, maka asisten tidak bertanggung jawab atas kehilangan TP tersebut. Dan praktikan yang kehilangan TP tersebut mendapatkan nilai TP = 0.

1.7. Tugas Pendahuluan yang dikumpul harus menggunakan cover yang diketik dan di- print. Contoh Terlampir.


3

Berikut contoh format cover buku TP:

BUKU KHUSUS TUGAS PENDAHULUAN

PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK

Nama : Gylfi Siggurdsson

NIM : 115080000

Kelompok : TE-14

Waktu Praktikum : Rabu II / Shift IV

Rekan Praktikum : 1. Aaron Lennon

2. Michael Dawson

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK

DEPARTEMEN ELEKTRO DAN KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELKOM UNIVERSITY

BANDUNG 2013

FOTO DIRI

3 x 4


4

TEST AWAL 2.1. Test awal dilaksanakan pada saat awal praktikum dalam waktu maksimal 20 menit. 2.2. Apabila dalam pelaksanaan tes awal merupakan tes lisan dan praktikan tidak dapat

menjawab pertanyaan asisten maka praktikan dapat mempelajari dan mempersiapkan diri kembali di luar laboratorium. Bila praktikan masih tidak dapat menjawab setelah diberikan kesempatan lagi, maka tes awal sama dengan nol , dan tetap boleh melanjutkan praktikum.

KELENGKAPAN 3.1. Selama berhubungan dengan praktikum, praktikan wajib mengenakan seragam resmi

IT Telkom yaitu kemeja putih berkerah dimasukan, celana biru untuk putra, rok biru untuk putri, dan memakai sepatu serta berpenampilan rapi dan sopan. Tidak diperkenankan mengenakan jeans atau celana/rok hitam dan tidak memakai jaket.

3.2. Putra tidak diperkenankan berambut panjang (mengenai kerah, melebihi telinga, menutupi mata, dikuncir, atau menggunakan bando). Pria berambut panjang akan dikenai sanksi tidak boleh mengikuti praktikum. Bila praktikan memaksa untuk ikut praktikum, maka praktikan diperbolehkan memotong rambutnya terlebih dahulu.

3.2. Setiap pelaksanaan praktikum diwajibkan membawa kartu praktikum yang telah diberi photo ukuran 2x3, modul dan buku khusus tugas pendahuluan yang telah di cap dengan cap laboratorium.

3.3. Pelanggaran akan hal ini maka akan dikenakan sanksi pulang untuk mengambil kelengkapan praktikum tersebut lalu kembali melanjutkan praktikum apabila kelengkapan sudah dipenuhi (jika masih dalam batas waktu keterlambatan / 20 menit).

PELAKSANAAN 4.1. Praktikan dianjurkan untuk hadir 10 menit lebih awal sebelum praktikum dimulai. 4.2. Keterlambatan praktikum akan menyebabkan pengurangan terhadap nilai praktikum.

Keterlambatan lebih daril 20 menit maka praktikan tidak dapat mengikuti praktikum. 4.3. Praktikan hanya boleh membawa modul, jurnal, alat tulis, kalkulator, 2 lembar kertas

dan buku referensi rangkaian listrik ke area praktikum. Perlengkapan pribadi seperti dompet dan telepon genggam harap disimpan didalam tas. Tas wajib diletakkan ditempat yang telah disediakan.

4.4.Praktikan wajib mengumpulkan kartu praktikum yang akan ditandatangani oleh assisten. 4.5. Selama praktikum praktikan dilarang :

Merokok, makan, minum dalam ruangan laboratorium

Bercanda, bergurau selama praktikum

Membuang sampah di ruangan lab

Mengoperasikan alat-alat sebelum mendapat instruksi dari asisten

Meninggalkan ruangan tanpa seijin asisten

Memindahkan peralatan dan mencabut probe tanpa seijin asisten

Berlaku tidak sopan terhadap sesama praktikan maupun asisten

Melakukan kegiatan yang dapat mengganggu jalannya kegiatan praktikum


5

4.6. Praktikan yang telah menyelesaikan praktikum dapat meninggalkan laboratorium setelah assisten memastikan bahwa seluruh peralatan beserta komponennya telah dalam keadaan rapi, bersih, dan lengkap.

4.7. Pada saat memasuki waktu shalat maka kegiatan praktikum dihentikan. Praktikum dimulai kembali setelah 15 menit kemudian.

JURNAL PRAKTIKUM 5.1. Jurnal harus dikerjakan seluruhnya sesuai dengan data praktikum dan dikumpulkan

tepat paling lambat pada waktu shift praktikum yang bersangkutan berakhir. 5.2. Praktikan yang tidak mengumpulkan jurnal akan diberi nilai nol.

TUKAR JADWAL 6.1. Penukaran jadwal praktikum dapat dilaksanakan paling lambat 1 hari sebelum

praktikum yang bersangkutan dan dilaksanakan atas persetujuan asisten. 6.2. Tukar jadwal hanya diperkenankan 1 x per modul. 6.3. Praktikan yang hendak menukar jadwal harus mencari sendiri rekan yang akan diajak

untuk bertukar jadwal. 6.4. Kedua Praktikan yang bertukar jadwal wajib mengisi buku tukar jadwal dan form tukar

jadwal harus dibawa pada saat melaksanakan praktikum dengan jadwal yang baru dan diserahkan kepada asisten yang menjaga pada saat tersebut.

6.5. Praktikan tidak diperkenankan menyusup pada jadwal praktikum yang lain, jika hal tersebut terjadi maka praktikan dianggap tidak mengikuti modul tersebut.

PENILAIAN 7.1 Prosentase Penilaian Praktikum RL : a. Tugas Pendahuluan : 20 % b. Tes Awal : 20 % c. Praktikum : 35 % d. Jurnal : 25 % 7.2. Nilai akhir praktikum berdasarkan nilai rata-rata semua modul. 7.3. Praktikan wajib mengikuti seluruh modul praktikum 7.4. Tidak ada praktikum susulan untuk praktikan yang tidak mengikuti salah satu modul.


6

LAIN- LAIN 8.1. Kerusakan dan kehilangan alat, komponen dan peralatan laboratorium akibat

kecerobohan praktikan menjadi tanggung jawab praktikan dan dapat dituntut penggantian / perbaikan alat / komponen tersebut.

8.3. Segala pelanggaran terhadap point-point diatas, maupun segala kealpaan karena kesalahan praktikan maka asisten berhak untuk mengeluarkan praktikan tersebut.

8.4. Hal-hal yang belum diatur dalam tata laksana ini akan ditetapkan kemudian.

Ditetapkan di Laboratorium Rangkaian

Listrik

Agustus, 2013

Dosen Mata Praktikum Laboratorium

Rangkaian Listrik

Ahmad Rizal, ST., MT.


7

MODUL I

PENGENALAN ALAT UKUR DAN RANGKAIAN ARUS SEARAH

I. Tujuan Praktikum

1. Mengetahui cara mengukur arus, tegangan serta resistansi menggunakan multimeter

2. Dapat menggunakan osiloskop untuk mengukur tegangan, frekuensi dan beda phase

dari berbagai bentuk gelombang.

3. Dapat mengukur serta menghitung arus dan tegangan pada suat beban dalam

rangkaian yang bersifat linier dengan menerapkan teorema superposisi dan subtitusi.

II. Komponen Dan Alat Yang Digunakan

1. Multimeter

2. Osiloskop

3. Sumber tegangan DC

4. Function Generator

5. Project board

6. Resistor

7. Kapasitor

8. Kabel Jumper

III. Dasar Teori

1. Alat Ukur

A. Multimeter

Multimeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengetahui nilai

besaran-besaran listrik seperti tegangan, arus, hambatan, frekuensi, dan lain-lain.


8

Mode pada multmeter :

1) Voltmeter

Untuk mengukur tegangan dari terminal atau ujung dari suatu rangkaian

dapat digunakan voltmeter yang ditempatkan paralel terhadap beban/

rangkaian yang hendak diketahui tegangannya.

Sesuai sifat dari rangkaian parallel, merangkai rangkaian secara parallel akan

membuat tegangan yang ada di voltmeter akan sama dengan tegangan

komponen yang akan diukur.

Voltmeter yang baik adalah voltmeter yang mempunyai hambatan dalam (Rv)

yang besar, semakin besar semakin baik. Karena hambatan dalam voltmeter

harus sebesar mungkin adalah untuk menghindari adanya arus yang terbagi

dalam rangkaian yang menyebabkan tegangan yang diukur bukanlah tegangan

sebenarnya sebelum voltmeter dirangkaian pada rangkaian.

2) Amperemeter

Amperemeter digunakan ntuk mengukur arus dari suatu rangkaian.

Amperemeter harus dirangkaikan secara seri dengan rangkaian yang akan diukur

arusnya.

Merangkai secara seri akan membuat arus yang melalui amperemeter akan

sama dengan arus yang diukur (sifat rangkaian seri).

Amperemeter yang baik adalah amperemeter yang memiliki hambatan dalam

(Ra) yang kecil, semakin kecil semakin baik. Karena Ra harus sekecil mungkin

adalah untuk menghindari droop tegangan pada rangkaian (ada tegangan yang

terbagi) sehingga arus yang diukur bukanlah arus yang mau diukur sebenarnya

sebelum amperemeter dirangkaikan pada rangkaian.

3) Ohmmeter

Ohmeter merupakan alat ukur hambatan listrik. Besarnya satuan hambatan

yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm-meter ini


9

menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yang lewat

pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan ke satuan ohm.

Prinsip kerjanya adalah benda dialiri listrik dan diukur tahanan/hambatan

listriknya. Tahanan/ hamabatan listrik adalah perbandingan antara tegangan

listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik

yang melewatinya.

B. Oiloskop

Osiloskop merupakan alat ukur dimana bentuk gelombang sinyal listrik yang

diukur akan tergambar pada layar Cathode Ray Tube (CRT) berupa grafik

amplitudo dalam domain waktu. Beberapa pengukuran pada osiloskop :

Pengukuran tegangan bolak-balik

Vpp

T

Keterangan :

Ketika

Nilai puncak =

Bila memakai x10 probe

Nilai puncak =


10

√

√

Pengukuran frekuensi dapat dilakukan dengan pengukuran langsung yaitu

Frekuensi =

( ) [ ]

dan dengan osiloskop dual trace yaitu dengan cara sinyal yang akan diukur

dihubungkan ke CH1, generator dengan frekuensi yang diketahui ke

CH2.Frekuensi generator diubah sampai periode sinyal yang diukur sama dengan

periode sinyal generator. Pada saat ini frekuensi generator sama dengan

frekuensi yang diukur.

Pengukuran beda phasa dapat pula dilakukan dengan menggunakan

osiloskop dual trace yaitu dengan Sinyal pertama dihubungkan ke CH1, sinyal

kedua ke kanal CH2. Pada osiloskop akan terlihat bentuk tegangan kedua sinyal

tersebut, dimana beda phase dapat diketahui.

2. Komponen

1) Resistor

Merupakan komponen pasif yang berfungsi pokok untuk membagi tegangan dan

membagi arus dalam rangkaian listrik. Nilai atau besar hambatan pada resistor

bermacam-macam dapat diketahui melalui gelang - gelang kode-kode warna pada

resistor.Salah satu cara untuk mengetahui harga resistansi suatu resistor adalah

dengan membaca kode warnanya.


11

Dari kode warna suatu resistor dengan resistansi R ohm dan toleransi 10%

akan berarti bahwa resistor tersebut mempunyai resistansi antara (R - 10% x R)

dan (R + 10% x R).

Nilai resistor tergantung dari hambatan jenis bahan resistor itu sendiri

(tergantung dari bahan pembuatnya), panjang dari resistor itu sendiri dan luas

penampang dari resistor itu sendiri. Secara matematis :

Warna Angka pertama Angka ke dua Faktor pengali Toleransi

Hitam - 0 1 -

Coklat 1 1 10 1%

Merah 2 2 102 2%

Jingga 3 3 103 -

Kuning 4 4 104 4%

Hijau 5 5 105 -

Biru 6 6 106 -

Ungu 7 7 - -

Abu- abu 8 8 - -

Putih 9 9 - -

Warna emas - - 10-1 5%

Warna perak - - 10-2 10%

Tanpa warna - - - 20%


12

dimana :ρ = hambatan jenis, l = panjang dari resistor, = luas penampang

Satuan dari resistor : Ohm (Ω)

Hubungan seri paralel resistor

2) Induktor

Merupakan komponen yang terbentuk dari lilitan kawat atau tembaga yang

dapat menyimpan energi listrik berupa arus. Arus yang mengalir pada induktor

akan menghasilkan fluksi magnetik (φ ) yang membentuk loop yang melingkupi

kumparan. Jika ada N lilitan, maka total fluksi adalah :

Hubungan seri paralel induktor

Hubungan Seri

V1+V2+V3 = 0

V= (R1+R2+R3)

Hubungan paralel

- 1- 2- 3 = 0

= 1- 2- 3

Hubungan Seri

Hubungan Paralel


13

Hubungan Seri

V1+V2+V3-V = 0

V =V1+V2+V3

Hubungan Paralel

- 1- 2- 3 = 0

= 1- 2- 3

3) kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh

suatu bahan dielektrik. Nilai suatu kapasitor tergantung dari nilai permitivitas

bahan pembuat kapasitor, luas penampang dari kapsitor tersebut dan jarak antara

dua keping penyusun dari kapasitor tersebut. Secara matematis :

ε = permitivitas bahan

A = luas penampang bahan

d = jarak dua kepingan

Hubungan seri pararel kapasitor

Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307

14

Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan

angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya.

Misalnya pada kapasitor elektrolit dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar

22uF/25V.

Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2

(dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (piko

farads). contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi

kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit :

angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal

angka ke-3 adalah faktor pengali.

Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya berturut-turut

1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada kapasitor

keramik tertulis 104, maka kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000pF atau =

100nF. Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut

adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF

Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk

lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic,

electrolytic danelectrochemical.

Kapasitor Electrostatic

Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan

dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang

popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.

Tersedia dari besaran pF sampai beberapa uF, yang biasanya untuk aplikasi

rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan

dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene

terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene,

polycarbonate, metalized paper dan lainnya.Mylar, MKM, MKT adalah beberapa


15

contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film.

Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar.

Kapasitor Electrolytic

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan

dielektriknyaadalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk

kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya. Kapasitor ini

dapat memiliki polaritas karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa

sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda.

Kapasitor Electrochemical

Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor

jenis iniadalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah

kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor

(leakage current) yang sangatkecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam

pengembangan untuk mendapatkankapasitansi yang besar namun kecil dan ringan,

misalnya untuk applikasi mobil elektrik dantelepon selular.

3. Rangkaian Arus Searah

A. Rangkaian Linier

Rangkaian linier adalah rangkaian yang terbentuk oleh sumber sumber linier

dan persamaan arus atau dan tegangan dari rangkaian tersebut memenuhi

persamaan linier. Suatu persamaan dikatan linier apabila memenuhi sifat

superposisi, yaitu ( ) ( ), dimana k adalah suatu konstanta

B. Rangkaian Superposisi

Suatu respon total/tegangan pada setiap titik dalam rangkaian linier yang

memiliki banyak sumber bebas dapat dipandang sebagai jumlah respon yang

disebabkan oleh masing-masing sumber secara independent dan sumber lain

diganti dengan resistansi dalamnya. berikut ilustrasinya


16

C. Rangkaian Substitusi

Suatu komponen pasif yang dilalui oleh arus I dapat diganti dengan sumber

tegangan , dengan resistansi dalamnya sama dengan nol

i. Ilustrasi


17

IV. Prosedur Praktikum

Pengukuran Resistansi

1. Ukurlah menggunakan multimeter resitor dengan nilai 2K, 2K2, 4k7, 10K

2. Catat hasil pengukuran

3. Bandingkan hasilnya dengan nilai sebenarnya

Pengukuran Tegangan DC

1. Rangkailah Rangkaian dibawah ini

2. Beri Tegangan input sumber DC 5 Volt

3. Ukur tegangan pada R3 dengan multimeter, ubah nilai R1 dari 2K2, 4K7, dan 1K


Pengukuran Arus DC

1. Buatlah Rangkaian seperti gambar :

2. Ukur arus pada B-C dengan multimeter. Ubah nilai R1 dari 4K7, 10K, 100K



18

Kalibrasi

1. Pasang probe osiloskop pada salah satu channel

2. Jika menggunakan probe aktif, set attenuator pada posisi x1 dan 1K

3. Pasang kutub positif probe ke titik kalibrasi

4. Tekan auto/measure. Pastikan nilai tegangan yang terukur sama dengan nilai

standar kalibrasi osiloskop yang digunakan.

Pengukuran Tegangan Bolak Balik

1. Atur output function generator pada frekuensi 5KHz, amplitudo : 2Vrms dan

3Vrms

2. Ukur menggunakan multimeter kemudian ukur menggunakan osiloskop

3. Masukkan nilai tegangan,frekuensi,periode yang terukur dalam jurnal

Pengukuran Beda Fasa

1. Buat rangkaian dibawah

2. Atur generator sinyal pada gelombang sinusoidal 5 Vpp dan frekuensi 1KHz

3. Hubungkan probe osiloskop Ch1 pada input rangkaian

4. Hubungkan probe osiloskop Ch2 pada output rangkaian


19

5. Tampilkan kedua sinyal tersebut

6. Ukur T dan dengan nilai R = 10K

7. Catat hasil perhitungan pada jurnal dan hitung beda fasanya

8. Lakukan kembali percobaan di atas dengan merubah komponen C menjadi L

Pengukuran Frekuensi

1. Pasang kabel probe pada function generator

2. Sambungkan function generator dengan channel 1 osiloskop

3. Atur frekuensi pada function generator 20 Hz, 20 KHz, dan 200 KHz

4. Amati nilai pada osiloskop dan catat hasilnya

Theorema Superposisi

Buatlah rangkaian dibawah

Saat tegangan V1 aktif

1. Beri tegangan DC pada V1 sebesar 12V

2. Hubungsingkatkan V2

3. Ukurlah I4 menggunakan multimeter


5. Ukur tegangan Vab dengan multimeter



20

Saat tegangan V2 aktif


2. Hubungsingkatkan V1



5. Ukur tegangan Vab menggunakan multimeter


Saat tegangan V1 dan V2 aktif





5. Ukur tegangan Vab menggunakan multimeter


Teorema Substitusi

Langkah pertama

A. Buatlah rangkaian dibawah

B. Beri tegangan DC pada V1 sebesar 12V

C. Ukurlah besar nilai I2 dengan multimeter


21

D. Ukurlah nilai I4 dengan multimeter

E. Ukurlah nilai Vab dengan multimeter

F. Catat hasil pengukuran

Langkah Kedua

1. Buatlah rangkaian dibawah ini


3. Tegangan DC pada V2 sebesar I4xR4 V

4. Ukurlah besar nilai I2 dengan multimeter

5. Ukurlah besar Vab dengan multimeter

6. Catat hasil pengukuran.

V. Referensi

Ramdhani, Mohamad. 2008. Rangkaian Listrik. Jakarta : Erlangga.


22

MODUL II

TEOREMA THEVENIN DAN NORTON

I. Tujuan Praktikum

1. Dapat membuktikan teorema Thevenin dan Norton dengan percobaan

2. Dapat menentukan rangkaian pengganti Thevenin dan Norton dari suatu rangkaian

melalui suatu percobaan

3. Dapat menentukan tegangan maupun arus pada suatu beban melalui rangkaian

pengganti Thevenin dan Norton

4. Dapat membuktikan teorema Transfer Daya Maksimum melalui suatu percobaan


1. Power Supply DC

2. Multimeter Digital

3. Resistor (100Ω, 220Ω, 4K7Ω)

4. Variable Resistor

5. Project Board

6. Jumper

III. Dasar Teori

1. Teorema Thevenin

Teorema Thevenin menyatakan bahwa sembarang jaringan linier yang terdiri atas

sumber tegangan dan resistansi, jika dipandang dari sembarang 2 simpul dalam

jaringan tersebut dapat digantikan oleh resistansi ekivalen Rth yang diserikan dengan

sumber tegangan ekivalen Vth.


23

Langkah – langkah penyelesaian teorema thevenin :

Cari dan tentukan titik terminal a-b dimana parameter ditanyakan.

Lepaskan komponen pada titik a-b tersebut dan jadikan Open Circuit (OC),

lalu hitung tegangan di titik a-b tersebut (Vab = Vth).

Tentukan nilai resistansi ekivalen (Rab) dengan cara me-nonaktifkan semua

sumber aktif dan mengganti dengan tahanan dalamnya (OC untuk sumber

arus dan SC untuk sumber tegangan).

Gambarkan rangkaian pengganti Thevenin.

Tentukan parameter yang ditanyakan.

2. Teorema Norton

Teorema Norton menyatakan bahwa sembarang rangkaian yang dihubungkan ke

terminal a dan b dapat digantikan dengan sumber arus tunggal IN yang dipasang

parallel dengan resistansi tunggal RN.

.

Langkah-langkah penyelesaian teorema Norton :

Cari dan tentukan titik terminal a-b dimana parameter ditanyakan.

Lepaskan komponen pada titik a-b tersebut dan jadikan Short Circuit (SC), lalu

hitung arus di titik a-b tersebut (Iab = IN).

Tentukan nilai resistansi ekivalen (Rab) dengan cara me-nonaktifkan semua

sumber aktif dan mengganti dengan tahanan dalamnya (OC untuk sumber

arus dan SC untuk sumber tegangan).

Gambarkan rangkaian pengganti Norton.

Tentukan parameter yang ditanyakan.

IN


24

3. Transfer Daya Maksimum

Transfer daya maksimum terjadi jika nilai resistansi beban sama dengan nilai

resistansi sumber, baik dipasang seri dengan sumber tegangan ataupun dipasang

paralel dengan sumber arus.

Penurunan rumus :

(

)

Dengan asumsi Vg dan Rg tetap, dan PL merupakan fungsi RL, maka untuk mencari

nilai maksimum PL adalah :

(

)

( )

( )

[ ( )

( )

]

[

( )

( )

]

[

( ) ]


25


Pengukuran Secara Langsung

1. Pasang sumber tegangan DC 5 V pada titik a-b untuk rangkain berikut dan pasang

amperemeter pada titik c-d seri dengan beban R.

2. Ukur arus pada R dengan nilai berveriasi seperti pada jurnal.

3. Catat hasil percobaan pada jurnal

Mencari rangkaian pengganti Thevenin & Norton

Teorema Thevenin

1. Mencari Vth

Ukur tegangan open circuit terminal c-d dengan terlebih dahulu melepas beban

dan amperemeter, kita dapatkan Vth .

Catat nilai Vth pada jurnal

2. Mencari Rth

Matikan sumber tegangan dengan melepas sumber tegangan dan gantikan

dengan tahanan dalamnya, caranya dengan menghubungkan singkat antara

terminal a-b (karena menggunakan sumber tegangan)


26

Ukur resistansi pada terminal c-d dengan Ohmmeter, maka didapatkan Rth

3. Rangkaian Pengganti Thevenin

Rangkai rangkaian pengganti thevenin seperti berikut :

Atur tegangan DC sedemikian rupa sehingga nilainya sama dengan Vth yang

telah didapat pada percobaan sebelumnya. Ukur arus ( I ) pada R yang bervariasi

seperti yang ada pada jurnal ( perhatikan mode amperemeter DC).

Cari arus pada R dengan menggunakan amperemeter

Teorema Norton

1. Mencari IN :

Pasang sumber tegangan pada a-b, ukur arus hubung singkat pada c-d dengan

memasang amperemeter pada terminal c-d secara langsung (perhatikan mode

amperemeter DC) .

Lakukan langkah di atas untuk sumber DC

Catat nilai IN pada table yang tersedia pada jurnal

2. Mencari RN :

Nilai RN = Rth

Matikan sumber tegangan dengan melepas sumber tegangan dan gantikan

dengan tahanan dalamnya, caranya dengan menghubungkan singkat antara

terminal a-b

Ukur resistansi pada terminal c-d dengan Ohmmeter, maka didapatkan Rth


27

3. Pengukuran I pada rangkaian dengan menggunakan rangkaian Pengganti Norton

Berikan tegangan V sehingga akan didapatkan arus i1 sebesar IN (arus Norton).

Selanjutnya ukur arus i2

Catat arus i2 yang ditunjukkan multimeter pada beban

Membuktikan teorema Transfer Daya Maksimum

1. Buatlah rangkaian pengganti Thevenin dengan sumber Vth (DC)

2. Hubungkan RL yang berupa potensiometer ke rangkaian pengganti thevenin

3. Ukur I untuk nilai-nilai RL yang bervariasi.

V. Referensi



28

MODUL III

IMPEDANSI DAN FUNGSI TRANSFER

I. Tujuan Praktikum

1. Memahami definisi Fungsi Transfer.

2. Mengetahui perbedaan rangkaian differensiator dan integrator, serta beda fasa yang

terjadi pada rangkaian seri RC atau RL.

3. Mempelajari respon frekuensi dan dapat mengetahui jenis-jenis filter yang terjadi

pada rangkaian RL atau RC.

4. Mempelajari fungsi Cut-off Low Pass Filter dan High Pass Filter pada rangkaian RC atau

RL.

II. Komponen dan Alat yang Digunakan

1. Osiloskop

2. Project Board

3. Function Generator

4. Multimeter Digital

5. Resistor 4,7Kohm

6. Induktor 10 mH dan 10 µH

7. Kapasitor 22nF dan 10nF

8. Kabel Jumper

III. Dasar Teori

Pada analisis sebuah rangkaian AC, istilah impedansi sering kita jumpai. Impedansi

pada dasarnya adalah total hambatan suatu rangkaian apabila diberi sinyal input AC dan

mempunyai satuan Ohm. Cara menghitung impedansi sama seperti menghitung

resistansi, hanya saja komponen kapasitor dan induktor diganti menjadi bentuk

tahanannya, yaitu :

Kapasitor :

Induktor :


29

Resistor : R

dengan s adalah transformasi Laplace dari .

Adapun rumus umum impedansi yaitu:

, dimana dapat berupa ataupun

( , )

Fungsi Transfer

Fungsi transfer merupakan perbandingan antara besaran output dan input, bisa

tegangan terhadap tegangan, arus terhadap arus, tegangan terhadap arus dan

sebaliknya. Manfaat mengetahui fungsi transfer adalah untuk mencari penguatan

tegangan, penguatan arus, impedansi input dan output.

Bentuk umum fungsi transfer adalah :

( ) ( )

( )

Dalam percobaan ini, fungsi transfer adalah perbandingan antara tegangan output

dan input dalam kawasan(/domain) frekuensi.

Respon Frekuensi

Respon frekuensi merupakan respon rangkaian kutub empat terhadap perubahan

frekuensi. Dengan mengetahui respon frekuensi, kita dapat mengetahui rentang

frekuensi mana yang dilewati oleh rangkaian.

Respon frekuensi diperoleh dari magnitudo fungsi ( ) yaitu :

| ( )| √( ( ( ))) ( ( ( )))

Dari respon frekuensi dapat diketahui jenis filter suatu rangkaian. Hal yang paling

menentukan jenis filter tersebut adalah frekuensi cut-off. Frekuensi cut-off adalah

frekuensi yang mengakibatkan magnitudo fungsi ( ) bernilai

√ . Nilai frekuensi cut-


30

off dapat menjadi acuan parameter range frekuensi mana yang akan diredam dan

frekuensi mana yang akan dilewatkan.

Gambar Respon Frekuensi

(fo = frekuensi cut off, Bandwidth = fo H – fo L )

Rangkaian RL

Jika komponen R sebagai output tegangan

Fungsi transfer dalam domain S:

H(s) = ( )

( ) =

=

⁄

Fungsi transfer jika s = jw H(jw) =

⁄

Sehingga respon frekuensi : |H(jw)| =

√ ( ⁄ )

Jika komponen L sebagai output tegangan

Fungsi transfer dalam domain S :

H(s) = ( )

( ) =

=

⁄

Fungsi transfer jika s = jw :

H(jw) =

⁄ =

⁄


31

Sehingga respon frekuensi: |H(jw)| =

√ (

)

Rangkaian RC

Jika komponen R sebagai output tegangan


H(s) = ( )

( ) =

⁄ =

⁄

Fungsi transfer jika s = jw :

H(jw) =

⁄ =

⁄


√ (

)

Jika komponen C sebagai output tegangan


H(s) = ( )

( ) =

⁄

⁄

=

Fungsi transfer jika s = jw H(jw) =


√ ( )

Filter

Filter merupakan rangkaian gabungan antara kapasitor, induktor, dan resistor yang

berdasarkan frekuensi cut-offnya dapat melewatkan atau meredam kawasan frekuensi

tertentu.

Ada beberapa jenis filter, yaitu :

1. Bandstop Filter (BSF) digunakan untuk meredam satu frekuensi atau pita frekuensi

tertentu dan melewatkan frekuensi lainnya. Lebar pita frekuensi dipengaruhi nilai

frekuensi cut-off bawah dan nilai frekuensi cut-off atas.


32

2. Bandpass Filter (BPF) digunakan untuk melewatkan kawasam frekuensi tertentu dan

meredam frekuensi lainnya diluar kawasan tersebut. Lebar pita frekuensi juga

dipengaruhi oleh nilai frekuensi cut off atas dan frekuensi cut-off bawah.

3. Low-pass Filter (LPF) digunakan untuk melewatkan semua frekuensi rendah sampai

dengan frekuensi cut-off dan meredam frekuensi lainnya.

Contoh :

a. Untuk rangkaian RL dengan output di R

respon frekuensi : |H(jw)| =

√ ( ⁄ )

kemudian kita bisa menggambar frekuensi magnitudo, saat:

| ( |

| ( |

| ( |

√

b. Untuk rangkaian RC dengan output di C

respon frekuensi: |H(jw)| =

√ ( )

kemudian kita bisa menggambar frekuensi magnitudo,saat:

| ( |

| ( |

| ( |

√

4. High-pass Filter (HPF) digunakan untuk melewatkan semua frekuensi dimulai dari

frekuensi cut-off hingga frekuensi tinggi dan meredam frekuensi lainnya.

Contoh:

a. Untuk rangkaian RL dengan output di L


√ (

)


33


| ( |

| ( |

| ( |

√

b. Untuk rangkaian RC dengan output di R


√ (

)


| ( |

| ( |

| ( |

√

Respon Fasa

Respon fasa merupakan respon rangkaian terhadap perubahan fasa.

Respon fasa diperoleh dari :

( ) ( ( ))

( ( ))

Rangkaian RC

Menurut hukum Kirchoff II(KVL), dapat ditulis


34

∫

Penurunan rumus integrator dan differensiator pada rangkaian RC:

Differensiator

Saat Vo = VR = I . R , R dibuat sekecil mungkin Vc >> VR

Maka didapat Vi = Vc =

, dimana

Sehingga Vo = VR =

Integrator

Saat Vo = Vc =

, C dibuat sekecil mungkin VR >> Vc

Maka didapat Vi = VR = I . R , dimana

Sehingga Vo = Vc =

Bentuk rangkaian Kondisi Komponen

Output

Jenis Sinyal

Input output

Differensiator

Integrator


35

Rangkaian RL

Analisis rangkaian RL seperti pada gambar di bawah ini

Menurut hukum Kirchoff II (KVL), maka :

Penurunan rumus integrator dan differensiator pada rangkaian RL:

Differensiator

Saat Vo = VL =

, L di buat sekecil mungkin VR >> VL

Maka didapat Vi = Vr = I . R , dimana I =

Sehingga Vo = VL =

Integrator

Saat Vo = VR = I . R, R dibuat sekecil mungkin VL >> VR

Maka didapat Vi = VL =

, dimana I =

Sehingga Vo = VR =


36

Bentuk rangkaian Kondisi Komponen

Output

Jenis Sinyal

Input output

Differensiator

Integrator


Gambar rangkaian

Pengamatan beda phasa

1. Rangkailah rangkaian di atas dengan menggunakan projectboard dengan

ketentuan: Vin = 6 Vpp ( sinus ) dan Frekuensi = 15 KHz

2. Pasang channel 1 yang Osiloskop pada Vin , yaitu titik 1 dan 4, Lalu baca tegangan

yang terukur di Osiloskop (masukkan dalam tabel)

3. Pasang channel 2 osiloskop pada komponen C, yaitu titik 2 dan 3

4. ukur beda phasa antara Vin dan Vc menggunakan osiloskop. Untuk masing-masing

nilai R dan C berbeda, nilai komponen R= 4,7KΩ, C = 22nF, dan C = 10nF (pasang

secara bergantian)

5. Masukkan hasil pengamatan dalam tabel.


37

Pengamatan bentuk gelombang


ketentuan: Vin = 6 Vpp dan Frekuensi = 15 KHz ( sinyal input diubah-ubah sesuai

dengan ketentuan dalam tabel jurnal, lalu gambar)

2. Pasang channel 1 Osiloskop pada Vin , yaitu titik 1 dan 4, Lalu baca tegangan yang

terukur dan catat, serta gambar bentuk gelombang yang terlihat. (masukkan

dalam tabel)

3. Pasang channel 2 osiloskop pada titik 2 dan 3 lalu catat tegangan yang keluar

yang terbaca, serta amati dan gambar bentuk sinyal keluaran. Dengan nilai C =

22nF (masukkan dalam tabel), lalu ganti nilai C = 10 nF (masukkan dalam tabel).

4. Ulangi langkah diatas dengan mengganti komponen C dengan L seperti pada

gambar

Pasang osiloskop channel 2 pada titik2 dan 3. Catat tegangan yang keluar, serta

amati dan gambar bentuk sinyal keluaran. Dengan nilai L = 10mH dan catat dalam

tabel. Lalu ganti nilai L = 10µH dan masukkan dalam tabel.


38

Pengamatan respon frekuensi


ketentuan: Vin = 6 Vpp dan Frekuensi = 15 KHz (baca tegangan yang terukur di

osiloskop)

2. pasang osiloskop channel 2 pada titik 2 dan 3, dengan nilai C = 22nF. Hitung Fco

pada R = 4.7KΩ dengan rumus.

3. Pasang posisi awal Function generator AC pada frekuensi = 0 Hz

4. Perlahan-lahan naikkan frekuensinya hingga gambar bentuk gelombang mulai

berubah.

5. Catat frekuensi saat terjadi frekuensi Cut-off.

6. Ulangi percobaan diatas dengan mengganti bentuk gelombang input menjadi

persegi

7. Ganti komponen C dengan L seperti pada gambar

kemudian pasang osiloskop channel 2 pada titik 2 dan 3, dengan nilai L = 10mH,

Hitung Fco pada R = 4.7KΩ dengan rumus.

8. Langkah selanjutnya sama seperti no.3 s/d no.4 dengan mengganti bentuk

gelombang input menjadi segitiga.

V. Referensi



39

MODUL IV

RESONANSI

I. Tujuan Praktikum

1. Mempelajari resonansi seri, paralel, dan seri parallel

2. Mempelajari bandwidth, frekuensi cut-off, dan faktor kualitas


1. Generator sinyal

2. Resistor 10 KΩ, 100 KΩ, dan 1 KΩ

3. Kapasitor 10 nF dan 22 nF

4. Induktor 10 mH dan 220 mH

III. Dasar Teori

1. Resonansi merupakan kondisi di mana nilai | ( )| mencapai nilai maksimum atau

minimum.

2. Resonansi terjadi pada rangkaian arus bolak-balik yang memiliki komponen resistor,

induktor, dan kapasitor.

3. Frekuensi yang menyebabkan kondisi tersebut terjadi disebut dengan frekuensi

resonansi ( ).

4. Salah satu aplikasi dari efek resonansi ini adalah pada tuning radio analog yang

memanfaatkan rangkaian filter yang memiliki frekuensi resonansi sama dengan

frekuensi yang ingin diterima.

5. Ciri umum resonansi:

1. Rangkaian bersifat resistif (tahanan imajiner bernilai nol)

2. Fasa arus sama dengan fasa tegangan

6. Terdapat 3 jenis rangkaian resonansi :

1. Resonansi seri

2. Resonansi parallel

3. Resonansi seri parallel


40

7. Faktor kualitas (Q) merupakan ukuran selektivitas rangkaian resonator. Rangkaian

resonator merupakan rangkaian filter BPF dengan lebar pita sempit. Semakin besar

nilai Q, semakin sempit lebar pita.

Q =

Resonansi Seri

Resonansi seri terjadi bila reaktansi induktif sama dengan reaktansi kapasitif

XL= XC

Impedansi total untuk rangkaian disamping

adalah Ztot = R + j(XL - XC)

Bila XL = XC

Maka Ztot = R Resonansi

XL = XC dimana

dan ⁄

Maka didapat persamaan :

L = ⁄ fr

√

Faktor kualitas, Q = ⁄ = ⁄

Impedansi (Z) minimum sehingga arus (I) maksimum

Jika output berada pada R (titik A-B), maka rangkaian akan berfungsi sebagai BPF.

Band Pass Filter (BPF) adalah Filter yang meloloskan sinyal dengan frekuensi

diatas frekuensi cut off bawah dan dibawah frekuensi cutoff atas.

√

R1

100kΩ

L1

100mH

C1

22nF

A B C

Vs

120 Vrms

60 Hz

0°


41

Jika output berada pada L dan C (titik B-C), maka rangkaian akan berfungsi sebagai

BSF. Band Stop Filter adalah Filter yang menghambat sinyal dengan frekuensi

diatas frekuensi cut off bawah dan dibawah frekuensi cutoff atas.

Resonansi Paralel

Resonansi paralel terjadi bila suseptansi induktif sama dengan suseptansi kapasitif

Konduktansi

Ytot = G + j(BC – BL)

Jika BL = BC

BL = 1/( L) dan BC = C

Maka :

C = ⁄ fr

√

admitansi suseptansi Vs

R100kΩ

L1mH

C1µF


42

Faktor kualitas, Q = ⁄ = ⁄

Impedansi (Z) maksimum sehingga arus (I) minimum

Resonansi Seri dan Paralel

Resonansi yang terjadi pada rangkaian RLC yang merupakan kombinasi antara

hubungan seri dan paralel.

R1

100kΩ

L1

100mH

Vs

120 Vrms

60 Hz

0°

C1

22nF


43


Resonansi Seri RLC

1. Buat rangkaian seperti pada gambar

2. Atur Vs sehingga didapat kira-kira 4 Vpp menggunakan function generator

3. Pasang kanal 1 osiloskop pada sumber, yaitu titik 1(+) dan 6(-)

4. Pasang kanal 2 osiloskop pada R, yaitu titik 1(+) dan 2(-)

5. Cari kondisi resonansi dengan mengatur frekuensi function generator sampai didapat

amplitude sinyal tertinggi pada kanal 2 osiloskop.

6. Frekuensi yang menghasilkan V maksimum pada R adalah frekuensi resonansi

7. Cari lebar bandwidth dengan mencari frekuensi cut-off nya (sudah dijelaskan pada

modul III)

8. Hitung faktor kualitasnya

Resonansi Paralel RLC


2. Atur Vs sehingga didapat kira-kira 4 Vpp

3. Pasang kanal 1 osiloskop pada sumber, yaiyu titik 1(+) dan 4 (-)

R1

100kΩ

L1

10mH

Vs

120 Vrms

60 Hz

0°

C1

22nF

1 2 3 4

56

Vs

R2100kΩ

12

34

L10mH

C22nF

R1

1kΩ


44

4. Pasang kanal 2 osiloskop pada R = 100K, yaitu titik2(+) dan 3(-)

5. Cari kondisi resonansi dengan mengatur frekuensi function generator sampai didapat

amplitude sinyal tertinggi pada kanal 2 osiloskop

6. Frekuensi yang menghasilkan V maksimum pada R = 100K adalah frekuensi resonansi

7. Cari lebar bandwidth dengan mencari frekuensi cut-off nya

8. Hitung faktor kualitasnya

Resonansi Seri-Paralel RLC


2. Atur Vs sehingga didapat kira-kira 4 Vpp

3. Pasang kanal 1 osiloskop pada sumber, yaitu titik 1(+) dan 4(-)

4. Pasang kanal 2 osiloskop pada R = 10K, yaitu titik 2(+) dan 3(-)

5. Amati tegangan pada R = 10K

V. Referensi


R1

100kΩ

L1

220mH

Vs

120 Vrms

60 Hz

0°

C1

22nF1

2

34

C2

10nF


45

MODUL V

TEOREMA KUTUB EMPAT

I. Tujuan Praktikum

1. Dapat menghitung parameter-parameter kutub empat.

2. Dapat mengukur parameter-parameter dari suatu kutub empat yang tidak diketahui isi

rangkaiannya.

3. Dapat menentukan sifat-sifat kutub empat berdasarkan parameternya.


1. Multimeter

2. Sumber tegangan DC

3. Breadboard & jumper

4. Resistor 220 ohm, 100 ohm, 4K7

III. Dasar Teori

Rangakaian kutub empat (K-4) adalah suatu rangkaian yang memiliki sepasang

terminal pada sisi input dan sepasang terminal pada sisi output (transistor, op amp,

transformator dan lainnya).

Gambar 5.1 Rangkaian Kutub Empat

Pada rangkaian kutub empat ini diperlukan hubungan antara V1, V2 , I1 dan I2 yang

saling independent, dimana berbagai macam hubungan antara tegangan dan arus

disebut sebagai parameter.


46

Pada teori rangkaian listrik kutub empat ini, ada beberapa macam analisis parameter

yang dapat digunakan, yaitu :

1. Parameter Z (Impedansi)

2. Parameter Y (Admitansi)

3. Parameter h&g (Hybrid)

4. Parameter ABCD (Transmisi)

Namun pada praktikum kali ini yang diperkenalkan adalah parameter Z dan

parameter Y.

1. Parameter Z

Parameter Z biasanya digunakan dalam sintesa filter, penganalisis jaringan

impedance matching, ataupun distribusi sistem tenaga. Gambar blok sederhana

rangkaian kutub empat dengan parameter Z :

Untuk persamaan kutub 4 dalam parameter Z adalah

V1 = Z11I1 + Z12 I2

V2 =Z21 I1 + Z22 I2

Untuk analisis K-4 dengan parameter Z berarti dengan memandang dari dua sisi yaitu

sisi primer (V1) dan sisi sekunder (V2).

Analisisnya adalah sebagai berikut :


47

Jika port 2 open circuit (I2 = 0), sehingga :

Jika port 1 open circuit (I1 = 0), sehingga :

Z11 = impedansi port primer ketika port sekunder open circuit (OC)

Z22 = impedansi port sekunder ketika port primer open circuit (OC)

Z12 = Z21 = impedansi transfer dimana perbandingan tegangan di satu port

dibandingkanarus di port lain.

Pada kasus kutub empat, analisis yang digunakan adalah dengan melihat kedua sisi

saat salah satu sisi dalam keadaan open circuit (OC), berarti bisa dikatakan bahwa

parameter Z adalah parameter OC.

Parameter Y

Parameter admintasi “Y” pada umumnya digunakan dalam sintesa filter,

perencanaan penganalisaan matching network, dan distribusi sistem tenaga. Gambar

blok sederhana rangkaian kutub empat dengan parameter Y :

Parameter “Y” memperlihatkan arus-arus yang dinyatakan oleh tegangan dengan

persamaan:


48

I1 = Y11V1 + Y12V2

I2 =Y21V1 + Y22V2

Y adalah admitansi, dimana Y = 1/Z ; Z = impedansi.

Dalam menganalisis rangkaian K-4 dengan menggunakan parameter Y prinsipnya

sama dengan analisis rangkaian dengan menggunakan parameter Z yaitu dengan

memandang kedua, sisi primer dan sisi sekunder.

Analisisnya adalah sebagai berikut :

Jika port 2 short circuit (V2 = 0), sehingga :

Jika port 1 short circuit (V1 = 0), sehingga :

Admitansi yang dihasilkan merupakan admitansi short circuit (SC) atau parameter

short circuit atau parameter Y.

Y11

=

Y12

=

Y21

=

Y22

=


49


Buatlah rangkaian seperti gambar berikut pada project board

Pengukuran Parameter Z

1. Berikan tegangan V2 = 5 volt dan biarkan V1 terbuka.

Ini berarti I1 = 0, kemudian ukur I2 (perhatikan arahnya). Isikan pada tabel data!

Kemudian ukur V1. Isikan pada tabel data!

R1100Ω

R2

220Ω R34.7kΩ

I1 I2

V1

+

-

V2

R1

220Ω

R2100Ω

R34.7kΩ

V25 V

XMM1

R1

R2

R2

R1


50

2. Berikan tegangan V1= 5 volt dan biarkan V2 terbuka.

Ini berarti I2 = 0, kemudian ukur I1 (perhatikan arahnya). Isikan pada tabel data!

R1

220Ω

R2100Ω

R34.7kΩ

V25 V

XMM1

R1100Ω

R2

220Ω R34.7kΩV1

I1 I2

V2

+

-

R1

220Ω

R2100Ω

R34.7kΩ

V15 V

XMM1

R1

R2


51

Kemudian ukur V2. Isikan pada tabel data !

Pengukuran Parameter Y (admitansi).

1. Berikan tegangan V2 = 5 volt dan biarkan V1 tertutup.

Ini berarti V1 = 0, kemudian ukur I1 (perhatikan arahnya). Isikan pada tabel data!

Kemudian ukur I2. Isikan pada tabel data !

R1

220Ω

R2100Ω

R34.7kΩ

V15 V

XMM1

R1100Ω

R2

220Ω R34.7kΩ

I1 I2

V1

+

-

V2

R1

220Ω

R2100Ω

R34.7kΩ

V25 V

XMM1

R1

R2


52

2. Berikan tegangan V1 = 5 volt dan biarkan V2 tertutup.

Ini berarti V2 = 0, kemudian ukur I2 (perhatikan arahnya). Isikan pada tabel data!

Kemudian ukur I1. Isikan pada tabel data!

R1

220Ω

R2100Ω

R34.7kΩ

V25 V

XMM1

R1100Ω

R2

220Ω R34.7kΩV1

I1 I2

V2

+

-

R1

220Ω

R2100Ω

R34.7kΩ

V15 V

XMM1

R1

R2


53

V. Referensi


R1

220Ω

R2100Ω

R34.7kΩ

V15 V

XMM1


54

MODUL VI

PENGENALAN DAN APLIKASI MULTISIM 11

I. Tujuan Praktikum

1. Mengenalkan software untuk menganalisa rangkaian listrik

2. Praktikan mampu menganalisa rangkaian sederhana menggunakan Multisim.

II. Komponen dan Alat Yang Digunakan

1. PC

2. Software NI Circuit Design Suite 11.

III. Dasar Teori

Multisim merupakan sebuah aplikasi yang digunakan untuk mensimulasikan suatu

rangkaian elektronik.

Multisim dirancang untuk melakukan schematic, simulasi, dan mempersiapkan untuk

tahap lanjutan rangkaian, misalnya untuk merancang layout PCB untuk merealisasikan

rangkaian.

Dalam multisim dikenal dua tipe komponen, yaitu:

1. Komponen virtual

Komponen virtual adalah semua komponen yang dapat diatur nilainya dan dianggap

bersifat ideal (missal : function generator, osiloskop, DC power supply, dll)

2. Komponen Real / Non Virtual

Komponen real adalah komponen yang nilainya sudah tetap atau tidak dapat diubah

seperti komponen elektronika pada dunia nyata (missal : resistor, kapasitor,

inductor, dll)


55

Memulai lembar kerja baru

1. Pastikan PC sudah terinstal Multisim & Ultiboard 11

2. Klik start pada taskbar, kemudian pilih All Program > National Instrument > Circuit

Design Suite 11.0 > Multisim 11.0

3. Tampilan sirkuit multisim sudah bisa digunakan atau tekan Ctrl + N untuk memulai

lembar kerja baru

Memasang komponen pada lembar kerja

1. Ada tiga cara untuk memasang komponen pada lembar kerja

A. Langsung dengan memanfaatkan tombol-tombol palette pada component

toolbar, atau

B. Pilih Place > Component, atau

C. Ketik Ctrl + W untuk membuka jendela component

2. Setelah jendela Select a Component terbuka, pastikan textbox Database ada pada

pilihan Master Database

3. Untuk memilih komponen, pilih pada textbox Group sesuai dengan komponen yang

dimaksud kemudian pilih kategori komponen pada pilihan Family. Pilih komponen

pada component lalu klik Ok

4. Klik Close untuk menutup jendela component

5. Untuk menghubungkan satu komponen dengan lainnya, ada tiga cara yang bisa

digunakan

A. Langsung dari komponen. klik pada kaki komponen dan tarik sampai kaki

komponen yang selanjutnya, kemudian klik dobel

B. Pilih Place > wire

C. Ketik Ctrl + Q


56

6. Setelah semua komponen terhubung, letakkan titik ground sebagai simpul referensi

(node 0). Rangkaian tidak akan bisa di-Run apabila tidak ada titik Ground.

7. Ketik Ctrl + W hingga muncul jendela Select a Component, pilih Group pada Sources,

Family pada POWER_SOURCES, dan Component pada GROUND.

8. Untuk mengubah nilai dari setiap komponen, klik ganda pada label value pada

komponen agar muncul kotak dialog sesuai nama komponen yang di-klik, kemudian

nilai dan properties komponen dapat diubah-ubah. Klik OK.

9. Setelah semua lengkap, tekan atau Ctrl+S pada keyboard untuk menyimpan file

anda.

Menjalankan program :

1. Untuk menunjukkan hasil dari simulasi, anda membutuhkan virtual komponen untuk

menampilkan output simulasi.

2. Simulasi dengan bantuan virtual komponen yaitu dengan cara menambahkan

komponen output ke rangkaian, misal oscilloscope, dengan cara memilih pallete

di sebelah kanan, atau pilih tab Simulate pilih Instrument>Osciloscope.

3. Hubungkan oscilloscope tersebut ke titik ukur selayaknya praktikum dalam keadaan

nyata, kemudian klik tombol play atau pilih tab Simulate pilih Run, atau dengan

menekan F5 pada keyboard.

4. Kemudian klik ganda pada icon oscilloscope, maka akan muncul tampilan grafis

osciloscop beserta pengaturan-pengaturannya yang dapat disesuaikan dengan

kebutuhan.

5. Hasil simulasi juga bisa ditampilkan dengan bantuan Analysis yaitu dengan cara

memilih tab Simulate>Analysis>DC Sweep (contoh). Kemudian isikan data-data yang

diperlukan sesuai kebutuhan. Klik Simulate. Maka akan muncul gambar grafik

rangkaian yang diinginkan.


57


1. Analisis DC

Nilai

Buatlah rangkain berikut pada lembar kerja skematik :

Kemudian ikuti langkah-langkah berikut:

a. Untuk analisis nilai komponen, dapat menggunakan virtual komponen multimeter

sebagai alat ukur. Klik pallete (multimeter) di sisi kanan.

b. Letakkan multimeter dengan kabel probe terpasang parallel dengan R2.

c. Klik ganda pada icon multimeter, pilih icon V seperti dibawah ini

R12kΩ

R2

2kΩ R3

1kΩV112 V

I15 A

XMM1


58

d. Klik icon Run , maka akan tampil hasil pengukuran seperti dibawah ini.

e. Coba dengan cara yang sama namun untuk menghitung IR2, namun pemasangan

probe multimeter harus secara seri dengan R2 dan pada dialog box aktifkan icon A

(amperemeter).

f. Lanjutkan pengukuran tegangan dan arus untuk setiap komponen.

Grafik

Buat rangkaian berikut pada lembar kerja skematik

V112 V

R1

1kΩ

R2

1kΩ

R3

1kΩ

R4

1kΩ

R5

1kΩ

R6

1kΩ

R7

1kΩI11 A

C11µF

L11mH


59

a. Dari tab Simulate, pilih Analyses, pilih DC Sweep. Akan muncul kotak dialog DC Sweep Anaysis, pada tab Analysis Parameter isikan Source dengan v1 (sumber tegangan dalam rangkaian disesuaikan dengan label komponen yang digunakan dalam rangkaian) Isikan Start value dengan -1, Stopvalue dengan 1, dan Increament dengan 0.5 (disesuaikan dengan kebutuhan analisis).

b. Untuk mengetahui nilai arus yang mengalir pada setiap komponen atau sumber, nilai tegangan pada setiap node, dan daya disipasi pada setiap komponen atau sumber, pilih tab Output (masih pada kotak dialog DC Sweep Analysis), pilih variable yang ingin diukur di kotak sebelah kiri, klik Add.

c. Jika variable yang kita inginkan tidak ada, misalnya I pada R1, pilih Add device/model parameter. Akan muncul kotak dialog :


60

Pilih Parameter Type : Device Parameter, Device Type : Resistor, Name : R1,

Parameter : i (arus), klik OK.

d. Kembali ke kotak dialog DC Sweep Analysis seperti pada point 3, pada Variable in Circuit pilih Device/Model Parameter, pilih I(R1) klik Add, klik Simulate.

e. Kemudian pada Grapher View akan ditampilkan grafik perubahan nilai I pada R1 sesuai nilai v1 yang variable dari -1V-1V dengan kenaikan 0.5 V.

f. Ulangi Pengukuran untuk R2 dan R3

2. Analisis AC

Buatlah rangkaian berikut pada lembar kerja schematic :

V1

120 Vrms

60 Hz

0°

R1

50Ω

C1150nF

L120mH

XSA1

TIN

A


61

Kemudian ikuti langkah-langkah berikut :

a. Klik ganda pada sumber AC. Untuk mengubah Property dari sumber. Set AC Analysis

Magnitude = 1 V dan AC Analysis Phase = 0.

b. Tambahkan spectrum analyzer. Hubungan node A dengan ujung IN pada Spectrum

Analyzer dan sambungkan ujung T Spectrum Analyzer dengan titik ground

c. Dari menu Multisim pilih Run

d. Langkah terakhir , klik ganda pada gambar Spectrum Analyzer. Jika skematik benar

maka akan muncul probe window sebagai berikut :

e. Add trace untuk I(R), bagaimana responnya?

3. Analisis Transient

Buatlah rangkaian berikut pada lembar kerja schematic :

1. Rangkaian RL


62

Kemudian ikuti langkah-langkah berikut :

a. Untuk sumber , dari menu Multisim pilih Place untuk menampilkan kotak dialog

Select a Componen. Pada Group pilih Sources. Pada Family pilih

SIGNAL_VOLTAGE_SOURCE. Kemudian pada Component pilih

EXPONENTIAL_VOLTAGE.

b. Klik ganda pada sumber untuk menampilkan kotak dialog

EXPONENTIAL_VOLTAGE. Pada Value, isi Rise Delay Time dengan 10 usec dan

Fall Delay Time dengan 10 msec.

c. Dari menu Multisim, pilih Simulate > Analyse type > Transient Analysis untuk

memunculkan kotak dialog Transient Analysis. Pada Analysis Parameters, isi

Start time dengan 0 sec, dan End time dengan 0.01 sec. Pada Output masukkan

variable yang akan dianalisis klik I(I1) pada Variables in circuit, kemudian klik

Add. Klik Simulate

d. Add Trace untuk V(1)

Kerjakan rangkaian berikut dengan langkah yang sama dengan sebelumnya :

2. Rangkaian RC

• Cari respon untuk I(R) dan V(1)-V(2) untuk nilai komponen diatas.


63

3. Rangkaian untuk soal berikut sama dengan rangkaian no.1. Ganti niali C1 dengan

796pF, setting Exponential_Voltage (Rise Delay Time: 0.5us, Rise Time Constant:

50us, Fall Delay Time: 50.5us). Setting Transient Analysis (Analysis Parameters:

Start time(0sec) dan End Time (0.01sec)). Kemudian plot respon V(1)V(2).

modul RL 2013

Documents

Transcript of modul RL 2013