Panduan Praktek Rangkaian Listrik

PANDUAN PRAKTIKUM

RANGKAIAN LISTRIK DASAR

Penyusun:

Ir. Syahril Ardi, MT

POLITEKNIK MANUFAKTUR ASTRAJl. Gaya Motor Raya 8 Sunter II Jakarta Utara 14330

Telepon: 6519555, Fax: 6519821, email: [email protected]

DAFTAR ISI

No. Judul Percobaan Hal

1. Rangkaian Seri – Paralel Resistor I - 1 s/d I - 6

2. Multimeter II - 1 s/d II - 8

3. Kode Warna Resistor III - 1 s/d III - 4

4. Rangkaian Pembagi Tegangan IV - 1 s/d IV - 4

5. Hukum Kirchhoff V - 1 s/d V - 3

6. Oscilloscope VI - 1 s/d VI - 3

7. Pengamatan Terhadap Gelombang Sinus VII - 1 s/d VII - 4

8. Pengukuran Daya AC VIII - 1 s/d VIII - 4

9. Perbaikan Faktor Daya IX - 1 s/d IX - 3

Percobaan 1

RANGKAIAN SERI – PARALEL RESISTOR

1. Durasi3 jam

2. Tujuan Mempelajari berbagai fungsi multimeter analog, khususnya sebagai ohm-meter.

Mengitung rangkaian pengganti suatu rangkaian listrik dan mengukur rangkaian

penggantinya.

Membandingkan hasil-hasil perhitungan dan pengukuran rangkaian pengganti (Rp),

serta menghitung kesalahan (error) di antara keduanya.

3. Landasan Teori3.1 Rangkaian Seri

Dua elemen dikatakan seri, jika dan hanya jika:

Ujung terminal dari dua elemen tersebut terhubung dalam satu simpul.

Ujung elemen yang lain tidak terhubung dalam satu simpul (terpisah).

Jika kita memiliki rangkaian seri dari n buah resistor seperti gambar di bawah, maka

kita dapat mengganti resistor-resistor ini dengan satu resistor tunggal atau tahanan

pengganti, di mana:

Rek = R1 + R2 + …+ Rn

3.2 Rangkaian Paralel

R1 R

2R

n

Rek

Dua elemen dikatakan paralel, jika dan hanya jika:

Ujung dari dua elemen terhubung dalam satu simpul.

Ujung-ujung elemen yang lain terhubung dalam satu simpul yang lain pula.

Jika kita mempunyai rangkaian paralel dari n resistor, seperti ditunjukkan pada gambar

di bawah, maka kita dapat mengganti resistor ini dengan satu tahanan tunggal:

4. Prosedur Percobaan

4.1 Peralatan dan komponen yang digunakan

1. Multimeter Analog

2. Berbagai macam Resistor

3. Kabel, saklar SPDT, jumper.

4.2 Rangkaian percobaan

Gambar 1.1 Gambar 1.2

R1

R2

R1

R2

R3

R1 R

2R

1 R2 R

3

R1 R

2R

n Rek

nRRRekR

1...

2

1

1

11


Gambar 1.5



R1 R

2 R3

R4

R1

R2

R3 R

1R

2

R3

R4

R1

R2

R3

R1

R2

R3

R1

R2


Gambar 1.12

Gambar 1.13 Gambar 1.14 Gambar 1.15

4.3 Prosedur Percobaan

a. Rangkaian Seri

Hitunglah rangkaian Pengganti (Rp) untuk Gambar 1.1 dan 1.2 dengan

menggunakan rumus Rangkaian Pengganti: Rs = R1 + R2 + …

Ukurlah Rangkaian Pengganti (Rp) kedua rangkaian tersebut dengan

memfungsikan multimeter analog sebagai ohm-meter.

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

a

b

c

1

2

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

Bandingkan harga Rp dari hasil perhitungan (Rp1) dan harga Rp hasil pengukuran

(Rp2). Hitunglah kesalahannya (error).

b. Rangkaian Paralel (Gambar 1.3, 1.4, 1.5)

Lakukan seperti pada rangkaian seri.

c. Rangkaian Seri-Paralel (Gambar 1.6; 1.7; 1.8; 1.9; 1.10; 1.11; 1.12)

Lakukan seperti pada rangkaian seri.

d. Potensiometer

Untuk gambar 1.13, ukurlah rangkaian penggantinya (Rp)

Untuk Gambar 1.14, ukurlah Rab, Rac, Rbc.

Tuliskan hubungan antara Rab, Rac, dan Rbc.

Untuk Gambar 1.15, ukurlah Rp antara titik 1 dan 2.

5. Hasil Percobaan

No. Rp1 Rp2 Error (%)

Rangkaian 1.1

Rangkaian 1.2

Rangkaian 1.3

Rangkaian 1.4

Rangkaian 1.5

Rangkaian 1.6

Rangkaian 1.7

Rangkaian 1.8

Rangkaian 1.9

Rangkaian 1.10

Rangkaian 1.11

Rangkaian 1.12

%1001

12 xRp

RppRerror

6. Tugas

Hitunglah rangkaian Pengganti (Rp) untuk rangkaian-rangkaian berikut:

a.

b.

c.

1 k

8 k

7 k

1 k

1 k

6 k

4 k

4 k 2 k

2 k

1 k

4 k

4 k

1 k

Percobaan 2

MULTIMETER

1. Durasi

3 jam

2. Tujuan

Mempelajari berbagai fungsi dan sifat multimeter

Mempelajari berbagai penggunaan multimeter dan keterbatasan kemampuannya

3. Landasan Teori

Pada dasarnya multimeter ini merupakan gabungan dari alat ukur arus searah,

tegangan searah, resistansi, tegangan bolak balik dan kadang – kadang arus bolak

balik.

Spesifikasi teknik yang perlu diperhatikan dari alat ini adalah:

a. Batas ukur dan skala pada setiap besaran yang diukur.

Dalam memilih batas ukur tegangan atau arus perlu diperhatikan faktor keamanan

dan ketelitian. Mulailah dari skala yang cukup besar untuk keamanan alat,

kemudian turunkanlah batas ukur sedikit demi sedikit. Ketelitian akan paling baik

bila jarum menunjuk pada daerah dekat dengan skala maksimum.

b. Sensitivitas

Pada pengukuran tegangan searah maupun bolak-balik, perlu diperhatikan

sensitivitas meter yang dinyatakan dalam ohm per volt (/V). Resistansi dalam

voltmeter (ohm) = batas ukur x sensitivitas.

Sensitivitas meter sebagai pengukur tegangan bolak-balik lebih rendah daripada

sentivitas sebagai pengukur tegangan searah.

c. Ketelitian yang dinyatakan dalam %

d. Daerah frekuensi yang mampu diukur pada pengukuran tegangan bolak-balik.

Perlu diperhatikan pula bahwa harga efektif (rms) tegangan bolak-balik umumnya

dikalibrasi dengan gelombang sinusoida murni, jadi multimeter akan membaca

harga yang salah jika kita mengukur tegangan bolak-balik bukan sinusoida murni.

e. Baterai yang diperlukan.

4. Percobaan4.1 Peralatan dan komponen yang digunakan:

1. Multimeter.

2. DC Power Supply.

3. Resistor 0,5 Watt : 22 , 150 (2bh), 1.5 k (3bh), 10 k, 33 K, 220 k,

1.5 M (2bh).

4. FG = Function Generator

4.2 Rangkaian Percobaan

(a) (b)

(c)

Gambar 2.1.Rangkaian Percobaan

R1

R2

V

I

mA- +

+

-

R1

R2

V

+

-

V

a

b

R1

R2

FG VV

a

b


Catatlah spesifikasi teknik multimeter yang akan

dipergunakan pada Tabel 2.1.

Mengukur arus searah.

2 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 2.1.a, dengan V = 6 Volt dan R1 =

R2 = 150 .

2 2. Untuk harga-harga tersebut, hitunglah I pada waktu meter tidak

terpasang.

2 3. Sekarang ukurlah arus I tersebut dengan multimeter. Gunakanlah 2

macam batas ukur, misalnya 250 mA dan 25 mA. Adakah perbedaan

hasil pembacaan meter pada kedua keadaan tersebut ? .

2 4. Ulangilah langkah percobaan 2.1 sampai 2.3 untuk :

a. V = 6 volt, R1 = R2 = 1.5 K

b. V = 6 volt, R1 = R2 = 1.5 M

2 5. Catatlah semua hasil perhitungan dan pengukuran arus I pada

Tabel 2.2.

3. Mengukur tegangan searah

3.1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 2.1.b dengan V = 6 volt dan R1 =

R2 = 150

3.2. Untuk harga-harga tersebut hitunglah tegangan Vab pada waktu meter

tidak terpasang.

3.3. Kemudian ukurlah tegangan Vab dengan multimeter. Perhatikan

polaritas meter, batas ukur manakah yang kita pilih ? Berapakah

resistansi dalam meter kita pada keadaan ini ? Adakah pengaruh

resistansi dalam meter terhadap hasil pengukuran ?

3.4. Ulangilah langkah 3.1. sampai 3.3 untuk :

a. V = 6 volt dan R1 = R2 = 1.5 K

b. V = 6 volt dan R1 = R2 = 1.5 M

3.5. Catatlah semua hasil perhitungan dan pengukuran tersebut pada Tabel

2.3.

4. Mengukur Resistansi

Tentukan resistansi lima buah resistor yang tersedia, kemudian ukurlah resistansi

semua resistor tersebut dengan ohmmeter. Catatlah semua hasil pembacaan dan

pengukuran tersebut pada Tabel 2.4.

Resistor yang diukur adalah :

R1 = 220 ± 10 %

R2 = 1.5 K ± 10 %

R3 = 10 K ± 10 %

R4 = 33 K ± 10 %

R5 = 220 K ± 10 %

5. Mengukur tegangan bolak-balik

5.1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 2.1.c. FG adalah Function Generator

dengan frekuensi yang dapat diubah-ubah, sedangkan tegangan generator

harus dibuat tetap sebesar 6 V efektif. Mula-mula pasanglah R1 = R2 = 150 .

5.2. Dengan harga R1 dan R2 tersebut, aturlah frekuensi FG tersebut berturut-turut

seperti Tabel 2.5. Pada setiap frekuensi tersebut ukurlah tegangan Vab

dengan multimeter.

5.3. Ubahlah harga R1 dan R2 menjadi 1.5 K dan kemudian 1.5 M Untuk setiap

keadaan ini, ulangilah pengukuran Vab seperti pada langkah 5.2. Catat semua

hasil ini pada Tabel 2.5.

5. Hasil Percobaan

Tabel 2.1.

Batas ukur tegangan searah (DC)

Sensitivitas DC ( / V)

Batas ukur tegangan bolak-balik (AC)

Sensitivitas AC ( / V)

Batas ukur resistansi

Daerah frekuensi ( Hz )

Tabel 2.2

Hasil pengukuran IR1 = R2 ( ) Hasil

Pengukuran I Batas ukur I

150 250 mA

25 mA

1,5 K 25 mA

2,5 mA

1,5 M 2,5 mA

50 A

Tabel 2.3

Vab hasil pengukuranR1 = R2 () Vab hasil

Perhitungan (Volt) Vab (volt) Batas ukur Rm ()

150

1,5 K

1,5 M

Tabel 2.4

Resistansi ( ) Batas ukur Resistansi hasil pengukuran ( )

R1

R2

R3

R4

R5

Tabel 2.5

Vab Hasil pengukuranFrekuensi

(Hz)

Vab hasil

perhitungan

(Volt)

R1 = R2 =

150

R1 = R2 =

1,5 K

R1 = R2 =

1,5 M

50

100

1 K

10 K

50 K

100 K

6. Pertanyaan dan Tugas

1. Suatu multimeter mempunyai sensitivitas 20 K/DC. Berapakah resistansi

multimeter tersebut pada batas ukur 12 V DC ?

2. Kita ingin mengukur resistor dengan kode warna coklat-hitam-jingga-perak.

Angka pada pertengahan skala ohmmeter adalah 15. Batas ukur manakah yang

sebaiknya kita pilih ?

( Rx1 ; Rx100 ; Rx1K ; Rx10K )

3. Berapakah kemampuan frekuensi yang dapat diukur dengan voltmeter ac kita ?

Apakah frekuensi 100 KHz dan 150 kHz terletak didaerah frekuensi yang dapat

kita ukur ?

Untuk soal no.4 sampai 8, lihat pembacaan multimeter pada suatu pengukuran

dalam Gambar 2.2.

4. Kita mengukur arus searah dengan batas ukur 3 mA. Arus yang diukur adalah:

a. 1.4 mA. c. 4.8 mA.

b. 2.4 mA. d. 24 mA.

5. Kita mdngukur tegangan serah dengan batas ukur 12 volt. Tegangan yang diukur

adalah :

a. 4.6 volt c. 10.8 volt

b. 4.8 volt d. 11.2 volt

6. Bila kita mengukur arus dc dengan batas ukur 300 mA, maka dengan penunjukan

jarum pada gambar tersebut berarti arus yang diukur adalah:

a. 24 mA. c. 108 mA.

b. 48 mA. d. 240 mA.

7. Kita mengukur tegangan searah dengan batas ukur 3 volt. Diketahui pula

sensitivitas multimeter yang digunakan adalah 20 K/V DC; 8 K/V AC. Resistansi

dalam voltmeter pada batas ukur tersebut adalah:

a. 3 K. c. 24 K.

b. 20 K. d. 60 K.

8. Kita mengukur tegangan searah dengan batas ukur 1.2 volt, sensitivitas multimeter

yang digunakan adalah 20 K/V DC. Pembacaan meter adalah seperti Gambar 4.2.

Arus yang mengalir melalui multimeter adalah:

a. nol. c. 45 A

b. 45 mA. d. tidak dapat diketahui.

Gambar 2.2

100

20

4120

30

6

Percobaan 3

KODE WARNA RESISTOR

1. Durasi3 jam

2. Tujuan :

Mempelajari kode warna resistor

Berlatih menggunakan multimeter untuk mengukur resistansi.

3. Landasan Teori

Suatu resistor dengan resistansi R ohm dan toleransi 10% berarti resistansi

resistor tersebut terletak antara:

( R- 1/10 R ) dan ( R + 1/10 R )

Tegangan kerja maksimal merupakan tegangan maksimal yang boleh diberikan

pada suatu resistor. Tegangan maksimal ini tidak boleh dilampaui. Daya kerja

maksimal adalah daya disipasi (I2.R) maksimal yang boleh diberikan pada resistor

dalam keadaan bekerja. Daya maksimal inipun tidak boleh dilampaui.

3.1 Resistor Empat Warna Cincin 1 dan 2 menyatakan angka pertama dan kedua

Cincin 3 menyatakan banyaknya angka nol dari resistor

Cincin 4 menyatakan toleransi resistor

3.2 Resistor Lima Warna

Cincin 1,2 dan 3 menyatakan angka pertama , kedua, dan ketiga

Cincin 4 menyatakan banyaknya angka nol dari resistor

Cincin 5 menyatakan toleransi resistor

Kode warna resistor

4. Percobaan4.1 Peralatan dan Komponen yang Digunakan :

1. Multimeter

2. Resistor 10 buah (dengan nilai yang bervariasi).

4.2 Prosedur Percobaan1. Pelajari petunjuk penggunaan multimeter dengan teliti, terutama bagian Ohmmeter.

Perhatikan macam-macam skala yang ada dan pengatur harga nol.

1 2 3 4

1 2 3 4 5

Toleransi

+ 5%; + 10 %

Toleransi

+ 1%; + 2 %

warna A B C D warna toleransi warna

hitam - - 0 x 1 hitam 1 % coklat

coklat 1 1 1 x 10 coklat 2 % merah

merah 2 2 2 x 100 merah 5 % emas

jingga 3 3 3 x 1 K jingga 10 % perak

kuning 4 4 4 x 10 K kuning 20 % tak berwarna

hijau 5 5 5 x 100 K hijau

biru 6 6 6 x 1 M biru

ungu 7 7 7 x 0.1 emas

Abu2

8 8 8 x 0.01 perak

putih 9 9 9

2. Hubung-singkatkan kedua kawat penghubung dan aturkan pengatur harga nol

sehingga jarum Ohmmeter menunjuk nol. Umumnya langkah ini harus kita lakukan

setiap kali kita mengubah batas ukur ohmmeter.

3. Tentukan resistansi dari 10 buah resistor yang diberikan dengan membaca kode

warnanya. Tentukan pula toleransinya. Tuliskan hal ini pada Tabel 3.1.

4. Ukurlah resistansi masing-masing resistor tersebut dengan ohmmeter. Pilihlah

batas ukur yang memberikan pembacaan pada daerah pertengahan skala. Tulislah

hasil pengukuran ini pada Tabel 3.1.

5. Hasil Percobaan

Tabel 3.1

Keterangan Resistor

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Resistansi dari

kode warna ()

Toleransi dari

kode warna (%)

Resistansi hasil

pengukuran ()

6. Pertanyaan

1. Bandingkan harga resistansi hasil pembacaan kode warna dan hasil pengukuran.

Apakah hasil pengukuran masih dalam batas toleransi resistor tersebut ?

2. Berapakah resistansi minimum dan maksimum dari suatu resistor 0.5 Watt, 100 K,

5 % ?

3. Gambarkan sketsa skala ohmmeter yang digunakan dalam percobaan ini !

Dimanakah letak angka 1,10, dan 1000 ? Berapakah angka pada pertengahan

skala ?

4. Jika kita ingin mengukur resistansi suatu rangkaian dengan ohmmeter, maka

sumber daya (tegangan) dari rangkaian harus dimatikan. Mengapa demikian ?

Percobaan 4RANGKAIAN PEMBAGI TEGANGAN

1. Durasi3 jam

2. Tujuan Mempelajari rangkaian pembagi tegangan

Mempelajari pengaruh pembebanan pada rangkaian pembagi tegangan

3. Landasan Teori

(a) (b)

Gambar 4.1 Rangkaian Pembagi Tegangan

Perhatikan Gambar 4.1.a, dengan mempergunakan hukum Ohm dan Kichhoff kita

turunkan persamaan sebagai berikut:

(1)

R1

R2

VA

B

+

-

I

R1

R2

VA

B

+

-

I

R3

21 RR

VI

(2)

Resistor R1 dan R2 merupakan rangkaian pembagi tegangan. Kedua persamaan

di atas berlaku jika pada A-B tidak dipasang resistor lain.

Jika pada A-B dipasang suatu beban R3 (resistor atau hambatan dalam suatu

voltmeter) seperti Gambar 4.1.b, maka persamaannya menjadi:

(3)

(4)

Karena R selalu lebih kecil dari R2 maka V’AB lebih kecil daripada VAB. Jika R3

jauh lebih besar daripada R2 maka V’AB akan mendekati VAB.

4. Percobaan4.1 Peralatan dan Komponen yang Digunakan

1. DC Power Supply

2. Multimeter Digital

3. Resistor; 1 k (2 buah), 2 k (2 buah), 10 k (2 buah).

4. Potensiometer: 5 k

4.2 Rangkaian Percoban

1

.21

22.

2

1

RR

V

VRR

RRIABV

RR

VI

RR

RRRRR

1

32

3.23//2

1

.1

.

1

RR

V

VRR

RRIABV

(a) (b)

(c)Gambar 4.2 Rangkaian Percobaan


1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.2.a dengan R1 = R2 = 1 k, kemudian

hitunglah VAB. Ulangi percobaan ini untuk harga-harga R1 dan R2 seperti Tabel 4.1.

2. Buatlah rangkaian menurut Gambar 4.2.b dengan Rp = 5 k, putarlah

potensiometer searah jarum jam sambil mengamati tegangan VAB. Sekarang,

putarlah potensiometer tersebut berlawanan arah jarum jam dan amati tegangan

VAB. Catatlah harga VAB pada kedudukan paling kiri dan paling kanan.

3. Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.2.c dengan V = 6 volt, Rp = 5 k dan R1 = R2 =

1 k. Hitunglah harga VAB minimum dan maksimum, kemudian ukurlah harga VAB

R1

R2

6 VA

B

+

-

I

Rp

VA

B

+

-

Rp

6 V

A

B

+

-

R2

R1

minimum dan maksimum. Dengan harga V dan Rp tetap, hitung dan ukurlah VAB

minimum dan maksimum untuk harga-harga R1 dan R2 seperti Tabel 4.2.

5. Hasil Percobaan

Tabel 4.1

Harga R1 dan R2 VAB perhitungan (volt) VAB pengukuran (volt)

R1 = R2 = 1 k

R1 = 1 k

R2 = 2 k

R1 = R2 = 10 k

Tabel 4.2

Harga R1 dan R2 VAB perhitungan (volt) VAB pengukuran (volt)

VAB min VAB maks VAB min VAB maks

R1 = R2 = 1 k

R1 = R2 = 2 k

R1 = 1 k

R2 = 2 k

R1 = R2 = 10 k

6. Pertanyan1. Kesimpulan apakah yang anda peroleh dari data pada Tabel 4.1 dan 4.2 ?

2. Dari hasil percobaan 2, apa fungsi rangkaian pada Gambar 4.2.b ?

Percobaan 5

HUKUM KIRCHHOFF

1. Durasi

3 jam

2. Tujuan

Memahami Hukum Kirchhoff secara praktis, meyakinkan kebenarannya dengan

melakukan suatu pengukuran, dan membandingkan hasilnya dengan rumus

idealnya.

3. Landasan TeoriKirchhoff menemukan dua hukum tentang arus dan tegangan dalam suatu

rangkaian, yaitu :

3.1 Hukum Arus

Jumlah aljabar dari semua arus yang menuju atau meninggalkan titik percabangan

(node) harus sama dengan nol.

3.2 Hukum Tegangan

Jumlah aljabar dari semua tegangan sekeliling satu jalur tertutup dari suatu rangkaian

harus sama dengan nol.

4. Percobaan

4.1 Peralatan dan Komponen yang Digunakan

1. E = DC Power Supply

2. Ao = A1 = A2 = DC Ammeter

3. Vo = V1 =V2 = DC Voltmeter

4. R1 = resistor (1 k)

01

n

iiI

01

n

iiV




Gambar 5.1. Rangkaian Percobaan Hukum Kirchhoff

4.3 Prosedur Percobaan1. Atur sumber tegangan E sehingga menunjukkan 1 (V), jaga supaya penunjukan

Ammeter tidak menyimpang melebihi skala (bila menyimpang pindahkan ke

range yang lebih besar).

2. Ukur arus I1, I2, dan I3 dengan menggunakan Ammeter.

3. Ulangi percobaan yang sama seperti prosedur no.1 dan no.2 dengan

mengubah tegangan E dari 2 sampai 5 (V) dengan step 1 (V).

4. Buatlah tabel seperti di bawah ini untuk menyusun data.

Tabel 5.1. Hasil Percobaan

No. E Vo [V] V1 [V] V2 [V] V3 [V] I1 [mA] I2 [mA] I3 [mA]

1 1 V

2 2 V

3 3 V

4 4 V

5 5 V

R1

R2

R3

A1

A2

A3

V1

V0 V

2

V3

E

5. Pengujian Hasil PercobaanUntuk menguji hasil percobaan, buatlah tabel seperti di bawah ini:

Tabel 5.2. Pengujian untuk hukum tegangan

No. Vo[V]

V1 [V] V2 [V] V3 [V] V1[V] V2[V] Err1[%] Err2[%]

1

2

3

4

5

Di mana V1 = Vo - V2 -V1

V2 = V3 - V2

dan Err1 adalah angka kesalahan dalam %

Err1 = [ V1/V1] x 100%

Err2 = [ V2/V2 ] x 100%

Tabel 5.3. Pengujian untuk hukum arus

No. I1 [ mA ] I2 [ mA ] I3 [ mA ] I1 [ mA ] Err [ % ]

1

2

3

4

5

Di mana I1 = I2 + I3 - I1

Err = [ I1 / I1 ] x 100%

6. TugasTuliskan persamaan arus I1, I2, dan I3 untuk rangkaian pada Gambar 5.1, lalu

bandingkan dengan harga yang diperoleh melalui percobaan !

Percobaan 6

OSCILLOSCOPE

1. Durasi

3 jam

2. Tujuan Mempelajari fungsi dan sifat oscilloscope

Mempelajari penggunaan oscilloscope pada pengukuran: tegangan searah,

tegangan bolak-balik, dan frekuensi.

3. Landasan TeoriOsiloskop merupakan alat ukur di mana bentuk gelombang sinyal listrik yang

diukur, akan tergambar pada layar tabung sinar katoda. Diagram bloknya digambar

sebagai berikut:

Gambar 6.1 Diagram Blok Osiloskop

Osiloskop dapat digunakan untuk:

Mengukur tegangan searah dan tegangan bolak-balik

Mengukur beda fase, dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu: dengan osiloskop dual

trace dan dengan metode lissajous.

Mengukur frekuensi

Mengukur faktor penguatan

Rangkaian

Trigger

Generator

Time BasePenguat X

Penguat Yinput Y

input Xexternal trigger

CRT

X

XY

Y

Mengamati karakteristik komponen kutub dua



2. Power Supply DC

3. OSC = Oscilloscope

4. V = Electronic Voltmeter

4.2 Prosedur percobaan4.2.1 Mengukur Tegangan Searah

Atur tegangan output dari sumber Power Supply DC sebesar 2 V, 4 V, dan 8 V

(diukur dengan multimeter).

Kemudian ukur besar tegangan ini dengan osiloskop.

Catat posisi V/div & gambar keluaran osiloskop.

4.2.2 Mengukur Tegangan Bolak-balik

Atur Function Generator pada frekuensi 1 kHz gelombang sinus, dengan tegangan

sebesar 2 V rms, 4 V rms dan 8 V rms (diukur dengan multimeter).

Kemudian ukur besar tegangan ini dengan osiloskop.

Catat posisi V/div & gambar keluaran osiloskop.

4.2.3 Mengukur Frekuensi

Atur Function Generator pada frekuensi 100 Hz, 500 H, 1 kHz, dan 5 kHz

gelombang sinus.

Kemudian ukur besar frekuensi ini dengan osiloskop.

Catat posisi Time/div & gambar keluaran osiloskop.

5. Hasil Percobaan

5.1 Mengukur Tegangan Searah (2 V, 4 V, 8 V)

Posisi V/div : ……………….

Gambar :

5.2 Mengukur Tegangan Bolak-balik (2 V rms, 4 V rms dan 8 V rms)

Posisi V/div : ……………….

Gambar :

5.3 Mengukur Frekuensi (100 Hz, 500 H, 1 kHz, dan 5 kHz)

Posisi Time/div : ……………….

Gambar :

Percobaan 7

PENGAMATAN TERHADAP GELOMBANG SINUS

1. Durasi

3 jam

2. Tujuan Memahami fenomena utama di dalam arus AC melalui pengamatan bentuk

gelombang dan pergeseran fase pada arus AC melalui Oscilloscope.

3. Landasan TeoriJika harga sesaat berubah secara sinusoidal terhadap waktu maka dikenal

dengan gelombang sinus. Tegangan sinus dapat dinyatakan sebagai berikut :

v(t) = Em sin t

Tegangan pada suatu hambatan akan sefase dengan arus yang melalui

hambatan tersebut, sedangkan tegangan pada induktor atau kapasitor masing-masing

akan mendahului atau ketinggalan dari arusnya sebesar /2 [rad].

Cara mengukur pergeseran (beda fase) ada 2 macam, yaitu: Dual Trace dan

Lissajous. Cara dual trace, yaitu dengan melihat selisih gelombang keluaran chanel 1 &

chanel dari oscilloscope. Cara lissajous, yaitu dengan memutar bagian time/div

oscilloscope pada posisi paling kanan sehingga akan dihasilkan bentuk lingkaran/elips.

Gambar-gambar lissajous ini kemudian dibandingkan dengan gambar standar beda

fase.



7. R = Resistor 100 []

8. L = Induktor 0.1 [ mH ]

9. C = Kapasitor 1 [F]

10. OSC = Oscilloscope

11. V = Electronic Voltmeter


(a)

(b)

Gambar 7.1 Rangkaian Percobaan

i

L

R

H

L

H

L(inv)

VL

VR

e

a

b

ch 1

ch 2

i

C

R

H

L

H

L(inv)

VC

VR

e

a

b

ch 1

ch 2

i

C

R

H

L

H

L(inv)

VC

VR

e

a

b

ch 1

ch 2

4.3 Prosedur percobaan1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 7.1 (a), atur frekuensi Osilasi sebesar 50 KHz

dan naikkan tegangan keluaran sampai 0.5 [V].

2. Atur sweep time range, voltage gain range, dan posisi vertikal dan horisontal

sedemikian hingga bentuk gelombang tegangannya dapat dilihat pada posisi yang

tepat di layar Oscilloscope. Tulisan “ Inv “ pada gambar berarti membalik polaritas

sinyal, sebab tegangan VR ditunjukkan oleh oscilloscope dengan polaritas terbalik.

3. Sket bentuk gelombang di oscilloscope pada kertas grafik.

4. Hitung perbedaan fase antara VR dan VL sebagai berikut :

A dan B dalam jumlah kotak (div).

Perhatian :

Berhati-hatilah, jangan menggunakan kedua terminal (ground) dari ch.1 dan ch.2 untuk

mengukur tegangan secara terpisah sebab keduanya terhubung di dalam.

5. Ukurlah tegangan VR pada hambatan dengan voltmeter elektronik, maka arus I

didapatkan sebagai berikut :

I = VR/R [A]

di mana I dan VR menyatakan harga efektifnya.

6. Aturlah frekuensi osilasi sampai 10 [KHz] dan ulangi percobaan seperti prosedur

no.1 sampai no.5 dengan menggunakan rangkaian yang ditunjukkan pada gambar

1.1 (b).

7. Ubahlah frekuensi osilasi menjadi 8 dan 20 [KHz] dan ulangi percobaan yang sama

seperti prosedur no.1 sampai no.5 dengan menggunakan rangkaian seperti Gambar

1.1 (c)

oxBA 180

A

B

5. Hasil Percobaan1. Buatlah tabel seperti di bawah ini untuk menyusun data dan tulislah fase yang

mendahului atau yang tertinggal pada kolom r dan d.

Tabel 1. Hasil-hasil percobaan

e [V] f [KHz] VR [ V ] I [A] r [rad ] d [deg]

R - L

R - C

R - L - C

2. Lampirkan sket gelombang pada laporan dan pikirkanlah apakah fasenya

mendahului atau tertinggal dan berapa besarnya pergeseran fasenya, apakah

sesuai dengan teori atau tidak ?

3. Hitung arus dari masing-masing rangkaian kemudian bandingkan dengan harga

arus yang diperoleh dari percobaan ini !

Percobaan 8

PENGUKURAN DAYA AC

1. Durasi3 jam

2. Tujuan Mempelajari bagaimana cara mengukur daya AC pada suatu rangkaian listrik.

3. Landasan Teori

3.1 Daya ACDaya AC atau daya aktif yang terpakai pada suatu rangkaian dinyatakan

sebagai berikut :

P = VI cos [Watt]

Di mana V dan I masing-masing adalah harga efektif dari tegangan dan arus

pada terminal input suatu rangkaian, dan adalah perbedaan fase antara V dan I.

Cos disebut dengan faktor daya (power factor).

Kita dapat mendefinisikan daya reaktif dan daya nyata S, sebagai:

Q = VI sin [var]

S = P²+Q²

3.2 Metode Pengukuran daya ACAda tiga cara yang telah dikembangkan untuk mengukur daya AC, yaitu:

Metode dengan Wattmeter

Metode dengan Ammeter

Metode dengan Voltmeter

Tetapi kita hanya akan menerapkan metode Wattmeter pada percobaan ini.

4. Percobaan4.1 Peralatan dan Komponen yang Digunakan :

1. Input 220 V, 50 Hz

2. W = Wattmeter 0,5 A, 120/240 V multirange

3. V = AC Voltmeter

4. A1 = A2 = Ammeter

5. L = Lampu 60,25 [W]/220 [V]

6. S0 = S1 = Saklar


Gambar 8.1 Rangkaian Percobaan

Gambar 8.2 Rangkaian Lampu Paralel

220 V

S0

W

V

+

+

A

V

A1

I

I1

220 V

S0

W

V

+

+

A

V

A1

I

I1

A2

I2

L1 L2

Gambar 8.3 Rangkaian Lampu Seri

4.3 Prosedur Percobaan1. Hubungkan elemen-elemen rangkaian sesuai dengan gambar 8.1. Pastikan bahwa

saklar S0 dalam keadaan terbuka. Gunakan lampu 60 W, dan Wattmeter W dengan

range 1 A dan 240 V.

2. Atur Ammeter A1 pada range 1 dan 0.2 A dan Voltmeter V pada range 240 V.

3. Catatlah penunjukan Wattmeter W dan Ammeter A1.

4. On-kan saklar S0, lalu catatlah penunjukan Wattmeter W, Ammeter A1.

5. Gantilah dengan lampu 25 W dan ulangi cara yang sama.

6. Lakukan pula untuk Gambar 8.2 (rangkaian lampu paralel) dan Gambar 8.3

(rangkaian lampu seri). Catatlah data-data: W, V, dan I pada tabel 8.2 dan Tabel 8.3.

Perhatian :

Jika jarum penunjuk Wattmeter bergerak ke sebelah kiri, tukarlah terminal V dan .

5. Hasil Percobaan1. Buatlah tabel seperti di bawah ini dari data yang sudah didapat.

220 V

S0

W

V

+

+

A

V

I

A1

I1

L1

L2

Tabel 8.1. Data untuk lampu 60 W dan 25 W

No. V [V] W [W] I1 [A]

1

2

2. Resistansi lampu berubah tergantung pada arus yang melaluinya, dengan kata lain

mempunyai resistansi nonlinier. Resistansi dapat dihitung dengan :

R = V/I1 []

Setelah menghitung resistansi R untuk harga V dan I1 yang diperoleh, buatlah kurva

tegangan terhadap arus I1 dan resistansi R terhadap I1.

Tabel 8.2. Data untuk Rangkaian Lampu Paralel

No. V [V] W [W] P [W]

1

2

Tabel 8.3. Data untuk Rangkaian Lampu Seri

No. V [V] W [W] P [W]

1

2

Percobaan 9PERBAIKAN FAKTOR DAYA

1. Durasi3 jam

2. Tujuan Mahasiswa memahami konsep daya listrik dan cara perbaikan faktor daya

3. Landasan Teori3.1 Faktor daya (cos )

Arus (I) mendahului tegangan (V) leading (kapasitif)

Arus (I) tertinggal tegangan (V) lagging (induktif)

3.2 Perhitungan Daya Listrik

Daya Total (Apparent Power): V.A

Daya Nyata: Watt

I

V

I

22. QPeffIeffVS

cos.. effIeffVP

Daya Semu: Var (Volt ampere reactif)

Segi Tiga daya

4. Percobaan

4.1. Peralatan dan Komponen yang Digunakan

1. W = Wattmeter single phase

2. A = Ammeter AC

3. Multimeter

4. Lampu TL


Gambar 9.1 Prinsip perbaikan faktor daya pada lampu TL

sin.. effIeffVQ

S

Q

P

TL

Kumparan

(Ballast)

220 V

50 Hz

C

Gambar 9.2 Rangkaian Lampu TL

4.3 Prosedur Percobaan Rangkailah rangkaian lampu TL seperti pada Gambar 9.2.

Ukurlah arus sumber (I1), tegangan sumber (V1), tegangan tabung lampu TL (V2),

tegangan kumparan ballast (V3).

Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan, hitunglah error-nya.

Tunjukkan hubungan V1, V2 dan V3.

Ukur juga tegangan pada starter (V4).

5. Hasil Percobaan

No I1 V1 V2 V3 V4

1

2

TL

220 V

50 Hz

ballast

starter

DAFTAR PUSTAKA

1. Rangkaian Listrik, Seri Buku Schaum, Joseph A. Edminister, Penerbit Erlangga,

Edisi kedua.

2. Hukum Kirchhhoff, penuntun berencana 07, Siemens, Alois Koller.

3. Instalasi Listrik Arus Kuat 2, P.van.Harten, Penerbit Binacipta, 1995

4. Panduan Teori Rangkaian Listrik, Polman Astra, Syahril Ardi, 2002.

5. Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik, Soedjana Sapiie & Osamu Nishino, Pradnya

Paramita, cet. 6, 2000.

6. Ketrampilan Teknik Listrik Praktis, John B Robertson, Penerbit Yrama Widya, cet.3,

1995.

7. Teknik pengerjaan Listrik, Daryanto, Penerbit Bumi Aksara, cet.1, 2000.

8. Teknik Listrik Instalasi Penerangan, F Suryatmo, Penerbit Rineka Cipta, 1998.

Panduan Praktek Rangkaian Listrik

Documents

Transcript of Panduan Praktek Rangkaian Listrik