Rangkaian Seri RLC Arus Bolak-Balik

1. Tujuan

Menentukan karakteristik lampu pijar, menera skala variabel induktor, dan

menentukan frekuensi resonansi dari rangkaian resistor (R), kapasitor (C), dan induktor (L)

secara seri dengan arus bolak-balik.

2. Teori Singkat

Gambar 2.1 Rangkaian seri RLC

Hambatan reaktansi induktif dan kapasitif pada umumnya terdapat dalam rangkaian

listrik bolak-balik. Rangkaian RLC dirangkai seri dan dihubungkan dengan sumber

tegangan bolak-balik. Jika frekuensi gelombang pada sumber tidak sangat tinggi, maka

arus sesaat akan sama dengan harganya. Hal ini juga dapat dipengaruhi oleh impedansi

rangkaian seri dan frekuensi dari tegangan AC. Besarnya impedansi dapat dinyatakan

dalam persamaan sebagai berikut :

z=√R2+(ωL− 1ωC )

2

2.1

Dalam percobaan ini lampu pijar berlaku sebagai resistor, yang besar hambatannya

berubah sesuai perubahan arus. Induktor dapat divariasi besarnya, sehingga untuk harga

tertentu dari induktor dapat dipenuhi.

ωL− 1ωC

=0 2.2

ωL= 1ωC

ω= 1

√LC

f= 1

2π √LC2.3

dengan f adalah frekuensi resonansi dari rangkaian RLC. Pada saat terjadi resonansi, maka

arus maksimum dan tegangan antara induktor dan kapasitor minimum. Ini dapat diamati

dengan memasang voltmeter paralel dengan induktor dan kapasitor, serta ampermeter seri

dengan seluruh rangkaian.

3. Percobaan Pengukuran

3.1 Peralatan

a. Power Supply AC

b. Lampu pijar 25 W/220 V

c. Induktor variable dengan skala 1 – 9 cm

d. Kapasitor 4 µF

e. Miliampermeter AC dan Multitester.

f. Power Supply DC

3.2 Cara Kerja

3.2.a Menentukan Karakteristik lampu pijar

Gambar 3.1 Rangkaian lampu

- Ssusunlah rangkaian diatas.

- Pertama hubungkan dengan sumber tegangan AC, kemudian DC.

- Perhatikan batas ukur meter untuk tegangan AC dan DC.

- Amati dan catat pengukuran Voltmeter dan Ampermeter.

VAC (volt) AAC (amper) ADC (amper)

5

10

15

…

100

3.2.b Menera skala variabel induktor

Gambar 3.2 Rangkaian seri RL

- Susunlah rangkaian diatas.

- Atur tegangan variabel untuk mendapatkan tegangan 100 V

- Atur skala inductor variabel, catat pengukuran Voltmeter dan Ampermeter

dalam table berikut :

Skala Induktor (cm) Arus (A) V lampu (volt) VL (volt)

1

1.5

2

2,5

…

8

8,5

9

a. Lukislah grafik hubungan antara besarnya induktansi dengan skala pada

induktansi variabel, dengan mengambil skala pada induktans sebagai

absis dan besarnya induktans sebagai ordinat.

b. Bagaimanakah bentuk dari grafik tersebut ? Beri analisanya !

3.2.c Menentukan frekuensi dari rangkaian seri Arus AC

Gambar 3.3 Rangkaian seri RLC

- Susunlah rangkaian di atas.

- Atur sumber tegangan AC pada 100 volt.

- Atur skala inductor variabel, catat pembacaan voltmeter dan ampermeter

sepanjang inductor dan kapasitor.

Skala (cm) Arus (A) VL-C (V)

1

1,25

1,5

…

9

4. Pertanyaan laporan

a. Lukislah grafik antara induktans dan beda tegangan antara induktans dan

kapasitor dengan mengambil induktans sebagai absis dan tegangan sebagai

ordinat.

b. Hitunglah frekuensi resonansi dari grafik ini.

c. Selidikilah apakah pembacaan ampermeter maximum dan voltmeter minimum

terjadi pada saat yang sama ?