rangkaian arus bolak-balik

Laporan Praktikum
Elektronika Dasar I
RANGKAIAN
ARUS BOLAK-BALIK
NAMA
:
ARINI QURRATA A’YUN
NIM
:
H21114307
KELOMPOK
:
LIMA (V)
ASISTEN
:
M. FAUZI M
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2015
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Dalam zaman modern saat ini kebutuhan akan energi listrik sudah merupakan
kebutuhan pokok. Hal ini juga dipengaruhi oleh perkembangan teknologi yang
pesat sehingga menuntut tersedinya energi listrik secara besar-besaran. Untuk
memenuhi kebutuhan masyarakat dan indutri maka pemerintah berusaha
membangun beberapa pembangkit listrik seperti pembangkit listrik tenaga uap,
tenaga disel, panas bumi, dan tenaga air.
Selanjutnya pada pembangkit/ sumber tenaga listrik saat ini banyak menggunakan
arus AC. Hal ini disebabkan karena arus ini lebih praktis dan ekonomis. Disebut
praktis karena untuk menaikkan dan menurunkan tegangan hanya dibutuhkan
transformator sedangkan ketika dihubungkan dengan alat-alat yang menggunakan
arus searah maka hanya diperlukan diode atau adaptor saja. Disebut ekonomis
karena hanya mengkonsumsi daya pada hambatan saja selain itu tidak banyak
menghasilkan panas atau kalor seperti pada tegangan arus searah (Jati, 2010).
Dalam penerapannya arus AC ini memerlukan beberapa rangkaian yang
diperlukan. Selanjutnya rangkaian inilah ang akan dibahas dalam praktikum ini.
Beberapa rangkaian yang digunakan dalan penerapan arus AC seperti rangkaian
RLC baik parallel maupun seri, rangkaian integrator sebagai penapis frekuensi
rendah dan rangkaian diferensiator sebagai penapis frekuensi tinggi. Untuk lebih
memahami fungsi dan kegunaan masing-masing rangkaian serta sifat dan
karakteristik keluarannya maka dapat dilihat pada pembahasan dan hasi percobaan
pada praktikum kali ini.
I.2 Ruang Lingkup
Pada praktikum kali ini membahas mengenai rangkaian pada arus bolak-balik,
berupa rangkaian integrator dan rangkaian diferensiator. Yang selanjutnya pada
kedua rangkaian ini akan diketahui sifat dan karakteristik dari bentuk isyarat
keluarannya ketika diberi masukan berupa isyarat persegi. Dalam prktikum kali
ini juga membahas mengenai isyarat keluaran yang dihasilkan oleh rangkaian
RLC paralel.
I.3 Tujuan Praktikum
Setelah mengikuti praktikum ini diharapkan mahasiswa mampu memiliki
kemampuan untuk :
1. Mengetahui sifat dan karakteristik dari bentuk isyarat keluaran pada
diferensiator dan integrator bila diberi masukan berupa isyarat persegi.
2. Mengukur tanggapan amplitude dan tanggapan fasa dari suatu sumber AC
tegangan tetap untuk tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi pada rangkaian
RC ini.
3. Mengukur tanggapan amplitudo rangkaian RLC terhadap sumber AC sinus
arus tetap.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Arus dan Tegangan Listrik Bolak-Balik
Arus bolak-balik merupakan aliran muatan listrik positif di konduktor yang arah
alirannya berubah terhadap waktu. Sumber dari arus bolak balik ini biasanya
disebut tenaga gerak listrik (tgl) da nada pula yang menyebutnya (ggl). Tgl ini
berlambang , dan memiliki satuan volt (V). tegangan AC tidak mengenal kutub
positif dan negative karena polaritas kutub-kutubnya berubah terhadap waktu
(Jati, 2010).
Sehingga dapat dilihat bahwa arus yang dipasok ke rumah-rumah dan kantorkantor oleh perusahaan listrik sebenarnya adalah AC untuk seluruh dunia.
Tegangan yang dihasilkan oleh suatu generator listrik berbentuk sinusoidal
dengan demikian arus yang dihasilkan pun sinusoidal. Tegangan dapat dituliskan
berdasarkan fungsi waktu seperti (Giancoli, 2001):
Potensial V berosilasi antara +V0 hingga –V0. V0 disebut sebagai tegangan puncak
sedangkan f merupakan frekuensi dimana f ini merupakan osilasi lengkap yang
terjadi setiap detiknya (Giancoli, 2001).
Berdasarkan hokum ohm apabila di sepanjang tegangan V ada resistor R, maka
akan didapatkan nilai arus, yaitu (Giancoli, 2001):
= I0 sin 2πft
(2.2)
Nilai I0 = V0/R merupakan arus puncak dimana pada arus ini akan dianggap
positif ketika elektron mengalir ke satu arah dan negatif jika mengalir ke arah
yang berlawanan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa keadaan positif arus listrik
bolak-balik akan sama seringnya dengan keadaan negatif arus (Giancoli, 2001).
Gambar II.1 Arus dan tegangan bolak-balik
Frekuensi dalam arus listrik AC merupakan banyaknya gelombang yang terjadi
dalam satu detik. Sedangkan waktu yang diperlukan oleh satu gelombang disebut
priode (T) maka (Tim fakultas teknik UNY, 2001):
jika sebuah generator penghasil listrik yang mempunyai kutub P dan berputar
sebanyak N kali dalam satu menit, maka frekuensi mempunyai persamaan (Tim
fakultas teknik UNY, 2001):
Pada arus litrik bolak-balik nilai yang terukur pada multimeter adalah nilai arus
efektifnya, yang disebut juga arus atau teangan rms (root mean squer = akar rerata
kuadat daria rus atau tegangan yang fungsi waktu) ini dibuktikan oleh
penunjukkan jarum pada multimeter pilihan AC mrnunjuk pada angka tertentu
bukannya bergoyang-goyang pada priode 1/50 sekon pada frekuensi arus itu 50
Hz (Jati, 2010).
Nilai rata-rata atau mean dari kuadrat arus atau tegangan merupakan hal yang
penting dalam menghitung daya listrik kedepannya. Nilai arus dan tegangan ratarata sendiri dapat dirumuskan sebagai (Giancoli, 2001):
√
√
√
√
Dalam rangkaian listrik arus bolak-balik atau AC sudut fase dan beda fase akan
memberikan informasi mengenai tegangan dan arus yang mengalir. Sednagkan,
beda fase antara tegangan dan arus pada listrik arus bolak-balik memberikan
informasi tentang sifat beban dan penyerapan daya atau energi listrik. Dengan
melihat beda fase anatara tegangan dan arus dapat diketahui sifat dari beban
apakah resistif, kapasitif atau induktif (Tim fakultas teknik UNY, 2001).
II.2 Untaian Resistor, Induktor dan Kapasitor
II.2.1 Untaian Tahanan (Resistor)
Sebuah tahanan atau resistor (R) yang terhubung dengan sumber listrik AC
(
sehingga membentuk suatu rangakaian tertutup. Jika,
dan memiliki frekuensi sudut
beramplitudo
m
(volt),
(rad/s) maka pada setiap saat t berlaku (Jati,
2010):
Gambar II.2 Untaian tahanan ber-tgl bolak-balik
Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa
, hal ini menginfomasikan
bahwa arus yang mengalir pada rangakaian yaitu (Jati, 2010):
Dari kedua persamaan diatas dapat dilihat bahwa nilai
bernilai maksimum maupun minimum (Jati, 2010).
dan I adalah sefase ketika
II.2.2 Untaian Induktor
Untaian induktor juga biasa disebut untaian induktansi (L), berada pula pada
untaian tertutup dimana (Jati, 2010):
)
Gambar II.3 Untaian induktor dengan tgl bolak-balik
Selanjutnya mengacu pada persamaan (2.7) sehingga arus yang mengalir tiap saat
dapat dirumuskan, sebagai (Jati, 2010):
Faktor XL (=
merupakan reaktansi induktansi yang bersatuan ohm. Dari
persamaan (2.10) menandakan bahwa I mendahului
dengan beda fase 90˚ (Jati,
201).
II.2.3 Untaian Kapasitor
Untaian kapasitor ini biasa juga disebut untaian C. Kapasitansi dari kapasitor ini
bersatuan farad. Dimana kapasitor terhubung ke sumber tegangan sehingga
mampu menyimpan muatan Q. Dimana dari hal ini akan didapatkan persamaan
(Jati, 2010):
Gambar II.4 Untaian kapasitor dengan tgl bolak-balik
Sehingga diperoleh nilai muatan (Q) dalam tiap waktunya (t), adalah (Jati, 2010):
Dari hubungan ini diketahui pula bahwa besarnya arus yang mengalir pada
untaian adalah diferensial dari besarnya muatan terhadap waktu (=
), sehingga
didapatkan (Jati, 2010) :
Faktor XC (=
merupaka reaktansi kapasitif kapasitor yang bersatuan ohm
(Giancoli, 2001).
Perbandingan antara persamaan (2.7) dengan persamaan (2.13) menunjukkan
bahwa antara
dan I berbeda fase 90 . Hal inilah yang meyebabkan I tertinggal
dari (Jati, 2010).
Tabel II.1 Karakteristik tegangan dan arus R, L, dan C
II.3 Rangkaian RLC
Pada rangkaian RLC ini mengandung ketiga elemen yaitu resistor, induktor, dan
kapasitor. Rangkaian ini dibagi lagi menjadi dua rangkaian yaitu rangkaian RLC
seri dan rangkaian RLC paralel.
Tenaga gerak listrik (tgl) pada rangkaian RLC ini berfungsi sebagai pemaksa
untuk tetap mengalirnya arus listrik. Dimana amplitude arus listrik bergantung
pada besarnya frekuensi tgl. Amplitude arus listrik terbesar dicapai pada kondisi
resonansi, yaitu kondisi dimana frekuensi tgl senilai dengan frekuensi alamiah
untai RLC (Jati, 2010).
III.3.1 Rangkaian RLC Seri
Amplitudo arus listrik pada rangakaian ini bergantung pada besar frekuensi tgl.
Amplitudo arus terbesar dicapai pada saat terjadi kondisi resonansi, yaitu kondisi
ketika frekuensi tgl senilai dengan frekuensi alaminya.keberadaan tgl bertenaga
menyebabkan adanya arus listrik tunak I (Jati, 2010).
Dalam keadaan tunak (steady state) ini, energi yang tersimpan pada induktor dn
kapasitor adalah konstan (untuk sumber konstan) dan sesuai dengan perubahan
arus dan tegangan bentuk gelombang sumber bolak-balik (untuk sumber bolakbalik) (Winarsih, 2002).
Gambar II.5 Rangkaian RLC seri
Pada gambar diatas dapat dibuat persamaan (Winarsih, 2002):
Dimana (Jati, 2010)
Sehingga ketika disubtitusikan ke persamaan (2.14) maka akan didapatkan (Jati,
2010):
Selanjutnya dari persamaan ini akan didapatkan (Jati, 2010):
√𝑅
𝑋𝑙
𝑋𝑐
(XL-Xc)
R
Gambar II.6 Hubungan antar tahananan pada untaian RLC
Dimana nilai
(2.21)
Apabila megacu pada persamaan (2.18) maka akan diperoleh kaitan amplitude
arus listrik dan amplitude tgl (Jati, 2010):
Dapat diperhatikan dalam hubungan antar tahanan pada gambar (II.4) maka akan
di dapatkan persamaan (Jati, 2010):
√
Dimana Z merupakan impedansi dari rangkaian RLC yang bersatuan ohm (Jati,
2010).
III.3.1 Rangkaian RLC Paralel
Gambar II.7 Rangkaian RLC paralel
Pada rangkaian parallel ini akan dianggap L sebagai induktansi murni yang tidak
memiliki hambatan kemudian rangkaian ini akan dihubungkan dengan suatu
sumber arus tetap agar memiliki beda tegangan yang sebanding dengan nilai
impedansinya (Arifin, 2015).
Impedansi rangkaian paralel RLC dinyatakan dalam admitasi Y, yaitu (Sharman,
2007):
√( )
Sehingga :
(2.26)
√( )
Diperoleh bahwa nilai
, atau
=
o
=
√
, admitansi (Y) ini mempunyai
nilai minimum, yaitu Y = 1/R, atau impedansi Z = 1/Y = R. ini berarti bahwa pada
resonansi, impedansi rangkaian RLC parallel mempunyai nilai maksimum (Arifin,
2015).
Selanjutnya pada rangkaian RLC keseluruhan akan didapatkan nilai frekuensi
resonansi yaitu (Sharman, 2007):
√
Pada frekuensi rendah Xc>XL sehingga rangkaian bersifat kapasitif (fo> f) dan
tegangan mendahului arus. Sedangkan pada frekuensi tinggi dimana Xc<XL
rangkaian bersifat induktif (fo< f) dan tegangan tertinggal dari arus. Ketika nilai
frekuensi meningkat maka nilai impedansi juga akan meningkat dan ketika nilai
impedansi nol, resonansi pada rangkaian akan terjadia arus pendek (Sharman,
2007).
II.4 Tapis Lolos Rendah dan Tapis Lolos Tinggi
Pada penguat tapis pasif (RC) maka hanya akan diperoleh daerah dengan
frekuensi operasional yang rendah. Maka untuk mendapatkan daerah operasional
yang besar haruslah digunakan tapis aktif (Sumarna, 2007).
Tapis atau filter lolos rendah merupakan tapis yang meloloskan signal frekuensi
rendah sedangkan tapis lolos tinggi merupakan tapis yang meloloskan signal
frekuensi tinggi.
Gambar II.8 Tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi
Pada tapis lolos rendah dan tinggi dikenal istilah fungsi transfer (fungsi alih) yaitu
fungsi yang menunjukkan perbandingan antara tegangan keluaran dan tegangan
masukan, yaitu:
Dimana,
(Arifin, 2015).
Selanjutnya dapat diketahui lukisan tanggapan amplitudo, biasanya menggunakan
nisbah tegangan dalam desibel (dB) yang terdefinisi sebagai (Arifin, 2015):
II.5 Rangkaian Integrator
Rangkaian integrator merupakan rangkaian tapis lolos rendah. Pada rangkaian ini
isyarat keluaran merupakan integral dari bentuk isyarat masukan jika tetapan
waktu RC >> T/2 (Sumarna, 2007).
Gambar II.9 Rangkaian sederhana Integrator
Lebih jelasnya jika tetapan waktu t=RC << T, maka kapasitor akan terisi penuh
dalam waktu T/2. Tetapi, jika tetapan waktunya adalah t=RC>> T, maka sebelum
kapasitor terisi penuh, tegangan Vs sudah berbalik menjadi negatif. Akibatnya
kapasitor segera dikosongkan dan diisi muatan negatif menuju ke –Vp. Tetapi,
belum lagi terisi penuh, Vs sudah berubah tanda lagi. Hal inilah yang
menyebabkan isyarat keluaran akan berupa suatu tegangan yang berbentuk isyarat
gelombang sinusoidal berbentuk segitiga (Arifin, 2015).
Pengaplikasian rangkaian integrator ini pada penggunaan Op-Amp yang dirangkai
sebagai integrator, seperti pada gambar (II.10) seperti dibawah ini (Sumarna,
2007):
Gambar II.10 Rangkaian Op-Amp integrator
Selain itu rangkaian integrator ini juga digunakan dalam komputer analog
(Budijatno, 2012).
II.6 Rangkaian Diferensiator
Pada rangkaian diferensiator bekerja rangkaian tapis lolos tinggi. Dimana pada
rangkaian ini bentuk isyarat keluaran merupakan diferensial dari isyarat masukan
jika tetapan waktu RC<<T/2 (Sumarna, 2007). Sedangkan apabila tetapan waktu
RC >> T, atau untuk nlai f >> 1/RC, bentuk insyarat mirip dengn isyarat masukan,
akan tetapi puncaknya miring. Dan jika RC<< T, atau f << RC, isyarat akan
berbentuk denyut dengan tegnagan puncak 2V (Arifin, 2015).
Gambar II.11 Rangkaian sederhana diferensiator
Pada penggunaan Op-Amp sebagai diferensiator berbeda dengan penggunaan OpAmp pada integrator karena pada rangkaian ini perlu diperhatikan adanya daerah
osilasi pada frekuensi tertentu. Berikut merupakan gambar rangkaian diferensiator
dalam Op-Amp (Sumarna, 2007):
Gambar II.12 rangkaian Op-Amp diferensiator
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
III.1 Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium elektronika Fisika Dasar Fakultas
MIPA Universitas Hasanuddi, tanggal 7 Oktober 2015, hari Rabu pukul 13.00
Wita sampai dengan 15.00 Wita.
III.2 Alat dan Bahan
III.2.1 Alat Beserta Fungsinya
Alat yang digunakan dalam praktikum ini ialah:
a) Sinyal Generator
Gambar III.1 Signal Generator
Berfungsi untuk menghasilkan signal yang kemudian akan ditampilkan pada
osiloskop setelah melewati ragkaian integrator, diferensiator atau rangkaian RLC
paralel.
b) Osiloskop
Gambar III.2 Osiloskop
Berfungsi sebagai penerjemah signal input ataupun output dari signal generator
dan dari rangkaian.
c) Papan PCB
Gambar III.3 Papan PCB
Berfungsi sebagai tempat perakitan rangkaian integrator, diferensiator, dan
rangkaian RLC paralel.
d) Kabel Jumper
Gambar III.4 Kabel Jumper
Kabel ini berfungsi untuk menghubungkan komponen dalam rangkaian pada
papan PCB.
III.2.2 Bahan Beserta Fungsinya
Bahan yang digunakan pada praktikum ini ialah:
a) Resistor
Gambar III.5 Resistor Tetap
Berfungsi sebagai salah satu komponen dalam merangkaia rangkaian
integrator, diferensiator dan rangkaian RLC parallel.
b) Kapasitor
Gambar III.6 Kapasitor ELCO
Kapasitor ELCO berfungsi sebagai salah satu komponen yang digunakan saat
merangkai rangkaian integrator, diferensiator dan RLC parallel.
c) Induktor
Gambar III.7 Induktor
Berfungsi sebagai salah satu komponen dalam merangkai rangkaian RLC
parallel.
III.3 Prosedur Percobaan
III.3.1 Tanggapan dari Rangkaian Integrator Terhadap Isyarat Persegi
1. Rangkailah komponen resistor dan kapasitor pada papan PCB. Sehingga
sesuai dengan rangkaian berikut:
Gambar III.8 Rangkaian Integrator
2. Kalibrasi osiloskop pada chenel 1 dan chenel 2, selanjutnya chenel 1 akan
menunjukkan nilai/betuk tegangan masukan dan chenel dua akan
menunjukkan nilai/bentuk tegangan keluaran pada rangkaian.
3. Beri masukan pada rangkaian berupa isyarat gelombang persegi.
4. Amati bentuk isyarat gelombang yang terbentuk pada osiloskop.
5. Hitung tegangan yang dihasilkan pada saat frekuensi 500 Hz, 1000 Hz, 2000
Hz, 5000 Hz, 10000 Hz, dan 20000 Hz.
6. Catat hasil yang didapatkan dalam tabel yang telah disiapkan.
III.3.1 Tanggapan dari Rangkaian Diferensiator Terhadap Isyarat Persegi
1. Rangkailah komponen resistor dan kapasitor pada papan PCB. Sehingga
sesuai dengan rangkaian berikut:
Gambar III.9 Rangkaian diferensiator
2. Kalibrasi osiloskop pada chenel 1 dan chenel 2, selanjutnya chenel 1 akan
menunjukkan nilai/betuk tegangan masukan dan chenel dua akan
menunjukkan nilai/bentuk tegangan keluaran pada rangkaian.
3. Beri masukan pada rangkaian berupa isyarat gelombang persegi.
4. Amati bentuk isyarat gelombang yang terbentuk pada osiloskop.
5. Hitung tegangan yang dihasilkan pada saat frekuensi 500 Hz, 1000 Hz, 2000
Hz, 5000 Hz, 10000 Hz, dan 20000 Hz.
6. Catat hasil yang didapatkan dalam tabel yang telah disiapkan.
III.3.1 Tanggapan dari Rangkaian RLC Paralel Terhadap Isyarat Persegi
1. Rangkailah komponen resistor dan kapasitor pada papan PCB. Sehingga
sesuai dengan rangkaian berikut:
Gambar III.10 Rangkaian RLC paralel
2. Kalibrasi osiloskop pada chenel 1 dan chenel 2, selanjutnya chenel 1 akan
menunjukkan nilai/betuk tegangan masukan dan chenel dua akan
menunjukkan nilai/bentuk tegangan keluaran pada rangkaian.
3. Beri masukan pada rangkaian berupa isyarat gelombang persegi.
4. Amati bentuk isyarat gelombang yang terbentuk pada osiloskop.
5. Hitung tegangan yang dihasilkan pada saat frekuensi 500 Hz, 1000 Hz, 2000
Hz, 5000 Hz, 10000 Hz, dan 20000 Hz.
6. Catat hasil yang didapatkan dalam tabel yang telah disiapkan.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Hasil
IV.1.1 Tabel Data Percobaan
IV.1.1.2 Rangkaian Integrator
Gambar IV.1 Rangkaian Integrator
NO
FREKUENSI
VIN PUT
VOUT PUT
1
500 Hz
7,5 V
4V
2
1000 Hz
7,5 V
1,5 V
3
2000 Hz
7,5 V
1V
4
5000 Hz
7,5 V
0,3 V
5
10.000 Hz
8V
0,2 V
6
20.000 Hz
8V
0,1 V
IV.1.1.2 Rangkaian Diferensiator
Gambar IV.2 Rangkaian Diferensiator
NO
FREKUENSI
VIN PUT
VOUT PUT
1
500 Hz
7,5 V
8V
2
1000 Hz
7,5 V
10 V
3
2000 Hz
7V
9V
4
5000 Hz
5V
8V
5
10.000 Hz
4,5 V
7,5 V
6
20.000 Hz
4,5 V
6,5 V
IV.1.1.2 Rangkaian RLC Paralel
Gambar IV.3 Rangkaian RLC Paralel
NO
FREKUENSI
VIN PUT
VOUT PUT
1
500 Hz
0,18 V
0,04 V
2
1000 Hz
0,24 V
0,04 V
3
2000 Hz
0,22 V
0,02 V
4
5000 Hz
0,19 V
0,03 V
5
10.000 Hz
0,16 V
0,02 V
6
20.000 Hz
0,16 V
0,02 V
IV.2 Pengolahan Data
IV.2.1 Rangkaian Integrator
Frekuensi 500 Hz
:
Frekuensi 1 kHz
:
Frekuensi 2 kHz
:
Frekuensi 5 kHz
:
Frekuensi 10 kHz
:
Frekuensi 20 kHz
:
IV.2.2 Rangkaian Diferensiator
Frekuensi 500 Hz
:
Frekuensi 1 kHz
:
Frekuensi 2 kHz
:
Frekuensi 5 kHz
:
Frekuensi 10 kHz
:
Frekuensi 20 kHz
:
IV.2.3 Rangkaian RLC Paralel
Frekuensi 500 Hz
:
Frekuensi 1 kHz
:
Frekuensi 2 kHz
:
Frekuensi 5 kHz
:
Frekuensi 10 kHz
:
Frekuensi 20 kHz
:
IV.3 Grafik
IV.3.1 Grafik Rangkaian Integrator
9
8
Tegangan (V)
7
6
5
4
V input
3
V output
2
1
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
frekuensi (Hz)
IV.2.2 Grafik Rangkaian Diferensiator
12
Tegangan (V)
10
8
6
V input
V output
4
2
0
0
5000
10000
15000
frekuensi (Hz)
20000
25000
IV.3.3 Grafik Rangkaian RLC Paralel
0.3
Tegangan (V)
0.25
0.2
0.15
V input
V output
0.1
0.05
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
frekuensi (Hz)
IV.4 Pembahasan
Pada rangkain Integrator dapat dilihat bahwa nilai tegangan input selalu lebih
besar dari tegangan output. Dapat diamati pula bahwa pada rangkaian integrator
masukan dengan frekuensi rendah memiliki tegangan output lebih besar
dibandingkan masukan dengan frekuensi tinggi. Dimana pada data dapat dilihat
pada frekuensi 500 Hz teganagn input yaitu 7,5 volt dengan outputnya yaitu 4
volt, pada frekuensi 10000 Hz tegangan input yaitu 7,5 volt dengan tegangan
output 1,5 volt, pada frekuensi 2000 Hz tegangan input sebesar 7,5 volt dan
tegangan output 1 volt, pada frekuensi 5000 Hz tegangan input 7,5 volt dengan
output sebesar 0,3 volt, pada frekuensi 10000 hz tegangan input sebesar 8 volt
dengan output sebesar 0,2 volt dan pada frekuensi 20000 volt tegangan input
sebesar 8 volt dengan tegangan output sebesar 0,1 volt. Pada data dapat dilihat
walaupuan ada peningkatan besar tegangan input namun tetap terjadi penurunan
tegangan output. Hal ini membuktikan bahwa pada rangkaian integrator hal yang
mempengaruhi besarnya keluaran adalah besarnya frekuensi. Dimana semakin
besar frekuensi input maka akan semakin kecil tegangan keluarannya karena pada
rangkaian hanya dapat meloloskan tegangan berfrekuensi kecil.
Hubungan ini dapat dilihat dari penggabaran grafik dimana semakin besar
frekuensi maka tegangan masukan akan semakin besar pula nilainya dan tegangan
masukan semakin kecil nilainya.
Sedangkan pada pengolahan data akan didapatkan nilai tanggapan amplitude dan
tanggapan fasa dari rangkaian integrator ini dimana nilai dari tanggapan dari tiaptiap data adalah bernilai negatif hal ini menunjukkan pada kapasitor terdapat
pengisian dan pengosongan kapasitor yang tidak stabil (sesuai dengan teori)
dimana untuk waktu t=RC << T, maka kapasitor akan terisi penuh dalam waktu
T/2. Tetapi, jika tetapan waktunya adalah t=RC>> T, maka sebelum kapasitor
terisi penuh, tegangan Vs sudah berbalik menjadi negatif. Akibatnya kapasitor
segera dikosongkan dan diisi muatan negatif menuju ke –Vp. Tetapi, belum lagi
terisi penuh, Vs sudah berubah tanda lagi. Hal ini juga menandakan bahwa bntuk
gelombang keluaran dari rangkaian ini berupa gelombang sinusoidal gergaji.
Pada rangkaian diferensiator hasil data pengamatan menunjukkan nilai yang
berbanding terbalik dengan hasil data pengamatan pada rangkaian integrator. Hal
ini dapat dilihat pada data yang berhasil dikumpulkan dimana pada frekuensi 500
Hz tegangan input sebesar 7,5 volt dan output sebesar 8 volt, pada frekuensi 1000
Hz tegangan input sebesar 7,5 volt dengan tegangan output sebesar 10 volt pda
frekuensi 2000 Hz tegangan masuk nilainya semakin mengecil yaitu bernilai 7
volt dengan output sebesar 9 volt, pada frekuensi 5000 Hz nilai tegangan masukan
sebesar 5 volt dengan output sebesar 8 volt, pada frekuensi 10000 Hz tegangan
masukan bernilai 4,5 volt dengan output yang nilainya semakin mengecil pula
yaitu sebesar 7,5 volt dan terakhir pada data berfrekuensi 20000 hz terdapat
tegangan masukan sebesar 4,5 volt dengan keluaran sebesar 6,5 volt.
Dapat dilihat pada rangakaian diferensiator ini nilai tegangan keluaran selalu lebih
besar dibandingkan nilai tegangan masukan. Pada tegangan masukan nilainya
akan semakin menurun seiring dengan pertambahan besar frekuensi dan pada
tegangan output nilainya semakin bertambah seiring dengan pertambahan nilai
besaran frekuensi. Pada rangkaian diferensiator ini merupakan rangkaian yang
meloloskan signal berfrekuensi tinggi.
Hubungan antara tegangan keluaran dan tegangan masukan sendiri dapat dilihat
pada grafik sebelumnya dan pad atanggapan amplitudo dan tanggapan fasa dari
rangkaian ini menurut pengolahan data menunjukkan nilai yang selalu positif
tidak seperti pada rangkaian integrator yang bernilai negatif.
Pada rangkaian RLC Paralel hasil data pengamatan. Dimana pada frekuensi
sebesar 500 Hz tegangan input bernilai 0,18 volt dengan output sebesar 0,04 volt,
pada frekuensi 1000 Hz tegangan input sebesar 0,24 volt dengan tegangan output
sebesar 0,04 volt, pada frekuensi 2000 Hz tegangan input sebesar 0,22 volt dengan
tegangan output menurun menjadi 0,02 volt, pada frekuensi 5000 Hz tegangan
input sebesar 0,19 volt dengan output naik menjadi sebesar 0,03 volt, nilai
tegangan input semakin menurun seiring dengan besarnya nilai frekuensi dimana
pada saat frekuensi 10000 Hz inputnya sebesar 0,16 volt dengan output sebesar
0,02 volt, dan pada frekuensi 2000 Hz tegangan input mencapai nilai 0,16 volt
dengan nilai tegangan output sebesar 0,02 volt. Secara rata ratanya dapat dilihat
bahwa apabila nilai frekuensi bertambah besar maka nilai tegangan input dan
tegangan output akan semakin mengecil.
Hubungan antara tegangan masukan dan tegangan keluaran pada rangkaian RLC
paralel ini dapat dilihat dari grafik yang ada . dimana besarnya impedansi atau
tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian dipengaruhi oleh induktansi, resistansi
dan capasitansi rangkaian tersebut.
Sedangkan untuk tanggapan amplitudo dan tanggapan fase pada rangkaian
menunjukkn nilai positif seperti pada rangkaian diferensiator.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
Dalam percobaan ini dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu :
1. Dapat diketahui sifat dan karakteristik dari bentuk isyarat keluaran baik
rangkaian diferensiator maupun integrator saan dberi masukan isyarat
persegi. Sebagaimana di lihat bahwa isyarat keluarannya berupa
gelombang sinussoidal berbentuk gergaji.
2. Dapat diukur tanggapan amplitudo dan tanggapan fase dari ketiga
rangkaian dari suatu sumber AC tegangan tetap untuk tapis lolos rendah
dan tapis lolos tinggi pada rangkaian RC ini.
3. Dapat diukur nilai tanggapan amplitudo rangkaian RLC terhadap sumber
AC arus tetap.
DAFTAR PUSTAKA
Arifin. 2015. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar I. Makassar. UNHAS
Budijatno, Arief, Slamet Winardi. 2012. Desain Perangkat Keras Komputer
Analog Berbasis Komputer Digital dan Microcontroller. Surabaya.
Universitas Widya Kartika Surabaya dan Universitas Narotama Surabaya
Giancoli. 2001. Fisika. Jakarta. Erlangga
Halliday, David. 1988. Fisika. Jakarta. Erlangga
Jati, Bambang Murdaka Eka, Tri Kuntoro Priyambodo. 2010. Fisika Dasar.
Yogyakarta. Penerbit Andi
Sharman, Sanjeev. 2007. Basic of Electrica Engineering. New Delhi. International
Publishing House
Sudirham, Sudaryatno. Analisis Rangkaian Listrik di Kawasan Waktu
Sumarna. 2007. Keterampilan Elektronika. Yogyakarta. Universita Negeri
Yogyakarta
Tim Fakultas Teknik UNY. 2001. Rangkaian Listrik Arus Bolak-Balik.
Yogyakarta. UNY
Winarsih, Irda, 2002, ‘Pengamatan Perilaku Transien’, Universitas Trisakti,
vol.1, no.2, hal.1.