Chino - Lab. Teknik Elektro Menengah

PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKTRIK
UNIT IV
RANGKAIAN R-L-C SERI DAN PARALEL PADA TEGANGAN AC
TUJUAN PERCOBAAN
1. Dapat mempelajari karakteristik impedansi dari rangkaian R-L-C seri dan paralel.
2. Dapat mempelajari hubungan antara resistansi, reaktansi, impedansi dan sudut fase, serta dapat
membandingkannya dengan perhitungan teori.
I.
ALAT DAN BAHAN
1. Modul Rangkaian Listrik Unit 1
2. Kabel Penghubung
3. Multimeter
4. R-L-C meter
II.
TEORI SINGKAT
Resistansi total pada jaringan listrik arus bolak-balik AC dari sebuah rangkaian disebut dengan
impedansi Z. Dengan menggunakan aplikasi dari hukum Ohm yang diterapkan pada rangkaian arus
bolak-balik AC, didapat bahwa :
V  I. Z
I
V
Z
Z
V
I
IMPEDANSI R-L SERI
R
I
VA C
L
Gambar 1.1. Rangkaian R-L Seri
Pada suatu rangkaian R-L seri seperti pada Gambar 1.1., besarnya nilai impedansi total Z
ditentukan oleh nilai komponen resistif dan nilai reaktansi induktif, dimana nilai reaktansi induktif
tergantung daripada nilai induktansi dan frekwensi.
Hubungan antara resistansi R, reaktansi induktif XL, dan impedansi Z dapat dirumuskan sebagai
berikut :
Z2  R 2  X L 2
dimana nilai dari XL adalah
Z 
R 2  XL2
X L  2fL
Laboratorium Teknik Elektro - 2008
PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKTRIK
Pada Gambar 1.2. terlihat hubungan antara R dan XL. Sumbu horizontal menunjukkan sumbu
nyata (real) untuk nilai dari sebuah resistansi R dengan sudut 0o , sedangkan sumbu vertikal
menunjukkan sumbu khayal (imajiner) untuk nilai dari sebuah reaktansi induktif XL dengan sudut 90o dari
sumbu nyata.
imajiner
Z
XL
real
R
Gambar 1.2. Diagram Impedansi
A. IMPEDANSI R-C SERI
R
I
C
VA C
Gambar 1.3. Rangkaian R-C Seri
Untuk rangkaian R-C seri seperti pada Gambar 1.3., besarnya nilai impedansi total Z ditentukan oleh
nilai komponen resistif dan nilai reaktansi kapasitif, dimana nilai reaktansi kapasitif tergantung daripada
nilai kapasitansi dan frekwensi.
Hubungan antara resistansi R, reaktansi kapasitif XC, dan impedansi Z dapat dirumuskan sebagai
berikut :
Z 
Z2  R 2  X C 2
dimana nilai dari XC adalah
XC 
R 2  XC2
1
2fC
Laboratorium Teknik Elektro - 2008
PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKTRIK
Pada Gambar 1.4. terlihat hubungan antara R dan XC. Sumbu horizontal menunjukkan sumbu
nyata (real) untuk nilai dari sebuah resistansi R dengan sudut 0o , sedangkan sumbu vertikal
menunjukkan sumbu khayal (imajiner) untuk nilai dari sebuah reaktansi kapasitif XC dengan sudut -90o
dari sumbu nyata.
R
XC
real
Z
imajiner (-)
Gambar 1.4. Diagram Impedansi
B. IMPEDANSI R-L-C SERI
R
VAC
L
C
Gambar 1.5. Rangkaian R-L-C Seri
Pada rangkaian R-L-C seri arus bolak-balik, analisa rangkaian yang digunakan sama dengan
analisa pada rangkaian arus searah, tetapi perlu diperhatikan adanya pengaruh fasor pada komponen
reaktif (L atau C).
Maka nilai impedansi dari R-L-C seri adalah
Z  R  j(X L - X C )
dengan magnitudo impedansi total dan sudut fase :
Z 
R 2  (X L - X C ) 2
 X - XC 
  tgn -1  L

R


Laboratorium Teknik Elektro - 2008
PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKTRIK
C. IMPEDANSI R-L PARALEL
I
VAC
L
R
Gambar 1.6. Rangkaian R-L Paralel
Untuk menganalisa rangkaian paralel AC, perlu adanya pengetahuan mengenai analisa rangkaian
paralel pada DC. Pada rangkaian paralel, tegangan yang jatuh pada masing-masing beban sama dengan
tegangan sumber, sedangkan arus yang mengalir pada masing-masing beban tergantung pada nilai
hambatannya.
Untuk komponen resistif, hambatannya harga resistansi, untuk komponen induktif, hambatannya
harga reaktansi induktif dan untuk komponen kapasitif, hambatannya reaktansi kapasitif.
Untuk nilai impedansi dari rangkaian R-L paralel :
1
1
1


Z
R0
X L 90
atau
Z 
R0 . X L 90
R0  X L 90
D. IMPEDANSI R-C PARALEL
I
VAC
C
R
Gambar 1.7. Rangkaian R-C Paralel
Untuk nilai impedansi dari rangkaian R-C paralel :
1
1
1


Z
R0
X C   90
atau
Z 
R0 . X C   90
R0  X C   90
Laboratorium Teknik Elektro - 2008
PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKTRIK
E. IMPEDANSI R-L-C PARALEL
I
R
C
L
VAC
Gambar 1.8. Rangkaian R-L-C Paralel
Untuk impedansi total rangkaian R-L-C paralel dapat diselesaikan dengan menyelesaikan terlebih
dahulu komponen induktif dan kapasitif yang dimisalkan dengan Z1.
Z1 
X L 90 . X C   90
X L 90  X C   90
Maka impedansi total rangkaian adalah
Z 
R0 . Z1
R0  Z1
Laboratorium Teknik Elektro - 2008
PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKTRIK
LANGKAH PENGAMBILAN DATA
A. Rangkaian R-L Seri
R = 4K7
Auto
Transformator
I
L
8H
1. Gunakan multimeter untuk mengukur harga resistansi dan gunakan R-L-C meter untuk mengukur
harga induktansi yang digunakan pada percobaan.
2. Rangkai rangkaian R-L seri seperti gambar rangkaian diatas, dan pastikan Auto Transformator
berada pada posisi minimal.
3. Pasang multimeter untuk mengukur arus rangkaian, setelah itu atur tegangan AutoTransformator
sampai arus yang mengalir pada rangkaian 15 mA.
4. Ukur tegangan sumber VS, tegangan pada resistor VR dan tegangan pada induktor VL.
5. Setelah itu posisikan AutoTransformator ke minimal dan matikan rangkaian.
6. Hitung harga dari impedansi, reaktansi induktif, resistansi dan sudut fase disesuaikan dengan
hasil data pengamatan. Lengkapi data pengamatan anda.
B. Rangkaian R-C Seri
R = 4K7
Auto
Transformator
I
C
560 nF
1. Gunakan multimeter untuk mengukur harga resistansi dan gunakan R-L-C meter untuk mengukur
harga kapasitansi yang digunakan pada percobaan.
2. Rangkai rangkaian R-C seri seperti gambar rangkaian diatas, dan pastikan Auto Transformator
berada pada posisi minimal.
3. Pasang multimeter untuk mengukur arus rangkaian, setelah itu atur tegangan AutoTransformator
sampai arus yang mengalir pada rangkaian 15 mA.
4. Ukur tegangan sumber VS, tegangan pada resistor VR dan tegangan pada kapasitor VC.
5. Setelah itu posisikan AutoTransformator ke minimal dan matikan rangkaian.
6. Hitung harga dari impedansi, reaktansi induktif, resistansi dan sudut fase disesuaikan dengan
hasil data pengamatan. Lengkapi data pengamatan anda.
Laboratorium Teknik Elektro - 2008
PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKTRIK
C. Rangkaian R-L-C Seri
R = 4K7
Auto
Transform ator
L
C
8H
560 nF
1. Gunakan multimeter untuk mengukur harga resistansi dan gunakan R-L-C meter untuk mengukur
harga induktansi dan kapsitansi yang digunakan pada percobaan.
2. Rangkai rangkaian R-L-C seri seperti gambar rangkaian diatas, dan pastikan Auto Transformator
berada pada posisi minimal.
3. Pasang multimeter untuk mengukur arus rangkaian, setelah itu atur tegangan AutoTransformator
sampai arus yang mengalir pada rangkaian 15 mA.
4. Ukur tegangan sumber VS, tegangan pada resistor VR, tegangan pada induktor VL dan tegangan
pada kapasitor VC.
5. Setelah itu posisikan AutoTransformator ke minimal dan matikan rangkaian.
6. Hitung harga dari impedansi, reaktansi induktif, resistansi dan sudut fase disesuaikan dengan
hasil data pengamatan. Lengkapi data pengamatan anda.
D. Rangkaian R-L Paralel
Auto
Transformator
I
R
4K7
L
8H
1. Rangkai rangkaian R-L paralel seperti gambar rangkaian diatas, dan pastikan Auto Transformator
berada pada posisi minimal.
2. Pasang multimeter untuk mengukur arus rangkaian, setelah itu atur tegangan AutoTransformator
sampai tegangan sumber VS 50 Volt
3. Ukur arus total IT, arus pada resistor IR dan arus pada induktor IL.
4. Setelah itu posisikan AutoTransformator ke minimal dan matikan rangkaian.
5. Hitung harga dari impedansi dan arus total disesuaikan dengan hasil data pengamatan. Lengkapi
data pengamatan anda.
Laboratorium Teknik Elektro - 2008
PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKTRIK
E. Rangkaian R-C Paralel
Auto
Transformator
I
R
4K7
C
560 nF
1. Rangkai rangkaian R-C paralel seperti gambar rangkaian diatas, dan pastikan Auto Transformator
berada pada posisi minimal.
2. Pasang multimeter untuk mengukur arus rangkaian, setelah itu atur tegangan AutoTransformator
sampai tegangan sumber VS 50 Volt
3. Ukur arus total IT, arus pada resistor IR dan arus pada kapasitor IC.
4. Setelah itu posisikan AutoTransformator ke minimal dan matikan rangkaian.
5. Hitung harga dari impedansi dan arus total disesuaikan dengan hasil data pengamatan. Lengkapi
data pengamatan anda.
F. Rangkaian R-L-C Paralel
Auto
Transformator
I
R
4K7
L
8H
C
560 nF
1. Rangkai rangkaian R-L-C paralel seperti gambar rangkaian diatas, dan pastikan Auto
Transformator berada pada posisi minimal.
2. Pasang multimeter untuk mengukur arus rangkaian, setelah itu atur tegangan AutoTransformator
sampai tegangan sumber VS 50 Volt
3. Ukur arus total IT, arus pada resistor IR, arus pada induktor IL dan arus pada kapasitor IC.
4. Setelah itu posisikan AutoTransformator ke minimal dan matikan rangkaian.
5. Hitung harga dari impedansi dan arus total disesuaikan dengan hasil data pengamatan. Lengkapi
data pengamatan anda.
Laboratorium Teknik Elektro - 2008
PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKTRIK
Laboratorium Teknik Elektro - 2008