Percobaan 6 Resonansi - labdasar.ee.itb.ac.idlabdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2101 - Rangkaian...

Percobaan 6Percobaan 6ResonansiResonansi

EL2193 Praktikum Rangkaian EL2193 Praktikum Rangkaian ElektrikElektrik

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

© mth 2011

TujuanTujuanTujuanTujuan

•• Mempelajari perilaku rangkaian RLCMempelajari perilaku rangkaian RLCMempelajari perilaku rangkaian RLCMempelajari perilaku rangkaian RLC•• Mempelajari resonansi seri, paralel, dan Mempelajari resonansi seri, paralel, dan

resonansi seri paralelresonansi seri paralelresonansi seri paralelresonansi seri paralel


© mth 2011

ReviewReviewRangkaian ResonansiRangkaian Resonansi


© mth 2011

Rangkaian RLC sederhanaRangkaian RLC sederhanaRangkaian RLC sederhanaRangkaian RLC sederhanaSusunan SeriSusunan Seri Susunan ParalelSusunan Paralel

•• ImpedansiImpedansiZ = R+jXZ = R+jX

•• AdmitansiAdmitansiY = G+jBY = G+jB

Z = R+jZ = R+jωωL+1/(jL+1/(jωωC) C) =R+j(=R+j(ωωLL--1/(1/(ωωC))C))

X =X = ωωLL 1/(1/(ωωC)C)

Y = 1/R+1Y = 1/R+1/(j/(jωωLL)+j)+jωωC C =1/R+j(=1/R+j(ωωCC--11/(/(ωωLL))))

BB CC 1/(1/( L)L)X = X = ωωLL--1/(1/(ωωC)C)

•• Kondisi khususKondisi khusus

B B = = ωωCC--1/(1/(ωωL)L)

•• Kondisi khususKondisi khususX = 0, Z = R, Z minimumX = 0, Z = R, Z minimumsaat saat ωω=1/√(LC)=1/√(LC)

Kondisi khususKondisi khususB=0, Y = G, Y minimumB=0, Y = G, Y minimumsaat saat ωω=1/√(LC)=1/√(LC)


© mth 2011

Resonansi SeriResonansi SeriResonansi SeriResonansi Seri

•• Impedansi minimumImpedansi minimumImpedansi minimum Impedansi minimum X=0, X=0, ωω=1/√(LC)=1/√(LC)–– Arus MaksimumArus Maksimum VR

VL

I=VI=VII/R/R–– Tegangan ResistorTegangan Resistor

VV = I R = V= I R = V

VR+VI

R

VVRR = I R = V= I R = VII

–– Tegangan InduktorTegangan InduktorVVLL = I j= I jωωL= (L= (jj√(L/C) /R) V√(L/C) /R) VII

I

C VCLL jjωω ((jj√( /C) / )√( /C) / ) II

–– Tegangan KapasitorTegangan KapasitorVVCC = I/j= I/jωωC= C= --(j√(L/C) /R) V(j√(L/C) /R) VI I

C C


© mth 2011

Resonansi SeriResonansi SeriResonansi SeriResonansi Seri

Tegangan Resistor VTegangan Resistor VRR=V=VIIg gg g RR II

Tegangan InduktorTegangan InduktorVVLL = = j j VVI I √(L/C) /R√(L/C) /R

VRVL

Tegangan KapasitorTegangan KapasitorVVCC = = --j Vj VI I √(L/C) /R√(L/C) /R

VR+VI

R

•• Bila R 100Bila R 100ΩΩ, C 470pF, L 2.5mH, C 470pF, L 2.5mHI

C VCVVLL ≈ j ≈ j 5353 VVII

VVcc ≈ ≈ --j j 5353 VVII

C C


© mth 2011

cc jj II

Faktor Kualitas ResonansiFaktor Kualitas ResonansiFaktor Kualitas ResonansiFaktor Kualitas Resonansi

•• Pada resonansi nilai R sangat menentukan arus dan Pada resonansi nilai R sangat menentukan arus dan ggtegangantegangan–– Contoh sebelumnya R=100Contoh sebelumnya R=100ΩΩ VVCC==--j53Vj53Vii

Bila R=10kBila R=10kΩΩ VV == j0 53 Vj0 53 V–– Bila R=10kBila R=10kΩΩ VVCC= = --j0.53 Vj0.53 Vii

–– Bila R=1Bila R=1ΩΩ VVCC= = --j5300 Vj5300 Vii

Nilai resistansi R disini adalah nilai R total dalam Nilai resistansi R disini adalah nilai R total dalam hubungan seri dengan L dan Chubungan seri dengan L dan C

F kt k lit k i ( i) did fi i ikF kt k lit k i ( i) did fi i ik•• Faktor kualitas rangkaian (resonansi) didefinisikan Faktor kualitas rangkaian (resonansi) didefinisikan sebagai sebagai perbandingan energi maksimum tersimpan perbandingan energi maksimum tersimpan dibandingkan daya terdisipasi per siklusdibandingkan daya terdisipasi per siklus


© mth 2011

g y p pg y p p

Faktor Kualitas Resonansi SeriFaktor Kualitas Resonansi SeriFaktor Kualitas Resonansi SeriFaktor Kualitas Resonansi Seri

•• Dari defisi Q=PDari defisi Q=PLL/P/PRR atau Q=Patau Q=PCC/P/PRR dapatdapatDari defisi Q=PDari defisi Q=PLL/P/PRR atau Q=Patau Q=PCC/P/PRR dapat dapat diperolehdiperoleh

Q=Q=ωωL/R L/R atau atau

Q=1/Q=1/ωωCLCL

Dengan Dengan ωω=1/√(LC) maka =1/√(LC) maka Q=(√(L/C))/RQ=(√(L/C))/R


© mth 2011

Pengaruh Resistansi pada Pengaruh Resistansi pada Resonansi SeriResonansi Seri

|Vc/Vi|| |

R naik

frek


© mth 2011

Pengaruh Resistansi pada Pengaruh Resistansi pada Resonansi SeriResonansi Seri

|Vc/Vi|| |

C turunC turun

C ½ C

frekωo √2ωo


© mth 2011

Pengukuran Faktor Kualitas Pengukuran Faktor Kualitas Resonansi SeriResonansi Seri

•• Cara 1: berdasarkan definisi ukur teganganCara 1: berdasarkan definisi ukur teganganCara 1: berdasarkan definisi ukur tegangan Cara 1: berdasarkan definisi ukur tegangan pada kedua L atau C dan R, pada kedua L atau C dan R, –– Masalah: untuk tegangan L, tegangan resistansi Masalah: untuk tegangan L, tegangan resistansi

parasitik ikut terukur tidak dapat diukur terpisah.parasitik ikut terukur tidak dapat diukur terpisah.–– Perhatikan bahwa R penentu faktor kualitas adalah R Perhatikan bahwa R penentu faktor kualitas adalah R

keseluruhan rangkaian termasuk resistansi dalamkeseluruhan rangkaian termasuk resistansi dalamkeseluruhan rangkaian termasuk resistansi dalam keseluruhan rangkaian termasuk resistansi dalam sumber dan parasitik.sumber dan parasitik.

–– Bagaimana mengamati Q dari pengukuran tegangan Bagaimana mengamati Q dari pengukuran tegangan g g p g g gg g p g g gpada R beban saja?pada R beban saja?

•• Penurunan: perhatikan definsi dan rangkaian Penurunan: perhatikan definsi dan rangkaian


© mth 2011seriseri

Pengukuran Faktor Kualitas Pengukuran Faktor Kualitas Resonansi SeriResonansi Seri

•• Cara 2: dengan mengukur dan mencari frekuensi Cara 2: dengan mengukur dan mencari frekuensi g gg gresonansi fresonansi fr r dan bandwidth BW frekuensi resonansidan bandwidth BW frekuensi resonansi

Q=fQ=frr/BW /BW dan dan BW=fBW=fHH--ffLL

dimana fdimana fHH dan fdan fLL frekuensi cut off tinggi dan rendahfrekuensi cut off tinggi dan rendahdimana fdimana fHH dan fdan fLL frekuensi cut off tinggi dan rendahfrekuensi cut off tinggi dan rendah

•• Penurunan: baca RJ Smith: Circuits Devices, and Penurunan: baca RJ Smith: Circuits Devices, and ,,Systems, hal 228Systems, hal 228--229229


© mth 2011

Resonansi ParalelResonansi ParalelResonansi ParalelResonansi Paralel

•• Resonansi paralel terjadi Resonansi paralel terjadi p jp jsaat Y minimum sehingga saat Y minimum sehingga I maksimumI maksimumP t if tP t if t•• Pengamatan sifat Pengamatan sifat resonansi pada resonansi pada arus, tidak dapat arus, tidak dapat

Rs

Vdilakukan langsung dilakukan langsung dengan dengan osiloskop gunakanosiloskop gunakan

VsRL

osiloskop, gunakan osiloskop, gunakan resistorresistor

•• Perilaku apa yang Perilaku apa yang


© mth 2011tampak pada tampak pada pengamatan tegangan?pengamatan tegangan?

Resonansi Seri ParalelResonansi Seri ParalelResonansi Seri ParalelResonansi Seri Paralel

•• Dalam rangkaian dengan L dan C lebih dariDalam rangkaian dengan L dan C lebih dariDalam rangkaian dengan L dan C lebih dari Dalam rangkaian dengan L dan C lebih dari satu, bergantung susunan rangkaian bisa terjadi satu, bergantung susunan rangkaian bisa terjadi resonansi seri dan paralel pada rangkaian yang resonansi seri dan paralel pada rangkaian yang samasama

•• ContohContoh


© mth 2011

PercobaanPercobaanPercobaanPercobaan


© mth 2011

PersiapanPersiapanPersiapanPersiapan

•• Hitung frekuensi resonansi untuk ke 4 rangkaianHitung frekuensi resonansi untuk ke 4 rangkaianHitung frekuensi resonansi untuk ke 4 rangkaianHitung frekuensi resonansi untuk ke 4 rangkaian•• Hitung faktor kualitas untuk rangkaian resonansi Hitung faktor kualitas untuk rangkaian resonansi

seri dan paralelseri dan paralelpp•• Untuk menentukan frekuensi resonansi dapat Untuk menentukan frekuensi resonansi dapat

dipilihdipilihpp–– Dengan menurunkan persamaannya dan Dengan menurunkan persamaannya dan

memberikan nilai komponen yang digunakanmemberikan nilai komponen yang digunakan–– Dengan melakukan simulasi dengan SPICEDengan melakukan simulasi dengan SPICE

•• Catat dalam BCLCatat dalam BCL


© mth 2011

Rangkaian PercobaanRangkaian PercobaanRangkaian PercobaanRangkaian Percobaan

•• SeriSeri •• ParalelParalelSeriSeri ParalelParalelL 2,5mH

L 2,5mH

R 50Ω

C 470pF C 470pF

R 50Ω

R 47Ω R 47Ω

R 50Ω


© mth 2011

Rangkaian PercobaanRangkaian PercobaanSeri ParalelSeri Paralel

L 2 5 HL 2 5 H L 2,5mH

R 50Ω

C 470pFL 2,5mH

R 50Ω

C 470pF

L 2 5mH R 50Ω

R 47Ω

C 470pFR 50Ω R 47ΩL 2,5mH


© mth 2011

PercobaanPercobaanPercobaanPercobaan

•• Rangkaian akan diamati pada breadboardRangkaian akan diamati pada breadboardg pg p•• Sebelum memulaiSebelum memulai

–– Baca resistansi output generator sinyalBaca resistansi output generator sinyalp g yp g y–– Baca resistansi dan kapasitansi input osiloskopBaca resistansi dan kapasitansi input osiloskop–– Ukur resistansi pada induktor (DC, Ohmmeter)Ukur resistansi pada induktor (DC, Ohmmeter)–– Catat dalam BCLCatat dalam BCL

•• Pengamatan diawali dengan melihat tegangan Pengamatan diawali dengan melihat tegangan d b hd b h b h f k i tb h f k i tdengan mengubahdengan mengubah--ubah frekuensi generator ubah frekuensi generator sinyal, untuk menemukan adanya v maks dan/ sinyal, untuk menemukan adanya v maks dan/ atau v minatau v min


© mth 2011atau v minatau v min

PercobaanPercobaan ResonansiResonansi SeriSeriPercobaanPercobaan ResonansiResonansi SeriSeri

•• Amati perilaku rangkaian resonansi seriAmati perilaku rangkaian resonansi seriAmati perilaku rangkaian resonansi seriAmati perilaku rangkaian resonansi seri–– resonansi V maksresonansi V maks

atau V min?atau V min?L 2,5mH, R 50Ω

atau V min?atau V min?–– catat Vcatat V–– f resonansif resonansi

C 470pF

–– f resonansif resonansi–– amati Q dgnamati Q dgn

dua caradua cara

R 50Ω

R 47Ω

dua caradua cara–– gambarkangambarkan

respons frekrespons frek


© mth 2011


PercobaanPercobaan ResonansiResonansi ParalelParalelPercobaanPercobaan ResonansiResonansi ParalelParalel

•• Amati perilaku rangkaian resonansi paralelAmati perilaku rangkaian resonansi paralelAmati perilaku rangkaian resonansi paralelAmati perilaku rangkaian resonansi paralel–– resonansi V maksresonansi V maks

atau V min?atau V min?L 2,5mH, R 50Ω

atau V min?atau V min?–– catat Vcatat V–– f resonansif resonansi–– f resonansif resonansi–– gambarkangambarkan

respons frekrespons frekR 50Ω

R 47ΩC 470pFrespons frekrespons frek

–– bagaimanabagaimanamenentukanmenentukan


© mth 2011

menentukanmenentukanQ?Q?

PercobaanPercobaan ResonansiResonansi Seri Seri ParalelParalel

•• Amati perilaku rangkaian resonansi berikutAmati perilaku rangkaian resonansi berikutAmati perilaku rangkaian resonansi berikutAmati perilaku rangkaian resonansi berikut–– resonansi V maksresonansi V maks

atau V min?atau V min?atau V min?atau V min?–– catat Vcatat V–– f resonansif resonansi

L 2,5mHC 470pF

–– f resonansif resonansi–– gambarkangambarkan

respons frekrespons frekR 50Ω

R 47ΩL 2,5mH



© mth 2011

PercobaanPercobaan ResonansiResonansi Seri Seri ParalelParalel

•• Amati perilaku rangkaian resonansi berikutAmati perilaku rangkaian resonansi berikutAmati perilaku rangkaian resonansi berikutAmati perilaku rangkaian resonansi berikut–– resonansi V maksresonansi V maks

atau V min?atau V min?atau V min?atau V min?–– catat Vcatat V–– f resonansif resonansi

L 2,5mHC 470pF

–– f resonansif resonansi–– respons frekrespons frek R 50Ω

C 470pF

R 47Ω


© mth 2011

Percobaan Filter RLCPercobaan Filter RLCPercobaan Filter RLCPercobaan Filter RLC

•• Pada percobaan ini rangkaian RLC seriPada percobaan ini rangkaian RLC seriPada percobaan ini rangkaian RLC seri Pada percobaan ini rangkaian RLC seri dan RLC paralel digunakan sebagai dan RLC paralel digunakan sebagai rangkaian filterrangkaian filterrangkaian filter.rangkaian filter.

•• Output rangkaian diukur pada resistansiOutput rangkaian diukur pada resistansiF i t f t t t h d i tF i t f t t t h d i t•• Fungsi transfer output terhadap input Fungsi transfer output terhadap input diamati dan dibuat Plot Bodediamati dan dibuat Plot Bode--nyanya


© mth 2011

AnalisisAnalisisAnalisisAnalisis

•• Rangkaian Resonansi SeriRangkaian Resonansi SeriRangkaian Resonansi SeriRangkaian Resonansi Seri–– Apakah frekuensi terbaca sama dengan hasil Apakah frekuensi terbaca sama dengan hasil

hitungan?hitungan?–– Apakah tegangan maksimum atau faktor kualitas Apakah tegangan maksimum atau faktor kualitas

sama dengan hitungan?sama dengan hitungan?Bila tidak apa yang mempengaruhi perbedaanBila tidak apa yang mempengaruhi perbedaan–– Bila tidak apa yang mempengaruhi perbedaan Bila tidak apa yang mempengaruhi perbedaan tersebut?tersebut?


© mth 2011


•• Rangkaian resonansi paralelRangkaian resonansi paralelRangkaian resonansi paralelRangkaian resonansi paralel–– Apakah frekuensi terbaca sama dengan hasil Apakah frekuensi terbaca sama dengan hasil

hitungan?hitungan?–– Bila tidak apa yang mempengaruhi perbedaan Bila tidak apa yang mempengaruhi perbedaan

tersebut?tersebut?R k i S i P l lR k i S i P l l•• Rangkaian Seri ParalelRangkaian Seri Paralel–– Apakah frekuensi terbaca sama dengan hasil Apakah frekuensi terbaca sama dengan hasil

hitungan?hitungan?hitungan?hitungan?–– Apakah pengamatan saudara konsisten dengan hasil Apakah pengamatan saudara konsisten dengan hasil

pengamatan rangkaian resonansi seri dan resonansi pengamatan rangkaian resonansi seri dan resonansi


© mth 2011paralel?paralel?


•• Rangkaian filterRangkaian filterRangkaian filterRangkaian filter–– Bagaimana perilaku RLC sebagai filter Bagaimana perilaku RLC sebagai filter

dibandingkan RL atau RC saja (percobaandibandingkan RL atau RC saja (percobaandibandingkan RL atau RC saja (percobaan dibandingkan RL atau RC saja (percobaan 5)?5)?

–– Apa kentungan yang diperoleh denganApa kentungan yang diperoleh denganApa kentungan yang diperoleh dengan Apa kentungan yang diperoleh dengan adanya LC seri atau paralel pada filter?adanya LC seri atau paralel pada filter?


© mth 2011

Percobaan 6 Resonansi - labdasar.ee.itb.ac.idlabdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2101 - Rangkaian...

Documents

Transcript of Percobaan 6 Resonansi - labdasar.ee.itb.ac.idlabdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2101 - Rangkaian...