Percobaan 2 Rangkaian Arus Searah dan Nilai Statistik ...labdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2101 -...

Percobaan 2Percobaan 2Rangkaian Arus SearahRangkaian Arus SearahRangkaian Arus SearahRangkaian Arus Searah

dan Nilai Statistik Resistansidan Nilai Statistik ResistansiEL2193 Praktikum Rangakain ElektrikEL2193 Praktikum Rangakain Elektrik

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

© mth 2011

TujuanTujuanTujuanTujuan

1.1. Memahami penggunaan teorema Thevenin danMemahami penggunaan teorema Thevenin dan1.1. Memahami penggunaan teorema Thevenin dan Memahami penggunaan teorema Thevenin dan teorema Norton pada rangkaian arus searahteorema Norton pada rangkaian arus searah

2.2. Memahami Teorema SuperposisiMemahami Teorema Superposisip pp p3.3. Memahami Teorema ResiprositasMemahami Teorema Resiprositas44 Dapat merancang Rangkaian PembagiDapat merancang Rangkaian Pembagi4.4. Dapat merancang Rangkaian Pembagi Dapat merancang Rangkaian Pembagi

TeganganTegangan5.5. Memahami rangkaian resistor seri dan paralelMemahami rangkaian resistor seri dan paralel55 e a a a g a a es sto se da pa a ee a a a g a a es sto se da pa a e6.6. Memahami nilai statistik resistansiMemahami nilai statistik resistansi


© mth 2011

Teorema RangkaianTeorema RangkaianTeorema RangkaianTeorema Rangkaian


© mth 2011

TheoremaTheorema dandan HukumHukumTheoremaTheorema dandan HukumHukum

•• ApaApa artiarti theorematheorema?? ApaApa bedabeda theorematheoremaApaApa artiarti theorematheorema? ? ApaApa bedabeda theorematheoremadengandengan hukumhukum??

TheoremaTheorema diterimaditerima kebenarannyakebenarannya tidaktidak dapatdapat–– TheoremaTheorema diterimaditerima kebenarannyakebenarannya, , tidaktidak dapatdapatdibuktikandibuktikan secarasecara langsunglangsung tetapitetapi dapatdapatdibuktikandibuktikan secarasecara parsialparsial atauatau taktak langsunglangsung, , pp g gg g,,contohcontoh: : TheoriTheori EvolusiEvolusi

–– HukumHukum diterimaditerima kebenarannyakebenarannya, , dapatdapatyy ppdibuktikandibuktikan secarasecara langsunglangsung, , contohcontoh: : HukumHukumOhm, Ohm, HukumHukum NewtonNewton


© mth 2011

Theorema Thevenin dan NortonTheorema Thevenin dan NortonTheorema Thevenin dan NortonTheorema Thevenin dan Norton

•• Dapat menyederhanakan masalahDapat menyederhanakan masalahDapat menyederhanakan masalahDapat menyederhanakan masalah•• Mudah dimengerti atau dipahamiMudah dimengerti atau dipahami•• Banyak digunakan pada analisis rangkaianBanyak digunakan pada analisis rangkaianBanyak digunakan pada analisis rangkaianBanyak digunakan pada analisis rangkaian•• Rangkaian Thevenin dan Norton dapat saling Rangkaian Thevenin dan Norton dapat saling

dipertukarkandipertukarkandipertukarkandipertukarkan•• Menurunkan theorema lain: Theorema MillmanMenurunkan theorema lain: Theorema Millman•• Contoh penggunaan dalam Elektronika: SumberContoh penggunaan dalam Elektronika: Sumber•• Contoh penggunaan dalam Elektronika: Sumber Contoh penggunaan dalam Elektronika: Sumber

sinyal pada analisis penguatsinyal pada analisis penguat


© mth 2011

Theorema TheveninTheorema TheveninTheorema TheveninTheorema Thevenin

aaa

RangkaianRangkaianAktifAktifLi iLi i

aa

+- VT

RT

LinierLinier bbb

- T

V = V b|RT

sumber independenV1, V2, …, VmI1, I2, …, In VT = Vab|ab oc

RT = Rab|V1=V2= =Vm=0; I1=I2= =In=0


© mth 2011

T ab|V1 V2 .. Vm 0; I1 I2 ,, In 0Gambar 1

Theorema NortonTheorema NortonTheorema NortonTheorema Norton

aa

RangkaianRangkaianAktifAktifLinierLinier

a

bIN RNLinierLinier b

Rsumberb

N

I = I b|RN

sumber independenV1, V2, …, VmI1 I2 I IN = Iab|ab scI1, I2, …, In

RN = Rab|V1=V2= =Vm=0; I1=I2= =In=0


© mth 2011

N ab|V1 V2 .. Vm 0; I1 I2 ,, In 0Gambar 2

Rangkaian Aktif Linier?Rangkaian Aktif Linier?Rangkaian Aktif Linier?Rangkaian Aktif Linier?

•• AktifAktif: ada sumber tegangan atau sumber arus : ada sumber tegangan atau sumber arus g gg gindependenindependen

•• LinierLinier: seluruh komponen pasif atau sumber : seluruh komponen pasif atau sumber dependen mempunyai hubungan arus tegangandependen mempunyai hubungan arus tegangandependen mempunyai hubungan arus tegangan dependen mempunyai hubungan arus tegangan linierlinier

li i f(li i f( ++ ) f() f( ) + f() + f( ))linier y = f(xlinier y = f(x11+x+x22) = f(x) = f(x11) + f(x) + f(x22))contoh: V=IR, v = L di/dt, dan I = C dv/dtcontoh: V=IR, v = L di/dt, dan I = C dv/dt

nonlinier y = f(xnonlinier y = f(x11+x+x22) ≠ f(x) ≠ f(x11) + f(x) + f(x22))contoh: i = Icontoh: i = Iss exp(v/Vexp(v/VTT))


© mth 2011

ss p(p( TT))

Theorema SuperposisiTheorema SuperposisiTheorema SuperposisiTheorema Superposisi

•• Menyederhanakan analisis rangkaian denganMenyederhanakan analisis rangkaian denganMenyederhanakan analisis rangkaian dengan Menyederhanakan analisis rangkaian dengan analisis terpisah untuk setiap sumberanalisis terpisah untuk setiap sumber

•• Mudah dimengerti atau dipahamiMudah dimengerti atau dipahamig pg p•• Banyak digunakan pada analisis rangkaianBanyak digunakan pada analisis rangkaian•• Contoh penggunaan dalam Elektronika: AnalisisContoh penggunaan dalam Elektronika: AnalisisContoh penggunaan dalam Elektronika: Analisis Contoh penggunaan dalam Elektronika: Analisis

penguat sinyal sinyal kecil dengan DC dan ac penguat sinyal sinyal kecil dengan DC dan ac terpisahterpisah


© mth 2011

Teorema SuperposisiTeorema SuperposisiTeorema SuperposisiTeorema Superposisi

aasumber independen dalam rangkaianV V V

RangkaianRangkaianAktifAktif

aa

IabV1, V2, …, VmIm+1, Im+2, …, Im+n

LinierLinierbb

ab

Iab = Σ Iabi |i=1

m+n

(V U I)j = 0, (j≠i)

Vab = Σ Vabi |i=1

m+n

(V U I)j = 0, (j≠i)


© mth 2011

i 1 j Gambar 3

Teorema ResiprositasTeorema ResiprositasTeorema ResiprositasTeorema Resiprositas

ppaa

RangkaianRangkaianLinierLinierVX Ipq =Iab

qqbbBagaimana dengan

RangkaianRangkaian

pp

Vaa

Bagaimana dengan tegangan? Vpq=Vab?

Berlakukah untuk ggLinierLinier

qq

VX

bb

sumber arus?


© mth 2011

qqGambar 4

Nilai Riil Komponen Nilai Riil Komponen (Resistansi)(Resistansi)


© mth 2011

Standar Nilai KomponenStandar Nilai KomponenStandar Nilai KomponenStandar Nilai Komponen

•• Standar nilai komponen pasifStandar nilai komponen pasifStandar nilai komponen pasifStandar nilai komponen pasif–– Nilai diberikan dengan pola n x 10Nilai diberikan dengan pola n x 10mm , contoh 27 x 10, contoh 27 x 1033 = 27k= 27k–– NilaiNilai--nilai n mengikuti keluarga standard EIA yang dikenali nilai n mengikuti keluarga standard EIA yang dikenali

d E3 E6 E12 E24 d td E3 E6 E12 E24 d tdengan E3, E6, E12, E24 dst.dengan E3, E6, E12, E24 dst.–– E3 berarti hanya tersedia 3 nilai untuk n, E3 berarti hanya tersedia 3 nilai untuk n,

E6 tersedia 6 nilai (termasuk nilai pada E3), E6 tersedia 6 nilai (termasuk nilai pada E3), E12 t di 12 il i (t k il i d E6)E12 t di 12 il i (t k il i d E6)E12 tersedia 12 nilai (termasuk nilai pada E6),E12 tersedia 12 nilai (termasuk nilai pada E6),dst.dst.

–– Setiap keluarga pengulangan urutan nilai berada satu dekade di Setiap keluarga pengulangan urutan nilai berada satu dekade di atasnya, contoh E3: atasnya, contoh E3: 10, 22, 4710, 22, 47, , 10100, 0, 22220, 0, 47470, 0, 101000, 00, 222200, 00, 474700, 00, 1010000 dst000 dst


© mth 2011

Standard Nilai dan ToleransiStandard Nilai dan ToleransiStandard Nilai dan ToleransiStandard Nilai dan Toleransi

•• Standar EIAStandar EIAStandar EIAStandar EIA•• Memberikan nilai yang jangkauannya mendekati nilai Memberikan nilai yang jangkauannya mendekati nilai

kontinyu akibat adanya toleransi (+ dan kontinyu akibat adanya toleransi (+ dan --))

E3E3 toleransi 50% toleransi 50% E6E6 toleransi 20% toleransi 20% E12E12 t l i 10%t l i 10%E12E12 toleransi 10% toleransi 10% E24E24 toleransitoleransi 5% 5% E48E48 toleransitoleransi 2% 2% E96E96 toleransitoleransi 1% 1% E192E192 toleransi0.5, 0.25, 0.1% dan yang lebih baiktoleransi0.5, 0.25, 0.1% dan yang lebih baik


© mth 2011

Angka pada Standard NilaiAngka pada Standard NilaiAngka pada Standard NilaiAngka pada Standard NilaiE3 (50%) E6 (20%) E12 (10%)

Nom Min Max Nom Min Max Nom Min MaxNom Min Max Nom Min Max Nom Min Max100 50 150 100 80 120 100 90 110

120 108 132150 12 180 150 135 165

180 162 198220 110 330 220 176 264 220 198 242

270 243 292330 264 396 330 297 393

390 351 423390 351 423470 235 705 470 376 564 470 423 517

560 504 616680 544 816 680 612 748


© mth 2011680 544 816 680 612 748

820 738 902

Nilai Tersedia Nilai Tersedia dan Perilaku Statistik dan Perilaku Statistik

•• Ketersediaan di pasarKetersediaan di pasarKetersediaan di pasarKetersediaan di pasar–– ResistorResistor

•• Sangat mudah didapat E12 (10%)Sangat mudah didapat E12 (10%)•• Biasanya tersedia E24 (5%)Biasanya tersedia E24 (5%)

–– KapasitorKapasitor•• Mudah didapat E6 (20%)Mudah didapat E6 (20%)•• Mudah didapat E6 (20%)Mudah didapat E6 (20%)

•• Distribusi nilai riilDistribusi nilai riil–– nilai mengikuti distribusi gaussnilai mengikuti distribusi gaussnilai mengikuti distribusi gaussnilai mengikuti distribusi gauss–– deviasi standar berkisar setengah toleransideviasi standar berkisar setengah toleransi


© mth 2011

PercobaanPercobaanPercobaanPercobaan


© mth 2011

PercobaanPercobaanPercobaanPercobaan

J iJ iAC

JaringanJaringanPasifPasifLinierLinier

I=?RLVS

A

NNBD

•• ArusArus I I akanakan diukurdiukur secarasecara langsunglangsung dandan dibandingkandibandingkandengandengan hasilhasil perhitunganperhitungan menggunakanmenggunakan TheoremaTheoremaTheveninThevenin dandan NortonNortonTheveninThevenin dandan NortonNorton

•• HubungkanHubungkan bebanbeban padapada rangkaianrangkaian dandan ukurukur arusarus II


© mth 2011Gambar 5

Percobaan Theorema Thevenin (1)Percobaan Theorema Thevenin (1)Percobaan Theorema Thevenin (1)Percobaan Theorema Thevenin (1)

•• Bangun Bangun k ik i

JaringanJaringanA

C

rangkaian rangkaian TheveninThevenin

ukur teganganukur tegangan

PasifPasifLinierLinier

NNVRL=∞VS

A

B –– ukur tegangan ukur tegangan pada terminal pada terminal rangkaian rangkaian

DC

dengan beban dengan beban terbuka (Vterbuka (VTT))

–– ukur resistansiukur resistansi

JaringanJaringanPasifPasif ΩR =∞V =0

A–– ukur resistansi ukur resistansi

terminal dengan terminal dengan sumber nol (Rsumber nol (RTT))

LinierLinierNN

ΩRL=∞VS=0B

D


© mth 2011Gambar 6 D

Percobaan Theorema Thevenin (2)Percobaan Theorema Thevenin (2)Percobaan Theorema Thevenin (2)Percobaan Theorema Thevenin (2)

•• GantikanGantikan rangkaianrangkaianbb tt ddsumbersumber tegangantegangan dandan

jaringanjaringan N N dengandenganrangkaianrangkaian TheveninnyaTheveninnya

RTgg yy

(sumber tegangan (sumber tegangan bernilai Vbernilai VTT dan resistor dan resistor bernilai Rbernilai RTT))I=? RL+ VT bernilai Rbernilai RTT))

•• GunakanGunakan rangkaianrangkaianuntukuntuk menghitungmenghitung arusarus II

- VT

•• BandingkanBandingkan hasilnyahasilnyadengandengan pengukuranpengukuran


© mth 2011Gambar 7

Percobaan Theorema Norton (1)Percobaan Theorema Norton (1)Percobaan Theorema Norton (1)Percobaan Theorema Norton (1)•• Bangun Bangun

rangkaian Nortonrangkaian NortonJaringanA

C

rangkaian Nortonrangkaian Norton–– ukur arus pada ukur arus pada

terminal terminal

JaringanPasifLinier

NIRL=0VS

A

Brangkaian rangkaian dengan hubung dengan hubung singkat (Isingkat (I ))

NB

DC singkat (Isingkat (INN))

–– Gunakan Gunakan resistansi hasil resistansi hasil

JaringanPasif ΩR =∞V =0

A

C

sebelumnya sebelumnya untuk (Runtuk (RNN=R=RTT))

LinierN

ΩRL=∞VS=0B

DLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

© mth 2011DGambar 9

Percobaan Theorema Norton (2)Percobaan Theorema Norton (2)Percobaan Theorema Norton (2)Percobaan Theorema Norton (2)•• GantikanGantikan rangkaianrangkaian

sumbersumber tegangantegangansumbersumber tegangantegangandandan jaringanjaringan N N dengandengan rangkaianrangkaianN tN t ( b( b

C

NortonnyaNortonnya (sumber (sumber arus bernilai Iarus bernilai INN dan dan resistor bernilai Rresistor bernilai RNN))

I=?RLIN RN NN•• GunakanGunakan rangkaianrangkaian

untukuntuk menghitungmenghitungarusarus IID arusarus II

•• BandingkanBandingkan hasilnyahasilnyadengandengan pengukuranpengukuran

D


© mth 2011Gambar 10

Catatan:Catatan:Catatan:Catatan:

•• ResistansiResistansi Thevenin RThevenin RTT atau Resistansiatau ResistansiResistansiResistansi Thevenin RThevenin RTT atau Resistansi atau Resistansi Norton RNorton RNN diperoleh dengan diperoleh dengan memanfaatkanmemanfaatkan resistansiresistansi variabelvariabel yangyangmemanfaatkanmemanfaatkan resistansiresistansi variabelvariabel yang yang disetdiset nilainyanilainya tepattepat sebesarsebesar RRTT atauatau RRNN

•• Untuk resistor variabel ini dapat digunakanUntuk resistor variabel ini dapat digunakan•• Untuk resistor variabel ini dapat digunakan Untuk resistor variabel ini dapat digunakan resistor yang tersedia di kit praktikum atau resistor yang tersedia di kit praktikum atau menggunakan resistor metrikmenggunakan resistor metrikmenggunakan resistor metrikmenggunakan resistor metrik


© mth 2011

Percobaan Thorema SuperposisiPercobaan Thorema SuperposisiPercobaan Thorema SuperposisiPercobaan Thorema Superposisi

•• Lakukan pengamatan (1) dengan VLakukan pengamatan (1) dengan V11=0, V=0, V22 (2) dengan (2) dengan p g ( ) gp g ( ) g 11 ,, 22 ( ) g( ) gVV11, V, V22=0 dan (3) dengan V=0 dan (3) dengan V11 dan Vdan V2 2 untuk arus dan untuk arus dan tegangan pada Rtegangan pada R44

R1 RR3R2 R4V1 I=

?V2?


© mth 2011

Percobaan Theorema ResiprositasPercobaan Theorema ResiprositasPercobaan Theorema ResiprositasPercobaan Theorema Resiprositas

•• Lakukan pengamatan berikutLakukan pengamatan berikutLakukan pengamatan berikutLakukan pengamatan berikut

R1 R3 R51R2

3R4

V1 I=?5

R1 R3 VR5

R2 R4 V1I=?


© mth 2011

Percobaan Pembagi TeganganPercobaan Pembagi TeganganPercobaan Pembagi TeganganPercobaan Pembagi Tegangan

•• Gunakan generator fungsi untuk memberikan Gunakan generator fungsi untuk memberikan g gg gteganannya, amati, dan ukurteganannya, amati, dan ukur

RA

VS RAS A


© mth 2011

MerMerangkaiangkai ResistorResistorSeri Seri dandan ParalelParalel

•• Susun resistor seri dan atau paralel dari yangSusun resistor seri dan atau paralel dari yangSusun resistor seri dan atau paralel dari yang Susun resistor seri dan atau paralel dari yang tersedia untuk nilaitersedia untuk nilai–– 70 70 ΩΩ–– 870 870 ΩΩ–– 5,2 k5,2 kΩΩ–– 1,72 M1,72 MΩΩ–– 36,7 k36,7 kΩΩ

Uk it i di l hUk it i di l h•• Ukur resitansi yang diperolehUkur resitansi yang diperoleh


© mth 2011

MengamatiMengamatiPerilaku Statistik ResistorPerilaku Statistik Resistor

•• Ukur 100 buah resistor 1 kUkur 100 buah resistor 1 kΩΩ•• Masukkan dalam kelompok jangkauan nilai resistansi, Masukkan dalam kelompok jangkauan nilai resistansi,

00‐‐967, 956967, 956‐‐972, 973972, 973‐‐977, 978977, 978‐‐982, 983982, 983‐‐987, 988987, 988‐‐992, 992, 993993 997 998997 998 1002 10031002 1003 1007 10081007 1008 1012 10131012 1013 10171017993993‐‐997, 998997, 998‐‐1002, 10031002, 1003‐‐1007, 10081007, 1008‐‐1012, 10131012, 1013‐‐1017, 1017, 10181018‐‐1022,10231022,1023‐‐1027, 10281027, 1028‐‐1032, 10331032, 1033‐‐ ……ΩΩ

•• Hitung (cacah, count) jumlah resistor dalam masingHitung (cacah, count) jumlah resistor dalam masing--Hitung (cacah, count) jumlah resistor dalam masingHitung (cacah, count) jumlah resistor dalam masingmasing kelompokmasing kelompok

•• Gabungkan hasil perhitungan dengan semua kelompok Gabungkan hasil perhitungan dengan semua kelompok d l t b d b tk hi td l t b d b tk hi tdalam satu rombongan dan buatkan histogramnyadalam satu rombongan dan buatkan histogramnya

•• Lakukan analisis pada sebaran nilai yang diperolehLakukan analisis pada sebaran nilai yang diperoleh


© mth 2011

Percobaan 2 Rangkaian Arus Searah dan Nilai Statistik ...labdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2101 -...

Documents

Transcript of Percobaan 2 Rangkaian Arus Searah dan Nilai Statistik ...labdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2101 -...