Rangkaian Lc Dan Resonansi

8/16/2019 Rangkaian Lc Dan Resonansi

http://slidepdf.com/reader/full/rangkaian-lc-dan-resonansi 1/14

PERCOBAAN 12

RANGKAIAN LC DAN RESONANSI

I. Tujuan

Mengetahui sifat dari rangkaian LC sebagai fungsi frekuensi.

II. Pengantar

Sifat dari kapasitor dan induktor telah dibahas pada percobaan sebelumnya.Ketika sebuah induktor dan kapasitor, bersama dengan resistor, dari rangkaian

RLC seperti yang ditunjukkan pada gambar 1 !1"a#, hubungan fase antara $ L dan$ C ditunjukkan pada gambar 1 !1"b#.

(a) %iagram rangkaian "b# &ubunganfase

Gambar 12-1 Rangkaian RLC seri

'mpedansi ( dari rangkaian di atas adalah

)ada persamaan di atas diasumsikan bah*a $ L lebih besar dari $ C. +ika tidak, itu bias menjadi "$ C!$ L#. %alam rangkaian LC, baik L atau C harus memiliki tandaminus. lasan untuk tanda minus adalah perbedaan fase antara L dan C sebesar 1- derajat.

Contoh /

)ada gambar 1 !1, R 0 ohm, $ L 0 1 ohm dan $ C 0 2 ohm.



+ika $ L 0 $ C ,kemudian ( 0 ohm yang sama seperti R , $ L dan $ C membatalkansatu sama lain. Ketika R, L dan C terhubung secara paralel, karakteristik rangkaian dapat dilihat pada gambar 1 ! .

"a# Rangkaian "b# %iagram )hase

Gambar 12-2 Rangkaianparalel RLC

'mpedans irangkaian adalah

Ketika ' L 0 ' C , arus benar!benar membatalkan satu sama lain dan ' 3 0' R .

Catatan :

Resistor R pada rangkaian dapat menjadi sebuah resistor eksternal atau kerugiankomponen pada L dan C. &al ini berarti R mengalami kerugian komponen dari Ldan C, sehingga besar nilai R menjadi sangat tinggi. &al ini berarti ketika ' L 0 ' C

"$ L 0 $ C# arus yang diberi dari sumber terlalu kecil. Keadaan seperti ini disebutresonansi LC paralel dan frekuensinya disebut frekuensi resonansi.

Sejauh ini secara ringkas dapat dikelompokkan menjadi / impedansi rangkaian LCseri bersifat minimum ketika $ L 0 $ C. impedansi rangkaian LC paralel bersifatmaksimum ketika $ L 0 $ C. Rangkaian RLC seri dan respon frekuensi dapat dilihat

pada gambar 1 ! .



"a# Rangkaian "b# Respon 4rekuensi

Gambar 12- Rangkaian RLC seri

)ada gambar 1 ! "b# .jelas bah*a besarnya arus yang maksimum pada frekuensiresonansi 4o karena ini adalah di mana $ L dan $ C membatalkan satu sama lain.5leh karena itu, R menjadi impedansi rangkaian dan ' 5 06 7 ( 0 6 7 R.Meningkatnya frekuensi atau penurunannya berpusat di sekitar 4o, arus rangkaian

ber8ariasi dengan cepat. Rasio antara 4o dan band*idth yang secara grafisdidefinisikan dalam gambar, disebut ! pada rangkaian. )ada gambar, 9digunakan untuk me*akili selekti8itas frekuensi dari rangkaian. 5leh karena itu /

9 0 4o 7 :* atau 9 0 $ L 7 R

"a# Rangkaian "b# Karakteristik 4rekuensi

Gambar 12-" Rangkaian RLC paralel



;5! - LC R ;<K ' ; RLC % ; R6S5; ;S'

Gambar 12-# )ercobaan rangkaian LC board ;5! - dan resonansi

Rangkaian RLC paralel ditunjukkan pada gambar 1 !=. 3erlihat bah*a susunan paralel memberikan karakteristik yang berbeda.

Catatan pada gambar arus rangkaian diminimalkan pada 4o, karena pada frekuensi

ini, ' L > ' C0

! dari rangkaian RLC paralel " rangkaian # dapat didefinisikan dengan cara yangsama

9 0 4 7 : ? atau 9 0 ( 3 ;K 7 $ L

III. Pera$atan %ang &'butu()an



∗ :oard mount :R!∗ :oard ;5! @ "LC C'RCA'3 and R6S5; ;C6#∗ <enerator fungsi∗ Multimeter digital∗ 5siloskop∗ Kabel koneksi

I*. Lang)a( )erja

1. )asang board ;5! @ ke board mount

Gambar 12-+ %iagram pengukuran dari percobaan rangkaian RLC

Per, baan rang)a'an RLC er' :

. Mengacu pada gambar 1 !B dan 1 ! , hubungkan keluaran "output# darigenerator fungsi ke terminal dimana semua keluaran itu diindikasikandengan DfE di sisi kiri ba*ah dari papan. tur generator fungsi menjadigelombang sinus KhF dan Gp!p. +uga hubungkan C&!1 dan C&!dari osiloskop ke papan.



. tur osiloskop sehingga di sekitar siklus sinyal KhF terlihat di layar osiloskop. +uga pastikan channel inputan semua diatur untuk dikalibrasi

dan osiloskop disesuaikan untuk mengukur fase input.

Catatan /

Melihat tampilan di layar berada pada titik puncak ke puncak, sedangkan8oltmeter membaca nilai RMS

=. Akur tegangan di R d dan tentukan arus '. +uga ukur tegangan melintasi a!c"6a!c#. &itung impedansi yang mele*ati a!c.

Catatan /

'mpedansi di a!c 0 tegangan 6a!c 7 '. +ika ' berada di RMS maka tegangan harusdi RMS

B. :andingkan tegangan 6a!c dari ke = langkah diatas dengan nilai yangdihitung berdasarkan rumus berikut /6a!c 0 6 L!6 C

Catatan /

Gambar 12-/ ' 8s. 4 grafik rangkaian RLC seri



Gambar 12- )erangkat untuk pengukuran resonansi paralel " #

2. Kembali pada rangkaian gambar 1 !- dan ulangi langkah nomor .

Kara)ter' t') Im e&an ' &an 3re)uen ' a&a rang)a'an LC R

1 . Membuat koneksi per gambar 1 !1 dengan garis 8ariasikan frekuensigenerator fungsi dan mencari frekuensi resonansi G . &itung resonansi "9#

impedansi "(# dari rangkaian tangki. )astikan output dari generator dengankompensasi untuk mempertahankan keluaran konstan. 4rekuensi diperolehdari hubungan berikut.

Sehingga

11. Membuat koneksi per gambar 1 !1 dengan garis putus!putus. Rangkaianekui8alen ditunjukan pada gambar 1 !11. Cari frekuensi resonansi K danimpedansi paralel. Cari nilai resonansi "9#



Gambar 12-14 )engaturan untuk pengukuran rangkaian LCR

R 0 &ambatan resistansi %C

Gambar 12-11 Rangkaian ekui8alen pada langkah 11



rus pada rangkaian, ketika tegangan puncak pada resistor 1 I adalah sebagai berikut /

1 . %engan cara yang sama seperti di atas, tentukan arus pada rangkaian ' denganfrekuensi dari B K&F sampai B K&F dengan kenaikan K&F.<ambarlah sebuah grafik dari 4 8s. '. Alangi prosedur dengan menambahkantahanan 1 K I dan 1 K I pada saat dipasang paralel menjadi rangkaian

penuh. Saat keadaan manakah yang memberikan harga 9 lebih tinggi J

1 . <unakan elemen rangkaian pada gambar pada sisi kanan, hubungkanrangkaian!rangkaian pada gambar 1 !1 dan 1 !1 . :uatlah sebuah kur8ayang menunjukkan perbandingan 4 /6o.

Gambar 12-12 . Karakteristik Lo* )ass 4ilter

1=. :andingkan hasil dari langkah di atas dengan percobaan yang telah dilakukan pada langkah 1 )ercobaan @ "L)4# dan pada langkah 11 )ercobaan "&)4#. pa perbedaannya J



Catatan :

4ilter! filter terdiri dari R dan L atau R dan C yang memiliki efek pertama.Ketika frekuensi ganda " 1 oktaf#, terjadi perubahan pada output "keluarannya#dengan faktor atau . ;amun, filter LC memiliki efek urutan kedua. Ketikaterjadi perubahan frekuensi maka faktornya berupa , perubahan outputnya adalah

berupa = atau . 6fek kedua yang terjadi pada filter LC dapat ditunjukkandengan tingkat kemiringan yang lebih curam pada kur8a.

Gambar 12-1 . Karakteristik &igh )ass 4ilter

Rang)uman

1. 'mpedansi dari rangkaian LC adalah bernilai minimum ketika terjadiresonansi pada rangkaian. )ada kenyataannya, impedansi dari rangkaian paralel LC adalah bernilai maksimum ketika terjadi resonansi padarangkaian tersebut. )ada kedua kasus tersebut, diperlukan besar $ L 0 $ C

agar bias terjadi resonansi. 4rekuensi resonansi dapat ditemukan dari persamaan /

. Ketika frekuensi lebih rendah dari frekuensi resonansi "4r# maka terjadiresonansi pada rangkaian LC, dimana $ C lebih besar dari $ L dan rangkaian

ini terjadi resonansi yang bersifat kapasitif. Ketika frekuensi lebih tinggifrekuensi resonansi "fr#, maka $ L lebih besar dari $ C, dan secarakeseluruhan impedansi dari rangkaian adalah bersifat induktif.:erikut adalah hubungan antara $ C dan $ L yang ditunjukkan pada gambar di ba*ah ini /



Capati8e reactance "reaktansi kapasitif#'nducti8e reactance "reaktansi induktif#

Sifat pada gambar di atas menunjukkan bah*a resonansi pada rangkaiandapat dibuktikan pada gambar 1 !2 dan mengubah fungsi frekuensigenerator dari sampai 1 K&F. 3egangan pada 6 L dan 6 C dapatdiamati pada 5siloskop sebagai fungsi frekuensi.

. )ada rangkaian resonan LC paralel, energy dibebankan ke tangki berisolasi secara bolak!balik antara L dan C. Seperti halnya, sejumlahenergy kecil yang melalui resistansi %C dari L dan kerugian dielektrik diC pada setiap siklus. :erikut adalah ilustrasi yang terdapat pada gambar di.ba*ah ini/

rus beban emf yang berla*anan dari L

Resistansi %C dariL

rus yang keluar dari

CRugi!rugi dielektrik



a# Rugi!rugi unsure pada resonansi LC

<elombang arus beban dilepaskan

b# &ilangnya arus akibat rugi!rugi pada komponen

=. :erdasarkan gambar, 9 pada resonan rangkaian RLC seri dapatdirumuskan 9 0 $ L 7 R, atau 9 0 6 C 7 6L atau 9 0 6 L 7 6' . %engan katalain, tegangan pada $ C atau $ L diperkuat oleh adanya faktor 9.

B. Resonan pada rangkain paralel, 9 0 ( 3ank 7 $ L , atau 9 0 ' L 7 'Sumber atau 9 0' C 7 'Sumber . %engan kata lain, arus pada rangkaian diperkuat oleh adanyafaktor 9.



. Menggunakan sifat frekuensi dari resonan rangkaian LC, rangkaian yangdihubungkan atau filter rangkaian yang dapat dimodelkan. %ua tipe filter ini adalah / Lo* pass dan high pass filter.

Rangkaian Lc Dan Resonansi

Documents

Transcript of Rangkaian Lc Dan Resonansi