LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I"RANGKAIAN THEVENIN-NORTHON"

SUTRISNO ULPI ANRIANI RISKA TRISNAWATI

PENDIDIKAN FISIKAFAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN

UIN ALAUDDIN MAKASSAR2012/2013

KELOMPOK VII (tujuh) NURHADI KUSUMA HASAN KASMAWATI MUSFIRA IKA ANDRIANI

ANDI ILHAM BADAWI ANNISWATI HASNIDAR AYU LESTARI

Latar Belakang

Tujuan percobaan

Rumusan Masalah

Kajiann Pustaka

Alat dan Bahan

Prosedor Kerja

Hasil Percobaan

Pembahasan

Penutup

Latar belakangJika kita berbicara tentang rangkaian elektronika, maka kita tidak lepas kaitannya dengan berbagai jenis rangkaian elektronika, mulai dari rangkaian elektronika yang kompleks hingga rangkaian yang lebih sederhana.

Pengertian hambatan setara tidak hanya digunakan pada dua hambatan paralel saja, akan tetapi untuk segala macam hubungan antara beberapa buah hambatan. Dengan menggunakan rangkaian setara, kita dapat membahas perilaku suatu alat elektronika berdasarkan pengukuran pada keluaran tanpa mengetahui rangkaian di dalamnya.

Khusus untuk menyederhanakan suatu rangkaian dari rangkaian yang rumit menjadi rangkaian yang lebih sederhana, maka ada dua rangkaian yang sering digunakan yaitu rangkaian setara Thevenin-Northon. Untuk lebih memahami kedua rangkaian ini, maka dilakukanlah percobaan yang berjudul Rangkaian Setara Thevenin_Northon Back

Tujuan PercoaanAdapun tujuan dari percobaan ini yaitu

untuk memahami dan menerapkan rangkaian setara Thevenin-Northon

Back

RANGKAIAN EKIVALEN (SETARA)Dengan menggunakan rangkaian setara, kita dapat melakukan pengukuran pada masukan dan keluaran suatu piranti elektronik tanpa mengetahui rangkaian di dalamnya. Ada dua macam rangkaian setara yang lazim digunakan orang didalam suatu rangkaian elektronika, yakni rangkaian setara Thevenin dan rangkaian setara Northon. Dua buah hambatan R1 dan R2 yang disusun secara parallel, dapat digantikan dengan sebuah resistor bernilai R3 = . Hambatan R3 ini disebut sebagai hambatan setara dari R1 dan R2 dan biasa ditulis sebagai R1//R2 (R1 paralel R2).

Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari percobaan ini yaitu bagaimana

mahasiswa memahami dan menerapkan rangkaian setara Thevenin-Northon

Back

Hambatan setara tidak hanya digunakan untuk dua hambatan parallel saja, akan tetapi untuk segala macam hubungan antara beberapa buah hambatan.Dalam hal suatu rangkaian listrik yang mengandung sumber tegangan atau sumber arus, atau kedua-duanya, serta mengandung hambatan, kapasitor, dioda, transistor, transformator, dan sebagainya, dapat digunakan rangkaian setara.

Ada dua bentuk dasar rangkaian setara, yakni rangkaian setara Thevenin dan rangkaian setara Northon. Rangkaian setara Thevenin menggunakan sumber tegangan tetap, yakni suatu sumber tegangan ideal dengan tegangan keluaran yang tak berubah, berapapun besarnya arus yang diambil darinya. Rangkaian setara Northon menggunakan sumber arus tetap, yang dapat menghasilkan arus tetap, berapapun besar hambatan yang dipasang pada keluarannya.Dengan menggunakan rangkaian setara, kita dapat membahas perilaku suatu alat elektronika berdasarkan pengukuran pada keluaran tanpa mengetahui rangkaian di dalamnya.

RANGKAIAN THEVENIN1. Teorema TheveninM.L. Thevenin telah membuat suatu lompatan kemajuan ketika Ia menemukan sebuah teorema rangkaian yang setara yang disebut sebagai teorema Thevenin. Sebuah teorema merupakan pernyataan yang dapat kita buktikan secara matematis. Karena itulah, teorema bukan merupakan suatu defenisi atau hukum. Dengan alasan itu, kita mengklasifikasikan teorema sebagai suatu penurunan.

Untuk menghitung arus hambatan pada setiap nilai dari tahanan R1, yaitu dengan mengkombinasikan secara seri dan paralel tahanan-tahanan tersebut untuk mendapatkan tahanan total yang durasakan oleh sumber tegangan. Kemudian untuk menghitung arus total dan bekerja kembali kearah beban, yaitu dengan membagi-bagi arus hingga akhirnya diperoleh arus beban. Selain itu, kita juga dapat menyelesaikan hal tersebut dengan persamaan simultan dari loop-loop Kirchoff.

Thevenin menemukan bahwa setiap rangkaian yang mempunyai loop ganda dapat disederhanakan menjadi sebuah rangkaian yang hanya terdiri dari loop. Rangkaian bagaimana pun rumitnya selalu dapat disederhanakan menjadi rangkaian loop tunggal. Itulah sebabnya mengapa para insinyur dan teknisi yang berpengalaman sangat menggemari teorema Thevenin karena dapat menyederhanakan sebuah rangkaian yangbesar serta penuh komplikasi menjadi sebuah rangkaian loop tunggal yang dapat dengan mudah diselesaikan.

Teorema Thevenin merupakan suatu cara yang paling efisien untuk menyelesaikan rangkaian-rangkaian yang sangat rumit menjadi rangkaian yang kompleks. Dengan kata lain untuk menyederhanakan suatu rangkaian loop ganda dengan sebuah tahanan beban menjadi sebuah rangkaian pengganti loop tunggal dengan tahanan beban yang sama. Pada rangkaian hevenin, tahanan beban merasakan sebuah tahanan sumber yang terhubung seri dengan sebuah sumber tegangan.

Teorema Thevenin merupakan alat bantu aplikatif dalam dunia elektronika. Teorema ini tidak hanya menyederhanakan perhitungan, tetapi juga memungkinkan kita untuk menjelaskan operasi rangkaian yang tidak mampu dijelaskan hanya dengan menggunakan persamaan Kirchoff.

2. Tegangan TheveninTegangan Thevenin merupakan tegangan yang tampak pada terminal-terminal beban bila tahanan beban dilepaskan. Maka dari itu, tegangan Thevenin acapkali disebut tegangan rangkaian terbuka atau tegangan beban terbuka (open). Selain itu, tegangan Thevenin didefenisiskan sebagai tegangaan yang melewati terminal beban saat hambatan beban terbuka. Defenisinya:ETh = Eoc dengan Eoc merupakan singkatan dari open circuit voltage.

3. Tahanan TheveninTahanan Thevenin adalah tahanan yang diukur pada terminal-terminal beban ke arah sumber, bila semua sumber yang ada dihilangkan. Ini berarti bahwa kita harus menggantikan setiap sumber tegangan dengan hubungan singkat dan setiap sumber arus dengan hubungan terbuka.Rangkaian setara Thevenin yang merupakan penjelmaan dari Thevenin, menyatakan setiap rangkaian dengan dua ujung atau gerbang tunggal dapat digantikan dengan suatu sumber tegangan tetap atau suatu gaya gerak listrik (ggl) dan suatu hambatan seri dengan ggl tersebut.

Jika kedua ujung membentuk gerbang keluaran, hambatan setara RTh disebut hambatan keluaran dan dinyatakan dengan Ro, sebaliknya bila kedua terminal membentuk gerbang masukan maka RTh disebut hambatan masukan, dinyatakan dengan Rn, ini ditunjukkan pada gambar berikut: Gerbang GerbangMasukan Keluaran Gambar 2.1: Rangkaian Setara untuk Rangkaian dengan Dua Gerbang

Adapun rangkaian yang terdapat dalam teorema Thevenin yaitu sebagai berikut:

Gambar 2.2: (a) Rangkaian setara Norton (B) Rangkaian setara Thevenin

RANGKAIAN NORTHON1. Teorema NortonTeorema Norton hanya membutuhkan beberapa menit untuk dapat dipahami sebab dia hanya erat hubungannya dengan teorema Thevenin. Bila diberikan rangkaian Thevenin, maka teorema Norton mengatakan bahwa kita dapat menggantikannya dengan rangkaian Norton. Rangkaian pengganti Norton mempunyai sumber arus ideal yang dihubungkan paralel dengan sebuah tahanan sumber, yang memberikan sumber arus tersebut memberikan arus yang konstan sebesar, perlu diperhatikan bahwa tahanan sumber mempunyai nilai yang sama dengan tahanan Thevenin.

Back

Alat dan BahanAdapun Alat dan Bahan pada percobaan ini yaitu sebagai berikut: Alat• Power Supply 1 buah• Multimeter 2 buah• Kabel Penghubung 10 buah

Komponen - Potensiometer 1K ohm 1 buah - Resistor 56 ohm 1 buah - Resistor 220 ohm 1 buah - Resistor 82 ohm 1 buah - Resistor 50 ohm 1 buah

Back

Prosedur KerjaAdapun prosedur kerja dari percobaan ini adalah sebagai berikut:- Mencatat nilai masing-masing komponen yang digunakan- Membuat rangkaian seperti gambar berikut:

Gambar 3.1: Rangkaian untuk mengukur tegangan dan hambatan Thevenin dan arus Norton.

- Mengukur tegangan sumber.- Menentukan Eth atau Vab pada R4.- Mengukur hambatan ekivalen (Rth) dengan cara menghubung singkat sumber tegangan.- Mengukur arus In dengan cara menghubung singkat keluaran sehuingga R4 tidak berfungsi dan dapat diabaikan.- Mengukur tegangan pada Rheostat (Vl) dan arus yang melewati Rheostat (Il) dengan menggunakan multimeter.- Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.

back

HASIL DAN PEMBAHASAN

KegiatanI: Sebelum posisi lilitan dibalik (Trafo Step-up)Tabel 4.1: Menentukan Eth, Rth, dan In.

R1 = 56 ohm R3 = 82 ohm RL = 100 ohmR2 = 220 ohm R4 = 50 ohmNO Vs(V) ETH(V) IN (mA) RTh (kΩ) VAB (V) IL (mA)

1

5,14 2,60 37,3 68

1,22 19,4

2 1,23 19,3

3 1,24 19,1

4 1,25 19,0

5 1,26 18,8

6 1,29 18,3

Analisis Data Menghitung Rth Rth = (R1//R2)+R3//R4 = (56//220)+82//50 = (44,6+82)//50 = 126,6 // 50 = 126,6 x 50 126,6 + 50 = 6330 176,6 = 35,8 Ω

Menghitung Tegangan Thevenin (ETh) ETh= I2 . R4

Loop I Vs = I1 (R1 + R2) - (I2 . R2) …. (1.1) Loop II 0 = I2 (R2 + R3 + R4) - (I1 . R2)

I1 = …. (1.2)

Persamaan (1.2) disubstitusi ke dalam persamaan (1.1)

Vs =

Vs =

Vs. R2 = 2

I2 = I2 =

=

=

I2 = 0,02 A

Maka, ETh = I2 . R4

= 0,02 x 50 = 1 Volt.

Menghitung Arus Northon (IN)

IN = =

= 0,0279 A IN = 27,9 mA

Analisis Grafik

1.21 1.22 1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1.317.5

1818.5

1919.5f(x) = − 15.9459459459459 x + 38.8891891891892R² = 0.994514599165762

Grafik 1: Hubungan antara IL dan VL

VL (V)

IL (A)

Syarat x = Eth jika y = 0 x (v) = Eth jika y = 0 y =-15,94x + 38,88 0 =-15,94x + 38,88 15,94x = 38,88

x = x = Eth = 2,43 Volt

Syarat y = IN jika x = o y = -15,94x + 38,88 y = (-15,94)(0) + 38,88 y = 0 + 38,88 y = 38,88 mA IN = 0,0388 A

IN = 0,04 ARTh = Eth/IN

= 2,43/0,04 = 60,7 Ω

Back

PembahasanBerdasarkan percobaan yang telah dilakukan,

maka dibuatlah pembahasan sebagai berikut:Tabel 4.3: Perbandingan antara ETh, RTh, dan IN berdasarkan percobaan, perhitungan, dan grafik,

Hasil Percobaan Hasil Analisis Data Hasil Analisis Grafik

Rth Eth In Rth Eth In Rth Eth In

68Ω 2,60 v

0,03 A

35,8Ω 1 v 0,02 A 60,7Ω

2,43 v

0,04 A

Dari tabel di atas dapat kita ketahui bahwa, berdasarkan percobaan diperoleh nilai ETh 2,60 Volt. Kemudian berdasarkan perhitungan diperoleh 1 Volt, dan berdasarkan grafik diperoleh 2,43 Volt dengan tegangan sumber 5,14 Volt. Untuk nilai RTh berdasarkan percobaan diperoleh nilai 68Ω, sedangkan berdasarkan perhitungan diperoleh nilai 35,8Ω. Dan berdasarkan grafik yaitu 60,7Ω.Sedangkan untuk nilai IN pada kegiatan ini, berdasarkan percobaan yaitu 0,03 A, berdasarkan perhitungan yaitu 0,02 A, dan berdasarkan grafik 0,04A.

Hasil yang diperoleh dalam percobaan ini ada ketidak sesuaian antara hasil pengukuran dengan hasil analisis data serta dengan analisis grafik. Hal yang terkadang menyebabkan hasil percobaan yang tidak sesuai dengan teoritasnya adalah karena dalam melakukan percobaan sering terjadi kesalahan oleh pengamat dalam melakukan percobaan dan pembacaan pada alat ukur digital yang nilainya selalu berubah-ubah serta penggunaan potensiometer yang memiliki nilai resistansi yang sangat besar sehingga kecenderungan arus mengalir ke resistor dibandingkan ke potensiometer. Manakala data yang diperoleh dalam percobaan tersebut mendekati teori dapat disimpulkan bahwa percobaan yang dilakukan berhasil atau sesuai harapan. Namun apabila data yang diperoleh sangat berbeda jauh dengan teorinya, maka dapat disimpulkan bahwa percobaan yang dilakukan tidak berhasil atau tidak dapat dipercaya. back

KesimpulanAdapun kesimpulan pada percobaan kali ini adalah sebagai berikut:1. Pada teorema Thevenin berlaku bahwa “Suatu rangkaian yang rumit dapat

disederhanakan dengan suatu sumber tegangan tetap yang hanya terdiri dari satu sumber tegangan tetap yang disusun seri dengan hambatan ekivalennya.

2. Pada teorema Norton berlau bahawa “Suatu rangkaian listrik yang rumit dapat disederhanakan dengan suatu rangkaian yang hanya terdiri dari sumber arus tetap yang disusun paralel dengan hambatan ekivalennya.

3. Dengan menerapkan kedua teorema ini, dapat dibuat suatu rangkaian yang sangat sederhana dengan satu resistor dengan satu sumber tegangan tetap dan satu sumber arus tetap yang setara dengan rangkaian yang rumit itu dengan hanya melakukan pengukuran pada masukan dan keluarannya.

4. Untuk memperoleh arus norton dengan pengukuran maka keluaran dihubung singkat. Sedangkan untuk mengukur hambatan ekivalennya maka dihubung singkat sumber dan tegangan thevenin diukur pada keluaran setelah hambatan beban dilepas. back

Thank’s

ASSALAMU ALAIKUM WARAHMATULLAHI WABARAKATU