Rangkaian Arus Searah

1. Rangkaian Arus SearahLAPORAN PRAKTIKUMELEKTRONIKA MEDIK

Nama : Alfred BudionoNIM / Kelompok : H21109270 / IVNama Asisten : MulawarmanJudul Praktikum : Rangkaian Arus Searah

JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN2010

BAB IPENDAHULUAN

I.1 LATAR BELAKANGArus listrik searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak berubah dari positif ke negatif, atau sebaliknya).Arus listrik searah dikenal dengan singkatan DC (Direct Current). Sesuai dengan namanya listrik arus searah itu mengalir ke satu jurusan saja dalam kawat penghantar, yaitu dari kutub positip (+) ke kutub negatip (-).Penerapan arus listrik searah dapat dilihat di dalam rangkaian seri dan rangkaian paralel. Selain itu, dalam penerapan Hukum Kirchoff pada suatu rangkaian juga terdapat arus listrik searah.

I.2 RUANG LINGKUPPraktikum ini mengenai rangkaian arus searah, dimana ruang lingkupnya meliputi pengukuran hambatan pada beberapa resistor, beda potensial dalam rangkaian listrik, kuat arus pada rangkaian yang berdasarkan penerapan Hukum Arus Kirchoff (HAK), kuat arus dan tegangan pada rangkaian seri.

I.3 TUJUANTujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah sebagai berikut.Mengukur beda potensial pada rangkaian listrik.Menerapkan Hukum Arus Kirchoff pada rangkaian listrik.Menganalisa rangkaian seri.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

II.1 ARUS SERAH (DC) & HUKUM KIRCHOFFArus searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak berubah dari positif kenegatif, atau sebaliknya).

Pada rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan searah, yaitu arus dan tegangan yang tidak berubah terhadap waktu. Elemen pada rangkaian DC meliputi:i) bateraiii) hambatan daniii) kawat penghantarBaterai menghasilkan e.m.f untuk menggerakkan elektron yang akhirnya menghasilkan aliran listrik. Sebutan rangkaian sangat cocok digunakan karena dalam hal ini harus terjadi suatu lintasan elektron secara lengkap meninggalkan kutub negatif dan kembali ke kutub positif. Hambatan kawat penghantar sedemikian kecilnya sehingga dalam prakteknya harganya dapat diabaikan.Bentuk hambatan (resistor) di pasaran sangat bervariasi, berharga mulai 0,1 sampai 10 M atau lebih besar lagi. Resistor standar untuk toleransi 10 % biasanya bernilai resistansi kelipatan 10 atau 0,1 dari:10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82Sebuah rangkaian yang sangat sederhana terdiri atas sebuah baterai dengan sebuah resistor ditunjukkan pada gambar 2.1-a. Perhatikan bagaimana kedua elemen tersebut digambarkan dan bagaimana menunjukkan arah arus (dari kutub positif melewati resistor menuju kutub negatif).

Gambar 2.1 Rangkaian arus searah: a) Pemasangan komponen dan arah arus dan b) Penambahan komponen saklar dan hambatan dalam.

Pada gambar 2.1-b, telah ditambahkan dua komponen lain pada rangkaian, yaitu:i) Sebuah saklar untuk memutus rangkaian.ii) Sebuah resistor dengan simbol r (huruf kecil) untuk menunjukkan fakta bahwa tegangan baterai cenderung untuk menurun saat arus yang ditarik dari baterai tersebut dinaikkan.Saklar mempunyai dua kondisi yaitu:ON: Kondisi ini biasa disebut sebagai hubung singkat (shot circuit), dimana secara ideal mempunyai karakteristik: V = 0 untuk semua harga I (yaitu R = 0).OFF: Kondisi dimana arus tidak mengalir atau biasa disebut sebagai rangkaian terbuka (open circuit), secara ideal mempunyai karakteristik: I = 0 untuk semua harga V (yaitu R = ).Untuk menganalisis lebih lanjut, rangkaian di atas perlu dipahami hukum dasar rangkaian yang disebut hukum Kirchhoff. Terdapat beberapa cara untuk menyatakan hukum Kirchhoff, kita coba untuk menyatakan supaya mudah diingat:

Gambar 2.2 Rangkaian sederhana dengan tiga loop

i) Arus total yang masuk pada suatu titik sambungan/cabang adalah nol (Hukum I, disebut KCL Kirchhoff curent law ).in = 0Arah setiap arus ditunjukkan dengan anak panah, jika arus berharga positif maka arus mengalir searah dengan anak panah, demikian sebaliknya. Dengan demikian untuk rangkaian seperti pada gambar 2.2 kita dapat menuliskan:in = 0-I1 + I2 + I3 = 0Tanda negatif pada I1 menunjukkan bahwa arus keluar dari titik cabang dan jika arus masuk titik cabang diberi tanda positif.

ii) Pada setiap rangkaian tertutup (loop), jumlah penurunan tegangan adalah nol (Hukum II, sering disebut sebagai KVL Kirchhoff voltage law).vn = 0Pada gambar 2.2 dengan menggunakan KVL kita dapat menuliskan tiga persamaan, yaitu:Untuk loop sebelah kiri : E1 R3 I3 R1 I1 = 0Untuk loop sebelah kanan : E2 R2 I2 R1 I1 = 0Untuk loop luar : E 1R3 I3 R2 I2 E2 = 0

Kembali ke rangkaian pada gambar 2.1, bahwa semua komponen dilewati arus I.Menurut Hukum II berlaku:vn = 0-E + Ir + I R = 0 (2.3)jadi besarnya arus yang mengalir tersebut adalahI = E/((R + r))Kita tertarik padaV = I R= E R/((R + r )) (2.4)atau dari persamaan 2.3 diperolehV = E - Ir (2.5)Persamaan 2.5 memperlihatkan bahwa tegangan V merupakan hasil penurunan tegangan akibat adanya beban yang dialiri arus. Simbul r disebut hambatan dalam baterai. Nampak bahwa V merupakan bagian (fraksi) dari E. Rangkaian semacam ini biasa disebut sebagai pembagi tegangan.

II.2 RESISTORResistor merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik. Resistor dibuat dengan ukuran badan yang mencerminkan kemampuan terhadap daya lesap yang diterimanya jika dialiri listrik yng disebut dengan kemampuan daya listrik.Suatu resistor dengan hambatan R yang dialiri arus I akan menerima daya resap sebesar P =I2 R, Daya ini akan di naikkan suhu resiostor, dan jika melebihi kemampuan daya yang ditentukan dapat menyebabkan kerusakan yang permanen. Adapun simbol resistor atau tahanan listrik sebagai berikut:

Gambar simbol resistorResistor yang banyak digunakan dibuat dari karbon yag dinamakan resistor film karbon. Resistor karbon menggunakan cincin sandi warna yang dicatkan pada resistor untuk menunjukan nilai hambatan. Untuk resistor dengan toleransi 10% dan 5% digunakan empat buah cincin dan tanpa warna toleransinya 20%. Berikut adalah data warna, angka, dan toleransi pada resistor.

Warna Angka ToleransiHitam 0Coklat 1 1%Merah 2 2%Jingga 3Kuning 4Hijau 5Biru 6Ungu 7Abu-abu 8Putih 9Emas - 5%Perak - 10%Tak berwarna - 20%

II.3 RANGKAIAN RESISTOR SERI DAN PARALELII.3.1 Rangkaian SeriTiga resistor dengan hambatan R1 , R2 , dan R3 dihubungkan seri. Tiap muatan yang melalui R1 akan melalui R2 dan R3, sehingga arus i yang melalui R1 , R2 , dan R3 haruslah sama karena muatan tak dapat berubah jumlahnya.Rangkaian ketiga resistor tersebut dapat diganti dengan satu resistor tanpa mengubah keadaan baik arus maupun tegangannya sehingga:Vad = Vab + Vbc + VcdArus yang melalui R1 , R2 , dan R3 sama, yaitu arus i, sedangkan Vab = i R1, Vbc = i R2, dan Vcd = i R3, sehingga persamaannya menjadi:Vad = i (R1 + R2 + R3)Jika besarnya hambatan ekivalen dinyatakan dengan Rek, maka:Rek = R1 + R2 + R3Dari persamaan di atas terlihat bahwa besar hambatan ekivalen suatu rangkaian seri selalu lebih besar dari pada hambatan masing-masing yang terhubung seri.II.3.2 Rangkaian ParalelTiga buah resistor yang dihubungkan paralel. Arus yang melalui tiap resistor dalam rangkaian paralel tersebut pada umumnya berbeda, tetapi beda potensial pada ujung-ujung resistor haruslah sama.Jika arus yang melalui masing-masing resistor dinyatakan dengan i1, i2, dan i3, maka:i1 = Vab/R1 i2 = Vab/R2 i3 = Vab/R3Ketiga arus tersebut berasal dari arus yang masuk ke titik a, sehingga:i = Vab/R1 + Vab/R2 + Vab/R3i/Vab = 1/R1 + 1/R2 + 1/R31/Vab = RekSehingga:1/Rek = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3Dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa hambatan ekivalen rangkaian resistor yang dihubungkan paralel selalu lebih kecil dari pada masing-masing hambatan resistor yang terhubungkan paralel tersebut.

BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM

III.1 ALAT DAN BAHANIII.1.1 AlatAlat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.Catu dayaCatu daya berfungsi sebagai sumber tegangan DC.

MultimeterMultimeter berfungsi sebagai alat ukur resistansi, kuat arus, dan tegangan.

Papan rangkaianPapan rangkaian berfungsi sebagai tempat memasang atau merangkai resistor.

III.1.2 BahanBahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah:resistor dengan hambatan berbeda(6 buah).

III.2 PROSEDUR PRAKTIKUMIII.2.1 Resistansi pada ResistorMenghitung nilai resistansi berdasarkan cinci warna yang tertera pada resistor.Mengukur nilai resistansi dengan menggunakan multimeter.Mencatat hasil pengukuran.Membandingkan hasil perhitungan dengan pengukuran.Mengulangi prosedur di atas dengan resistor yang berbeda nilai resistansinya.

III.2.2 Beda Potensial pada Rangkaian(1, r1) (2, r2)Va R Vba - + + - bIGambar bagian dari rangkaianMenbuat rangkaian seperti pada gambar di atas, dimana titik a dan dihubungkan dengan rangkaian lain atau dibuat dengan komponen elektronika yang nilai dan bentuk rangkaiannya dapat ditentukan sendiri. Adapun dalam praktikum yaitu memasang resistor pada papan rangkaian, menghubungkannya dengan multimeter dan catu daya seperti yang terlihat pada foto berikut.

Mengukur arus yang melewati rangkaian tersebut.Mengukur tegangan pada tiap-tiap komponen.Mengukur tegangan pada titik a dan b.Menghitung nilai dari IR - Membandingkan hasil pengukuran tegangan dengan pada poin 4 dan 5 untuk membuktikan persamaan Va Vb = Vab = IR - Mengulangi prosedur di atas dengan nilai resistor yang berbeda.

III.2.3 Hukum KirchoffMemasang 3 buah resistor secara parallel pada papan rangkaian dan menghubungkannya dengan multimeter dan catu daya, seperti yang terlihat pada foto berikut.

Mengukur arus yang keluar dari sumber ggl.Mengukur arus pada tiap-tiap resistor.Membandingkan hasil pengukuran pada poin 2 dan 3 untuk membuktikan persamaan I = I1 + I2 + I3

III.2.4 Rangkaian SeriMenyusun tiga buah resistor dengan nilai resistansi yang berbeda secara seri pada papan rangkaian, seperti yang terlihat pada foto berikut.

Merangkai tiga buah resistor tersebut dengan multimeter dan catu daya, seperti yang terlihat pada foto berikut.

Mengukur nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian seri tersebut.Membandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan.Mengukur arus yang masuk pada rangkaian.Mengukur tegangan pada tiap-tiap resistor dan tegangan total.Menghitung Rek = Vtotal/I dan membandingkan hasilnya dengan poin 3 dan 4.

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 HASILIV.1.1 Beda Potensial pada RangkaianNo. Warna Resistor Nilai Resistansi Nilai Resistansi Kuat Arus TeganganC 1 C 2 C 3 C 4 C1C2 x 10C3 C4% Hasil Pengukuran1 Merah Merah Coklat Emas 220 5% 220 21,25 x 10-3 A 4 volt2 Merah Coklat Orange Emas 21 k 5% 21 3 Kuning Ungu Orange Emas 47 k 5% 49 k4 Merah Hitam Coklat Emas 200 5% 230 5 Merah Merah Orange Emas 22 k 5% 25 k6 Kuning Ungu Coklat Emas 470 5% 400 23,75 x 10-3 A 4 volt = 4,8 voltIV.1.2 Hukum KirchoffR1 = 400 I = 0,05 AR2 = 220 I1 = 0,02 AR3 = 230 I2 = 0,02 AI3 = 0,01 AIV.1.3 Rangkaian SeriR1 = 400 Vtotal = 4,75 volt I = 5 x 10-3 AR2 = 220 V1 = 1 voltR3 = 230 V2 = 0,8 voltRek = 900 V3 = 2,45 voltIV.2 PEMBAHASANIV.2.1 Beda Potensial pada RangkaianBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh:untuk R1 = 220 Vab1 = 4 voltuntuk R2 = 400 Vab2 = 4 voltAdapun untuk hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan IR - adalah sebagai berikut:I1R 1 - = ((21,25 x 10-3 A) x (220 )) 4,8 volt= 4,675 volt 4,8 volt= - 0,125 voltI2R 2 - = ((23,75 x 10-3 A) x (400 )) 4,8 volt= 9,5 volt 4,8 volt= 4,7 voltPerbandingan besar beda potensial berdasarkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan, yaitu Vab1 tidak sama dengan I1R 1 - dan Vab2 juga tidak sama dengan I2R 2 - . Untuk R1 = 220 diperoleh perbandingan yang sangat jauh, berarti hasil pengukuran tersebut salah dimana kemungkinan disebabkan oleh praktikan pada saat melakukan pengukuran dengan menggunakan multimeter. Sedangkan, untuk R2 = 400 diperoleh perbandingan yang tidak terlalu jauh bedanya yaitu 4 volt dengan 4,7 volt berarti kesalahan pada saat pengukuran sangat kecil. Jadi, perbedaan atau selisih yang kecil tersebut dapat diabaikan untuk membuktikan persamaan Va Vb = Vab = IR - .IV.2.2 Hukum KirchoffBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh bahwa besar kuat arus yang keluar dari sumber ggl, yaitu I =0,05 A. Adapun kuat arus untuk tiap-tiap resistor dapat dihitung sebagai berikut:I1 + I2 + I3 = 0,02 A + 0,02 A + 0,01 A = 0,05 AI = I1 + I2 + I3 = 0,05 AJadi, hasil praktikum sesuai dengan teori. Dengan kata lain, persamaan I = I1 + I2 + I3 terbukti benar. Persamaan tersebut terdapat dalam Hukum Arus Kirchoff (HAK) atau hukum titik cabang jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan arus listrik yang keluar dari titik tersebut.

IV.2.3 Rangkaian SeriBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh bahwa nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian seri yang dibuat yaitu Rek = 900 . Adapun nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian seri dapat dihitung sebagai berikut:Rek = R1 + R2 + R3 = (400 + 220 + 230) = 850 Nilai resistansi ekuivalen yang diperoleh dari pengukuran tidak sama persis dengan nilai resistansi ekuivalen yang diperoleh dari perhitungan, yaitu terdapat selisih sebesar 50 . Seharusnya Rek hasil pengukuran sama dengan Rek hasil perhitungan, dimana nilai resistansi ekuivalen suatu rangkaian seri selalu lebih besar daripada nilai resistansi masing-masing resistor yang terhubung seri tersebut.Adanya perbedaan atau selisih antara Rek hasil pengukuran dengan hasil perhitungan, kemungkinan disebabkan oleh beberapa faktor yaitu adanya kerusakan pada komponen yang diukur (resistor), kerusakan pada alat ukur (multimeter), atau kesalahan praktikan dalam menggunakan multimeter ketika megukur nilai resistansi masing-masing resistor ataupun nilai resistansi ekuivalen (Rek) pada rangkaian seri tersebut.Pada rangkaian seri juga terdapat persamaan Rek = Vtotal/I . Adapun untuk hasil perhitungannya adalah sebagai berikut.Rek = Vtotal/I = (4,75 volt)/(5 x 10 A) = 950 Nilai Rek hasil pengukuran, Rek hasil perhitungan, dan Rek yang diperoleh berdasarkan persamaan di atas tidak sama persis, yaitu terdapat selisih sebesar 50 . Adanya selisih tersebut, kemungkinan disebabkan oleh adanya beberapa faktor yang telah disebutkan sebelumnya.

BAB VPENUTUP

V.1 KESIMPULANAdapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini yaitu:Persamaan Va Vb = Vab = IR - terbukti benar, tetapi terdapat sedikit perbedaan antara hasil pengukuran dengan hasil perhitungan.Persamaan I = I1 + I2 + I3 terbukti benar, dimana jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan arus listrik yang keluar dari titik tersebut (Hukum Arus Kirchoff atau Hukum Kirchoff I). Jadi, hasil praktikum sesuai dengan teori.Nilai Rek hasil pengukuran, Rek hasil perhitungan, dan Rek yang diperoleh berdasarkan persamaan Rek = Vtotal/I tidak sama persis, yaitu terdapat selisih sebesar 50 . Jadi, terdapat sedikit perbedaan antara hasil praktikum dengan teori.

V.2 KRITIK DAN SARANV.2.1 Laboratorium Elektronika dan InstrumentasiKritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan instrumentasi, yaitu alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak, akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.

V.2.2. AsistenKritik dan saran untuk asisten, yaitu:asisten sebaiknya datang tepat waktu sama halnya dengan praktikan pada saat memasuki laboratorium sehingga dapat memberikan soal respon dan praktikum pun dapat segera dimulai,sikap asisten sudah cukup baik dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan tetapi perlu ditingkatkan lagi.

DAFTAR PUSTAKA

http://elekdasar.blogspot.com/2008/10/listrik.arus.searah.htmlhttp://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Pengenalan_Wajah_Komponen_ElektronikaTim Penyusun Fisika Dasar Universitas Hasanuddin Makassar. 2009. Fisika Dasar II. UPT-MKU Universitas Hasanuddin. Makassar.Diposkan17th December 2010olehAlfred Budiyono0Tambahkan komentar2. DEC9Diposkan9th December 2010olehAlfred Budiyono0Tambahkan komentar3. DEC9

Rangkaian Arus SearahLAPORAN PRAKTIKUMELEKTRONIKA FISIS DASAR I

PENDAHULUAN



I.3 TUJUANTujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah sebagai berikut.Mengukur beda potensial pada rangkaian listrik.Menerapkan Hukum Arus Kirchoff pada rangkaian listrik.Menganalisa rangkaian seri.BAB IITINJAUAN PUSTAKA





























BAB VPENUTUP




DAFTAR PUSTAKA

http://elekdasar.blogspot.com/2008/10/listrik.arus.searah.htmlhttp://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Pengenalan_Wajah_Komponen_ElektronikaTim Penyusun Fisika Dasar Universitas Hasanuddin Makassar. 2009. Fisika Dasar II. UPT-MKU Universitas Hasanuddin. Makassar.

LAPORAN PRAKTIKUMELEKTRONIKA FISIS DASAR I

Nama : Alfred BudionoNIM / Kelompok : H21109270 / 1VNama Asisten : MulawarmanJudul Praktikum : Rangkaian Arus Searah

JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN2010BAB IPENDAHULUAN



I.3 TUJUANTujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah sebagai berikut.Mengukur beda potensial pada rangkaian listrik.Menerapkan Hukum Arus Kirchoff pada rangkaian listrik.Menganalisa rangkaian seri.BAB IITINJAUAN PUSTAKA





























BAB VPENUTUP




DAFTAR PUSTAKA

http://elekdasar.blogspot.com/2008/10/listrik.arus.searah.htmlhttp://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Pengenalan_Wajah_Komponen_ElektronikaTim Penyusun Fisika Dasar Universitas Hasanuddin Makassar. 2009. Fisika Dasar II. UPT-MKU Universitas Hasanuddin. Makassar.Diposkan9th December 2010olehAlfred Budiyono0Tambahkan komentar4. DEC9

Rangkaian Arus Bolak-BalikLAPORAN PRAKTIKUMELEKTRONIKA FISIS DASAR I

I.1 LATAR BELAKANGPada tahun 1885, George Westinghouse membuat paten untuk listrik arus bolak-balik (AC= Alternating Current). Listrik AC dibuat dari generator AC, dan dapat di salurkan ke tempat yang jauh dengan lebih murah dan mudah untuk di sesuaikan. Karena kemudahan ini lah selanjutnya orang lebih suka menggunakan listrik AC.Sebagian besar penyaluran jarak jauh daya tegangan tinggi sekarang menggunakan arus bolak-balik. Arus bolak-balik memiliki keunggulan utama dalam hal energi yang dapat disalurkan dalam jarak jauh pada tegangan yang tinggi dan arus rendah untuk menghindari kerugian energi dalam bentuk kalor Joule. Arus tegangan yang tinggi ini kemudian dapat diubah, hampir tanpa kehilangan energi, ke tegangan yang lebih rendah atau lebih aman dan bersesuaian dengan ini ke arus yang lebih tinggi untuk penggunaan sehari-hari. Transformator yang melakukan perubahan tegangan dan arus ini bekerja berdasarkan induksi magnetik.Lebih dari 99 persen energi listrik yang digunakan sekarang dihasilkan oleh generator listrik dalam bentuk arus bolak-balik. Di Amerika Utara, daya dihantarkan oleh arus sinusoidal yang berfrekuensi 60 Hz. Piranti seperti radio, pesawat televisi, dan panggangan gelombang mikro mendeteksi atau membangkitkan arus bolak-balik dengan frekuensi yang jauh lebih tinggi. Walaupun generator ac didesain untuk membangkitkan ggl sinusoidal, arus dalam induktor, kapasitor, atau tahanan juga sinusoidal, sekalipun tidak sefase dengan ggl generator. Apabila ggl dan arus kedua sinusoidal nilai-nilai maksimumnya dapat dengan mudah dihubungkan. Pelajaran tentang arus sinusoidal ini penting karena arus yang tidak sinusoidal pun dapat dianalisis dalam bentuk komponen sinusoidal dengan menggunakan analisis Fourier.

I.2 RUANG LINGKUPPraktikum ini mengenai rangkaian arus bolak-balik, dimana ruang lingkupnya meliputi pengukuran nilai resistansi pada resistor berdasarkan warna-warna pada resistor tersebut, penentuan nilai kapasitor, pengukuran nilai induktor, penentuan nilai frekuensi, pembuatan rangkaian integrator, rangkaian differensiator, dan rangkaian RLC parallel, pengamatan sinyal output pada osiloskop jika rangkaian diberikan input dari sinyal generator.

I.3 TUJUANTujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah sebagai berikut.1. Mengetahui sifat dan karakteristik dari bentuk isyarat keluaran pada differensiator dan integrator bila diberi masukan berupa isyarat persegi.2. Mengukur tanggapan amplitudo dan tanggapan fasa dari suatu sumber AC tegangan dianggap tetap untuk tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi pada rangkaian RC ini.3. Mengukur tanggapan amplitudo rangkaian RLC parallel terhadap sumber AC sinus arus tetap.

I.4 WAKTU & TEMPAT PRAKTIKUMPraktikum Rangkaian Arus Bolak-Balik (Alternating Current) ini dilakukan pada hari Jumat, 8 Oktober 2010, pukul 8.30-10.30 WITA, di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.


II.1 PENGERTIAN ARUS BOLAK-BALIKArus bolak-balik (listrik AC = alternating current) adalah arus listrik dimana besar dan arah arusnya berubah-ubah secara bolak-balik. Arus bolak balik dihasilkan oleh generator yang menghasilkan tegangan bolak-balik dan biasanya dalam bentuk fungsi sinusoida (sinus atau cosinus) karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square wave).

II.2 ALAT UKUR ARUS BOLAK-BALIKII.2.1 OsiloskopUntuk mengamati langsung bentuk grafik arus dan tegangan bolak-balik kita gunakan sebuah osiloskop seperti tampak pada gambar. Dari gambar sinusoidal yang terlihat pada layar osiloskop, dapat ditentukan nilai maksimum dan nilai puncak ke puncak dari arus dan tegangan bolak-balik.Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar.Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang bisa digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran. Hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah:1. Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan). Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensi radio atau jala jala.2. Memastikan probe dalam keadaan baik.3. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop.

Gambar Panel osiloskopTombol-tombol yang terdapat di panel osiloskop antara lain :Focus : Digunakan untuk mengatur fokus.Intensity : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar.Trace rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar.Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar.Time/div : Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar.Position : Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol).AC/DC : Mengatur fungsi kapasitor kopling di terminal masukan osiloskop. Jika tombol pada posisi AC maka pada terminal masukan diberi kapasitor kopling sehingga hanya melewatkan komponen AC dari sinyal masukan. Namun jika tombol diletakkanpada posisi DC maka sinyal akan terukur dengan komponen DC-nya dikutsertakan.Ground : Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.Channel : Memilih saluran/kanal yang digunakan.

II.2.2 Signal GeneratorSignal generator adalah piranti pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa isyarat berbentuk sinusoida ataupun square yang dapat diatur frekuensinya.

Gambar signal generator

II.3 SUMBER ARUS BOLAK-BALIKSumber arus bolak balik adalah generator arus bolak balik. Generator arus bolak balik terdiri atas sebuah kumparan yang diputar dalam magnet. Gaya gerak listrik (GGL) yang dihasilkan oleh generator arus bolak balik berubah secara periodik menurut fungsi sinus dan kosinus. GGL sinusoida ini dihasilkan oleh sebuah kumparan yang berputar dengan laju sudut tetap. Tegangan yang dihasilkan berupa tegangan sinusoida dengan persamaan sebagai berikut: = NBA sin t atau = m sin tdimana N = jumlah lilitanB = besarnya induksi magneticA = luas kumparan = frekuensi sudut putaran kumparanAdapun besar arus listrik bolak-balik yaitu: = m sin tI . R = Im . R sin tI = Imaks sin tGenerator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnetik. Generator ini memperoleh energi mekanis dari prime mover atau penggerak mula. Prinsip kerja dari generator sesuai dengan hukum Lens, yaitu arus listrik yang diberikan pada stator akan menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor sehingga menimbulkan EMF pada kumparan rotor.Tegangan EMF ini akan menghasilkan suatu arus jangkar. Jadi diesel sebagai prime mover akan memutar rotor generator, kemudian rotor diberi eksitasi agar menimbulkan medan magnet yang berpotongan dengan konduktor pada stator dan menghasilkan tegangan pada stator. Karena terdapat dua kutub yang berbeda yaitu utara dan selatan, maka pada 90o pertama akan dihasilkan tegangan maksimum positif dan pada sudut 270o kedua akan dihasilkan tegangan maksimum negatif. Ini terjadi secara terus menerus/continue. Bentuk tegangan seperti ini lebih dikenal sebagai fungsi tegangan bolak-balik.

Generator arus bolak-balik sering disebut sebagai generator sinkron atau alternator. Generator arus bolak-balik memberikan hubungan yang sangat penting dalam proses perubahan energi dari batu bara, minyak, gas, atau uranium ke dalam bentuk yang bermanfaat untuk digunakan dalam industri atau rumah tangga. Dalam generator arus bolak-balik bertegangan rendah yang kecil, medan diletakan pada bagian yang berputar atau rotor dan lilitan jangkar pada bagian yang diam atau stator dari mesin.

II.4 RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK1) Rangkaian Hambatan Murni (Resistor)

Tegangan dan arus pada rangkaian hambatan murni yaitu:

2) Rangkaian Hambatan Induktif (Induktor)

Sebuah kumparan induktor mempunyai induktansi diri L dipasangkan tegangan bolak-balik V, maka pada ujung-ujung kumparan timbul GGL induksi yaitu:

Tegangan dan arus pada rangkaian hambatan induktif adalah:

Reaktansi induktif memiliki harga:

3) Rangkaian Hambatan Kapasitif (Kapasitor)

Sebuah kapasitor dengan kapasitas C dihubungkan dengan tegangan bolak-balik V, maka pada kapasitor itu menjadi bermuatan, sehingga pada plat-platnya mempunyai beda potensial sebesar:

Tegangan dan arus pada rangkaian hambatan kapasitif yaitu:

Reaktansi induktif memiliki harga:

4) Rangkaian Seri R-LHambatan seri R dan XL dihubungkan dengan tegangan bolak-balik V.VR = beda potensial antara ujung-ujung RVL = beda potensial antara ujung-ujung XLBesar tegangan total V ditulis secara vektor:

Hambatan R dan XL juga dijumlahkan secara vektor:Z = impedansi (Ohm)Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah:

5) Rangkaian Seri R-CHambatan seri R dan XC dihubungkan dengan tegangan bolak-balik V.VR = beda potensial antara ujung-ujung RVC = beda potensial antara ujung-ujung XCBesar tegangan total V ditulis secara vektor:

Hambatan R dan XC juga dijumlahkan secara vektor:Z = impedansi (Ohm)Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah:

6) Rangkaian Seri R-L-CHambatan seri R, XL dan XC dihubungkan dengan tegangan bolak-balik V.VR = beda potensial antara ujung-ujung RVC = beda potensial antara ujung-ujung XCVL = beda potensial antara ujung-ujung XLBesar tegangan total V ditulis secara vektor:

Hambatan R, XL dan XC juga dijumlahkan secara vektor:Z = impedansi (Ohm)Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah:

Beda fase Rangkaian R-L-C adalah:tan = VL - VC atau tan = XL - XCVR RAda tiga kemungkinan yang bersangkutan dengan rangkaian RLC seri yaitu:1. Bila XL>XC atau VL>VC, maka rangkaian bersifat induktif. tg positif, demikian juga positif. Ini berarti tegangan mendahului kuat arus.2. Bila XLT). Karena tegangan kapasitor besamya proportional dengan integral i v1 / R,v 2C i dt RCv1 dt

VS R C Vo

Gambar Rangkaian IntegratorII.4.2 Rangkaian DiferensiatorRangkaian RC pada gambar 1,dapat berfungsi sebagai rangkaian deferensiator, yaitu keluaran merupakan derivatif dari masukan. Untuk kasus masukan tegangan berupa gelombang kotak, tegangan keluaran proportional dengan proses pemuatan dan pelucutan sebagai reaksi dari tegangan undakan (step voltage). Dalam hal ini rangkaian RC berfungsi sebagai pengubah gelombang kotak menjadi bentuk rangkaian pulsa jika konstanta waktu RC berharga lebih kecil dibandingkan periode dari gelombang masukan.

V1 C R V2

Gambar Rangkaian Diferensiator

II. 5 TAPIS LOLOS RENDAH & TINGGIII.5.1 Tapis Lolos Rendah (Low Pass Filter)Tapis lolos rendah memberikan tegangan keluaran yang konstan hingga frekuensi sumbat tertentu (fc). Frekuensi sumbat (cut-off) fc juga disebut frekuensi 0,707, frekuensi -3dB, frekuensi sudut, atau frekuensi belok. Frekuensi-frekuensi di atas fc akan diredam (diperkecil). Kisar frekuensi di bawah fc disebut pass band, sedangkan frekuensi di atas fc disebut frekuensi stop band.II.5.2 Tapis Lolos Tinggi (High Pass Filter)Tapis lolos tinggi merupaka kebalikan fungsi dari tapis lolos bawah. Tapis lolos tinggi ini akan meredam semua frekuensi di bawah frekuensi sumbat fc dan melewatkan semua frekuensi di atas fc. Sebagaimana pada tapis lolos rendah, fc pada atpis lolos atas dalam persentasenya juga diambil pada 70,7 % tegangan keluaran maksimal tapis lolos atas dapat memiliki kemiringan yang berbeda, tergantung pada perancangan rangkaian.BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM

III.1 ALAT DAN BAHANIII.1.1 AlatAlat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.1. Papan rangkaian berfungsi sebagai tempat untuk membuat rangkaian.

2. Osiloskop berfungsi untuk mengukur dan menampilkan tegangan sinusoida, dan berbagai bentuk gelombang yang ditemukan dalam rangkaian yang dibuat.

3. Signal generator berfungsi sebagai piranti pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa gelombang berbentuk sinusoida, square, ataupun segitiga yang dapat diatur frekuensinya.

4. Kabel jumper berfungsi sebagai penghubung dalam suatu rangkaian.

III.1.2 BahanBahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.1. Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik.

2. Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk mengukur kapasitas arus yang mengalir dari rangkaian listrik.

3. Induktor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan arus listrik dalam bentuk induksi listrik.

III.2 PROSEDUR PRAKTIKUM

III.2.1 Rangkaian Integrator1. Mengukur terlebih dahulu nilai resitansi resistor yang akan digunakan berdasarkan cincin warna pada resistor tersebut.2. Menuliskan nilai kapasitansi kapasitor yang akan digunakan, dimana tertera pada kapasitor tersebut.3. Membuat rangkaian integrator seperti pada gambar berikut:

4. Menghidupkan osiloskop dan signal generator, kemudian mengkalibrasi alat tersebut.5. Membuat agar sinyal generator berupa sinusoidal 4 VPP.

6. Menghubungkan antara signal generator, osiloskop, dan rangkaian yang telah dibuat seperti pada gambar berikut:

7. Mengatur bentuk gelombang sinusoida pada signal generator.8. Menentukan frekuensi pada signal generator, yaitu sebesar 100 Hz, 200 Hz, 500 Hz, 1 kHz, dan 2 kHz.9. Mengamati bentuk isyarat keluaran dari rangkaian yang ditampilkan di layar osiloskop pada setiap frekuensi yang ditentukan.10. Mengambil gambar pada setiap signal keluaran yang tampak pada layar osiloskop.11. Mengatur bentuk gelombang square pada signal generator.12. Menentukan frekuensi pada signal generator, yaitu sebesar 10 kHz.13. Mengamati bentuk isyarat keluaran dari rangkaian yang ditampilkan di layar osiloskop.14. Mengambil gambar signal keluaran yang tampak pada layar osiloskop.

III.2.2 Rangkaian Diferensiator1. Mengukur terlebih dahulu nilai resitansi resistor yang akan digunakan berdasarkan cincin warna pada resistor tersebut.2. Menuliskan nilai kapasitansi kapasitor yang akan digunakan, dimana tertera pada kapasitor tersebut.

3. Membuat rangkaian diferensiator seperti pada gambar berikut:

4. Menghidupkan osiloskop dan signal generator, kemudian mengkalibrasi alat tersebut.5. Membuat agar signal generator berupa sinusoidal 4 VPP.6. Menghubungkan antara signal generator, osiloskop, dan rangkaian yang telah dibuat seperti pada gambar berikut:


III.2.3 Rangkaian RLC Paralel1. Mengukur induktansi dari inductor yang akan digunakan.2. Menbuat rangkaian RLC parallel seperti pada gambar berikut:

3. Menghidupkan osiloskop dan signal generator, kemudian mengkalibrasi alat tersebut.4. Membuat agar signal generator berupa sinusoidal 4 VPP.5. Menghubungkan antara signal generator, osiloskop, dan rangkaian yang telah dibuat seperti pada gambar berikut:



IV.1 HASILIV.1.1 Tabel Pengamatana. Rangkaian IntegratorResistor Kapasitor Data ke- FrekuensiSinusoida Square150 10-4 F 1 100 Hz 10 kHz2 200 Hz 3 500 Hz 4 1 kHz 5 2 kHz

b. Rangkaian DiferensiatorResistor Kapasitor Data ke- FrekuensiSinusoida Square150 10-4 F 1 100 Hz 10 kHz2 200 Hz 3 500 Hz 4 1 kHz 5 2 kHz

c. Rangkaian RLC ParalelResistor Kapasitor Induktor Data ke- FrekuensiSinusoida Square150 10-4 F 22 H 1 100 Hz 10 kHz2 200 Hz 3 500 Hz 4 1 kHz 5 2 kHz

IV.1.2 Gambar Signal Outputa. Rangkaian IntegratorGambar signal output yang tampil pada layar osiloskop untuk bentuk gelombang sinusoida yaitu: Data ke- 1

Data ke- 2

Data ke- 3

Data ke- 4

Data ke- 5

Gambar signal output yang tampil pada layar osiloskop untuk bentuk gelombang square, yaitu:

b. Rangkaian DiferensiatorGambar signal output yang tampil pada layar osiloskop untuk bentuk gelombang sinusoida yaitu: Data ke- 1

Data ke- 2

Data ke- 3

Data ke- 4

Data ke- 5


c. Rangkaian RLC ParalelGambar signal output yang tampil pada layar osiloskop untuk bentuk gelombang sinusoida yaitu: Data ke- 1

Data ke- 2

Data ke- 3

Data ke- 4

Data ke- 5


IV.2 PEMBAHASANRangkaian seri R dan C merupakan rangkaian yang banyak digunakan pada alat-alat elektronika. Rangkaian ini ada dua macam yaitu rangkaian seri R dan C integrator dan rangkaian seri R dan C diferensiator. Adapun dalam praktikum mengenai arus bolak-balik ini, yaitu membuat kedua rangkaian tersebut untuk melihat isyarat keluaran (signal output) yang tampil pada osiloskop dari masing-masing rangkaian dengan isyarat masukan berupa isyarat sinusoidal dan isyarat square serta diberikan frekuensi yang berasal dari signal generator. Untuk isyarat sinusoidal baik pada rangkaian integrator maupun diferensiator, masing-masing diberikan frekuensi yang nilainya semakin besar, yaitu 100 Hz, 200 Hz, 500 Hz, 1 kHz, dan 2 kHz. Sedangkan untuk isyarat square baik pada rangkaian integrator maupun diferensiator, masing-masing diberikan frekuensi yang nilainya sama besar, yaitu 10 kHz.Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, bentuk isyarat keluaran (signal output) yang dihasilkan dari rangkaian tersebut belum sesuai yang diinginkan, yaitu bentuk isyarat sinusoidal maupun isyarat square dari masing-masing rangkaian yang tampil pada osiloskop sangat sulit untuk dianalisa. Hal itu disebabkan oleh signal generator yang tidak berfungsi dengan baik (kemungkinan rusak) dan kabel penghubung dari signal generator dalam keadaan yang kurang baik juga (terkelupas). Oleh karena itu, signal output yang tampil pada osiloskop mengalami derau (noise). Jadi yang dapat disimpulkan hanyalah mengenai bentuk isyarat keluaran, yaitu baik pada rangkaian integrator ataupun diferensiator, keduanya sama-sama berupa bentuk isyarat sinusoidal (berasal dari isyarat masukan sinusoidal) dimana semakin besar frekuensi yang diberikan maka semakin rapat bentuk isyarat sinusoidalnya. Sedangkan untuk isyarat masukan square, isyarat keluarannya berupa isyarat square pula tetapi terlihat hampir seperti dua garis lurus.Pada rangkaian RLC parallel terdiri dari resistor, induktor, dan kapasitor yang disusun secara parallel. Sama halnya dengan rangkaian integrator dan diferensiator, bentuk isyarat keluaran (signal output) yang dihasilkan dari rangkaian RLC parallel sangat sulit untuk dianalisa dikarenakan hal yang sama. Frekuensi yang diberikan pada rangkaian RLC parallel juga sama besarnya dengan frekuensi yang diberikan pada rangkaian integrator dan diferensiator. Adapun yang dapat disimpulkan, yaitu bentuk isyarat keluaran dari isyarat masukan sinusoidal berupa isyarat sinusoidal pula, dimana bentuk isyarat sinusoidalnya semakin rapat ketika frekuensi yang diberikan semakin besar dan bentuk isyarat keluaran dari isyarat masukan square berupa insyarat square pula tetapi terlihat hampir seperti dua garis lurus yang berhimpit.

BAB VPENUTUP

V.1 KESIMPULANAdapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini yaitu:a. Pada rangkaian differensiator dan integrator bila diberi masukan berupa isyarat sinusoidal maka isyarat keluarannya berupa isyarat sinusoidal, sedangkan bila diberi masukan berupa isyarat square maka isyarat keluarannya berupa isyarat square pula.b. Bentuk isyarat sinusoidal pada rangkaian integrator (tapis lolos tinggi) dan rangkaian differensiator (tapis lolos rendah) semakin merapat ketika frekuensi yang diberikan semakin besar.c. Induktor pada rangkaian RLC sangat berpengaruh terhadap signal output yang tampil pada osiloskop.

V.2 KRITIK DAN SARANV.2.1 Laboratorium Elektronika dan InstrumentasiKritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan instrumentasi, yaitu:a. alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak, akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.b. alat yang tidak dapat berfungsi dengan baik, seperti osiloskop dan signal generator sebaiknya diperbaiki atau diganti.

V.2.2. AsistenKritik dan saran untuk asisten, yaitu:a. asisten sebaiknya datang tepat waktu sama halnya dengan praktikan pada saat memasuki laboratorium sehingga dapat memberikan soal respon dan praktikum pun dapat segera dimulai,b. sikap asisten sudah cukup baik dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan tetapi perlu ditingkatkan lagi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Arus Bolak Balik. http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_bolak-balik.Eka Sugandi, 2010. Rangkaian Arus Bolak Balik. http://www.google.com/.Tipler, Paul A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga. Erlangga. Jakarta.

Diposkan9th December 2010olehAlfred Budiyono0Tambahkan komentar5. DEC9

Komponen dan Alat Ukur ListrikBAB IPENDAHULUAN

I.1 LATAR BELAKANGElektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang Pdioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu atau teknik elektronika dan instrumentasi.Adapun di dalam dunia elektronika dikenal yang namanya komponen elektronika, dimana pada komponen elektronika tersebut memiliki karakteristik dan kegunaan yang berbeda dalam peralatan elektronik. Selain itu, setiap komponen elektronika memiliki besaran listrik masing-masing.Besaran listrik seperti kuat arus, tegangan, hambatan, daya, dan sebagainya yang terdapat pada komponen elektronika tidak dapat secara langsung ditangkap oleh panca indera. Oleh karena itu, diperlukan alat-alat ukur untuk mengukur besaran listrik tersebut, seperti amperemeter, voltmeter, ohm-meter, multimeter, osiloskop, dan sebagainya.

I.2 RUANG LINGKUPRuang lingkup pada praktikum ini meliputi pengukuran resistansi, kuat arus, dan tegangan pada resistor dengan menggunakan multimeter, penggunaan osiloskop dan signal generator untuk membuat gelombang sinusoida, gelombang square, dan gelombang segitiga, serta pengukuran arus dan tegangan pada waktu pengisian dan pengosongan kapasitor.I.3 TUJUAN PRAKTIKUMAdapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut.Mampu menggunakan alat-alat ukur seperti amperemeter, voltmeter, dan multimeter untuk mengukur besaran-besaran elektronik yang diperlukan.Mampu menggunakan osiloskop untuk berbagai pengukuran.Mampu menggunakan berbagai komponen listrik.Mengukur tegangan pada waktu pengisian dan pengosongan kapasitor.


II.1 KOMPONEN ELEKTRONIKAAda dua macam komponen elektronika, yaitu komponen pasif dan komponen aktif. Contoh komponen pasif adalah resistor, kapasitor, induktor, dan transformator. Transistor dan rangkaian terpadu merupakan dua contoh komponen aktif. Berikut penjelasan mengenai komponen pasif.

ResistorResistor merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik. Resistor dibuat dengan ukuran badan yang mencerminkan kemampuan terhadap daya lesap yang diterimanya jika dialiri listrik yng disebut dengan kemampuan daya listrik.Suatu resistor dengan hambatan R yang dialiri arus I akan menerima daya resap sebesar P =I2 R, Daya ini akan di naikkan suhu resiostor, dan jika melebihi kemampuan daya yang ditentukan dapat menyebabkan kerusakan yang permanen. Adapun simbol resistor atau tahanan listrik sebagai berikut:



KapasitorKapasistor merupakan alat untuk mengukur kapasitas arus yang mengalir dari rangkaian listrik. Kapasistor terbuat dari dua buah pelat konduktor yang dipisahkan oleh suatu lapisan isolator.Fungsi resistor untuk menyimpan arus atau tegangan listrik. Untuk arus DC kapasistor berfungsi sebagai isolator/ penahan arus listrik,sedangkan untuk AC berfungsi sebagai konduktor /melewatkan arus listrik. Dalam penerapan kapasistor digunakan sebagai fiter/penyaring,perata tegangan DC pada pengubah AC ke DC pembangkit gelombang AC atau oskalator.

Gambar simbol kapasitor

Gambar bentuk kapasitorBeberapa jenis kapasitor menurut bahan dielektiknya antara lain:1. Kapasitor elektrolit2. Kapasitor tantalum3. Kapasitor polyester film4. Kapasitor poliprolyene5. Kapasitor kertas6. Kapasitor mika7. Kapasitor keramik8. Kapasitor epoxy9. Kapasitor variabel

Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:a. mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan apabila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakanb. menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala elektronikc. memilih panjang gelombang pada radio penerimad. sebagai filter dalam catu daya (power supply).

II.2 ALAT UKUR ELEKTRONIKAUntuk mempelajari elektronika maka dibutuhkan alat-alat ukur elektronika untuk menganalisa besaran-besaran elektronika. Piranti dan alat ukur yang digunakan dalam praktikum-praktikum antara lain multimeter, osciloscope, dan signal generator. Di bawah ini penjelasan mengenai alat-alat yang disebutkan di atas.AmperemeterAmperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang ada dalam rangkaian tertutup. Amperemeter biasanya dipasang berderet dengan elemen listrik. Cara menggunakannya adalah dengan menyisipkan amperemeter secara langsung ke rangkaian.

Gambar amperemeter

Ohm-meterOhm-meter adalah alat pengukur hambatan listrik, yaitu daya untuk menahan mengalirnya arus listrik dalam suatu konduktor. Besarnya satuan hambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm-meter ini menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yang lewat pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan ke satuan ohm.

Gambar ohm-meter

VoltmeterMerupakan alat/perkakas untuk mengukur besar tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Alat ini terdiri dari tiga buah lempengan tembaga yang terpasang pada sebuah bakelite yang dirangkai dalam sebuah tabung kaca atau plastik. Lempengan luar berperan sebagai anoda sedangkan yang di tengah sebagai katoda. Umumnya tabung tersebut berukuran 15 x 10cm (tinggi x diameter).

Gambar voltmeter digital

MultimeterMultimeter juga disebut Avometer terdiri dari amperemeter, ohmmeter, dan voltmeter, bahkan ada pula yang dilengkapi dengan kemampuan mengukur dc transistor dan nilai kapasitansi. Satu hal yang penting yaitu batas ukur dari multimeter pada saat melakukan pengukuran.

Gambar multimeter digital

OsciloscopeOsciloscope adalah alat yang dapat mengukur besaran-besaran elektronika seperti tegangan AC ataupun DC, frekuensi suatu sumber tegangan AC dan beda fasa antara dua sumber tegangan yang berlainan, bahkan kita dapat melihat bentuk isyarat tegangan terhadap waktu. Pola-pola gelombangisyarat yang terlihat pada layer oscilloscope sebenarnya adalah tumbukan-tumbukan electron yang lepas dari sumber electron di dalam tabung dengan layer, yang diatur sedemikian rupa oleh medan-medan yang dihasilkan keeping-keping sejajar horizontal dan vertical. Keping-keping ini menimbulkan medan listrik yang besarnya tergantung pada tegangan inputnya, sehingga bila ada electron yang melewati diantara keduanya akan dibelokkan sesuai dengan besar tegangan inputnya sehingga pada layer akan terlihat pola-pola dari isyarat masukan.

Gambar osiloskop tampak depan

Signal GeneratorSignal generator adalah piranti pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa isyarat berbentuk sinusoida ataupun square yang dapat diatur frekuensinya.

Gambar signal generator


III.1 ALAT DAN BAHANIII.1.1 AlatAlat yang digunakan dalam praktikum ini yaitu:Papan PCBTempat memasang atau merangkai komponen elektronika.MultimeterAlat pengukur kuat arus, tegangan, dan resitansi.OsiloskopAlat untuk mengukur dan menampilkan tegangan searah, tegangan sinusoida, dan berbagai bentuk gelombang yang ditemukan dalam rangkaian elektronik.Signal generatorPiranti pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa gelombang berbentuk sinusoida, square, ataupun segitiga yang dapat diatur frekuensinya.Catu dayaAlat yang berfungsi sebagai power supply.

III.1.2 BahanBahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu:KapasitorKomponen elektronika pasif yang berfungsi untuk mengukur kapasitas arus yang mengalir dari rangkaian listrik.

ResistorKomponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik.InduktorKomponen elektronika pasif yang dapat menyimpan arus listrik dalam bentuk induksi listrik.DiodaKomponen elektronika aktif yang bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja.

III.2 Prosedur PraktikumIII.2.1 Alat Ukur dan Komponen PasifMenyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum.Memperhatikan penjelasan mengenai berbagai komponen oleh asisten.Memperhatikan keterangan dan demonstrasi penggunaan multimeter, osiloskop, dan signal generator oleh asisten.Mencatat kode warna pada setiap resistor dan mengukur nilai resistansinya dengan menggunakan multimeter.Mengkalibrasi osiloskop.Membuat gelombang sinusoida, gelombang square, dan gelombang segitiga di osiloskop dengan menggunakan signal generator dengan perincian sebagai berikut:2 Vpp, 1 KHz5 Vpp, 2 KHzMemasang resistor pada papan PCB.Mengukur kuat arus dan tegangan pada resistor tersebut dengan menggunakan multimeter dan menghubungkannya dengan catu daya, seperti pada gambar berikut:

R

Mencatat hasil pengukuran.Mengulangi prosedur nomor 7 - 9 dengan dua resistor lainya.III.2.2 Pengisian Muatan KapasitorRa bC1 C2

Gambar rangkaian pengisian muatan kapasitorMemasang resistor dan kapasitor pada papan PCB.Mengukur kuat arus dan tegangan dengan menggunakan multimeter, dimana terhubungkan dengan catu daya (menghubungkan a dan b).Mencatat hasil pengukuran.Setelah kapasitor terisi penuh, melepaskan hubungan dengan catu daya (melepaskan a dan b), lalu mengukur kembali tegangannya dengan menggunakan multimeter.Mencatat hasil pengukuran.

III.2.3 Pengosongan Muatan Kapasitor

a b Rc C1 C2

Gambar rangkaian pengosongan muatan kapasitorMemasang resistor dan kapasitor pada papan PCB.Mengukur tegangan dengan menggunakan multimeter, dimana terhubungkan dengan catu daya (menghubungkan a dan b).Mencatat hasil pengukuran.Setelah kapasitor terisi penuh, melepaskan hubungan dengan catu daya (melepaskan a dan b), lalu menghubungkan b dan c agar kapasitor membuang muatan melalui R.Mengukur kembali tegangannya dengan menggunakan multimeter.Mencatat hasil pengukuran.


IV. 1 HASILIV 1.1 Tabel dataResistorNo. Kode Warna ResistansiAB x 10C atau D (D atau E)% Resistansi PengukuranA B C D E1 Merah Hitam Coklat Emas - 200 5% 200 2 Biru Abu-abu Coklat Emas - 680 5% 650 3 Orange Hitam Coklat Emas - 300 5% 400 4 Coklat Hitam Merah Emas - 1000 5% 700 5 Merah Merah Hitam Hitam Coklat 220 1% 250

Arus dan TeganganNo. R (ohm) (volt) I (A) V (volt) P (watt)1 250 14 0,45 10 4,52 700 14 0.125 11 1,3753 400 14 - 10 -

Pengisian muatan kapasitorNo. Resistansi Kapasitansi I Vinput Voutput1 250 47 F 0,1 A 14 11 volt2 250 47 F - - 10 volt

Pengosongan muatan kapasitorNo. Resistansi Kapasitansi I Vinput Voutput1 250 47 F - 14 10 volt2 250 47 F - - 0 volt

IV.1.2 Pengolahan DataResistorR1 = 200 5%toleransi = 5/100 x 200 = 10 nilai resistansi min. = 200 - 10 = 190 nilai resistansi max. = 200 + 10 = 210 Jadi nilai resistansi R1 berada antara 190 s/d 210 .R2 = 680 5%toleransi = 5/100 x 680 = 34 nilai resistansi min. = 680 - 34 = 646 nilai resistansi max. = 680 + 34 = 714 Jadi nilai resistansi R2 berada antara 646 s/d 714 .R3 = 300 5 %toleransi = 5/100 x 300 = 15 nilai resistansi min. = 300 - 15 = 285 nilai resistansi max. = 300 + 15 = 315 Jadi nilai resistansi R3 berada antara 285 s/d 315 .R4 = 1000 5%toleransi = 5/100 x 1000 = 50 nilai resistansi min. = 1000 - 50 = 950 nilai resistansi max. = 1000 + 50 = 1050 Jadi nilai resistansi R3 berada antara 950 s/d 1050 .

R5 = 220 1%toleransi = 1/100 x 220 = 2,2 nilai resistansi min. = 220 2,2 = 217,8 nilai resistansi max. = 220 + 2,2 = 222,2 Jadi nilai resistansi R3 berada antara 217,8 s/d 222,2 .

Arus dan TeganganR = 250 P = V x I= 10 volt x 0,45 A= 4,5 wattR = 700 P = V x I= 11 volt x 0,125 A= 1,375 watt

IV.2 PEMBAHASANResistorPada R1 dan R2 diperoleh hasil perhitungan nilai resistansi sesuai dengan resistansi pengukuran, sedangkan pada R3 , R4 , dan R5 diperoleh hasil perhitungan nilai resistansi tidak sesuai dengan resistansi pengukuran. Adapun hal tersebut terjadi kemungkinan disebabkan oleh kerusakan pada R3 , R4 , dan R5 .

Arus dan TeganganKuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap detik melalui suatu penghantar, sedangkan tegangan listrik (kadang disebut sebagai voltase) adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik. Kedua besaran tersebut sangat berkaitan erat dengan nilai resistansi.Adapun hasil pengukuran arus dan tegangan pada resistor dengan menggunakan multimeter dan dihubungkan dengan catu daya sangat tidak sesuai dengan nilai resistansi pada resistor tersebut. Hal ini terjadi kemungkinan disebabkan oleh resistor yang rusak atau multimeter dalam keadaan rusak pula.

Pengisian Muatan KapasitorPada waktu rangkaian RC dihubungkan dengan catu daya (sumber tegangan) maka muatan listrik pada kapasitor tidak akan langsung terisi penuh, akan tetapi membutuhkan waktu untuk mencapai muatan listrik pada kapasitor tersebut penuh. Setelah muatan listrik penuh dan sumber tegangan dilepas maka muatan listrik pada kapasitor tidak akan langsung kosong, akan tetapi membutuhkan waktu untuk mencapai muatan listrik pada kapasitor kosong. Hal ini disebabkan oleh adanya resistor yang disusun seri dengan kapasitor baik pada rangkaian pengisian ataupun pelepasan, maka arus yang mengalir dari kapasitor akan semakin kecil sehingga muatan listrik yang ada pada kapasitor akan lebih lama habisnya.Oleh karena itu, ketika sumber tegangan dilepas dan rangkaian RC segera diukur kembali tegangannya dengan menggunakan multimeter maka masih diperoleh nilai tegangan sebesar 10 volt dari yang mulanya sebesar 11 volt pada waktu pengisian muatan.

Pengosongan Muatan KapasitorPada waktu kapasitor dihubungkan langsung dengan catu daya (sumber tegangan), maka muatan kapasitor akan terisi dengan cepat. Kemudian diukur tegangannya dengan menggunakan multimeter dan diperoleh nilai tegangan sebesar 10 volt. Setelah kapasitor terisi penuh, sumber tegangan dilepas dan rangkaian diubah menjadi rangkaian RC. Kemudian diukur kembali tegangannya dengan menggunakan multimeter dan diperoleh nilai tegangan sebesar 0 volt. Hal tersebut terjadi karena kapasitor membuang muatannya melalui R.

BAB VPENUTUP

V.1 KESIMPULANAdapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini yaitu:Multimeter berguna untuk mengukur kuat arus (amperemeter), tegangan (voltmeter), dan resistansi (ohm-meter).Osiloskop berguna untuk mengukur dan menampilkan tegangan searah ataupun tegangan sinusoida dan dapat dihubungkan dengan signal generator, dimana dapat diatur frekuensinya untuk menghasilkan berbagai bentuk gelombang seperti, gelombang sinusoida, square, dan segitiga.Resistor dan kapasitor merupakan komponen pasif, dimana dapat bekerja tanpa adanya catu daya. Resistor berguna untuk menghambat aliran listrik dan kapasitor untuk mendapatkan kapasitansi tertentu.Pengisian dan pengosongan muatan kapasitor dipengaruhi oleh susunan rangkaian kapasitor dengan resistor.


V.2.2. AsistenKritik dan saran untuk asisten, yaitu sikap asisten sudah cukup baik dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan tetapi perlu ditingkatkan lagi.

DAFTAR PUSTAKA

http://andi-iccank.com/2009/10/macam-macam-kapasitor.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Amperemeterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Komponen_elektronikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Multimeterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ohmmeterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Voltmeterhttp://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Pengenalan_Wajah_Komponen_ElektronikaDiposkan9th December 2010olehAlfred Budiyono0Tambahkan komentar6. DEC5

DIODA SEMIKONDUKTORBahan semipenghantar mempunyai sifat-sifat di antara bahan konduktor/penghantar dan isolator. Semipenghantar mempunyai sifat yang unik dalam menghantarkan atau mengalirkan arus listrik. Beberapa tipe semipenghantar pembawa arus listriknya bukan elektron-elektronnya melainkan hole (pembawa arus pada konduktor adalah elektron-elektron). Pada suhu yang tinggi semipenghantar membentuk pembawa (carrier) baru yang disebut pembawa minoritas (minority carrier).

Bahan penghantar/konduktor. Penghantar merupakan komponen yang fundamental dalam untai-untai elektronik. Karena penghantar mudah dalam menghantarkan arus listrik. Gambar 10 memperlihatkan seutas kawat tembaga yang tersusun atas elektron-elektron. Pada gambar tersebut hanya diperlihatkan bentuk sederhana dari atom tembaga. Oleh karena hanya diperlihatkan elektron orbit terluarnya. Elektron yang menempati orbit terluar disebut elektron valensi. Elektron valensi memegang peranan penting sebagai pembawa arus pada atom. Sungguhpun seutas kawat yang sangat kecil, akan mengandung berjuta-juta atom. Pada tiap-tiap atom tembaga mempunyai satu elektron valensi. Ikatan elektron valensi terhadap inti atom sangat lemah, sehingga sangat mudah bergerak.

Jika kedua ujung kawat diberi rangsangan berupa gaya elektromotif (tegangan listrik), elektron-elektron valensi akan menanggapi gaya tersebut dengan mulai berpindah kebagian ujung positif dari sumber tegangan. Oleh karena jumlah elektron sangat banyak dan mudah bergerak, sehingga arus listrik dengan mudah mengalir dari ujung positif ke ujung negatif sumber tegangan. Hal ini dapat dikatakan bahwa tembaga mempunyai resistansi yang rendah. Apabila bahan penghantar dipanasi maka elektron-elektron valensi akan menjadi lebih aktif dan menjauhi inti atomnya, sehingga gerakannya lebih cepat. Akibatnya elektron-elektron tersebut dapat saling bertabrakan.

Gambar 10. Struktur konduktor tembaga.

Tabrakan elektron-elektron tersebut menghambat aliran arus listrik, sehingga resistansinya menjadi bertambah. Gejala-gejala tersebut terjadi pada semua bahan penghantar. Bahan yang mempunyai sifat-sifat tersebut dapat dikatakan mempunyai koefisien suhu positif. Contoh bahan penghantar adalah : tembaga (Cu), perak (Ag), Emas (Au).

Bahan semipenghantar. Dalam mengalirkan arus bahan semipenghantar tidak semudah yang dilakukan oleh bahan penghantar. Pada suatu kondisi semipenghantar sangat jelek daya hantarnya (seperti halnya bahan isolator). Silikon adalah bahan semipenghantar yang sangat populer. Digunakan sebagai bahan dasar dioda, transistor, IC (Integrated Circuit) dan komponen-komponen modern lainnya. Gambar 18. memperlihatkan struktur atom silikon.

Berkas partikel pada pusat atom, tersusun atas proton-proton dan neutron-neutron. Berkas tersebut dinamakan inti atom.

Gambar 11. Struktur atom silikon.

Gambar 12. Struktur atom silikon yang disederhanakan.

Proton bermuatan po

Rangkaian Arus Searah

Documents

Transcript of Rangkaian Arus Searah