BAB I - Simponi MDP

Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
BAB II
RANGKAIAN ARUS BOLAK BALIK (RANGKAIAN RC)
I.
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mampu menggunakan Osiloskop dan Signal Generator dengan baik, untuk
mengukur besaran – besaran elektronika yang diperlukan.
2. Mengenal komponen - komponen pasif dalam elektronika.
3. Mengukur waktu RC pada pengisian dan pengosongan kapasitor.
4. Memahami sifat dan bentuk isyarat keluaran integrator dan differensiator bila diberi
masukan berupa isyarat persegi.
5. Mampu menggunakan komputer untuk simulasi suatu rangkaian dalam pengukuran
besaran – besaran elektronika.
6. Mampu mengukur tanggapan amplitude dan fasa untuk tapis lolos rendah dan tapis
lolos tinggi pada untai RC
7. Mampu mengukur tanggapan amplitude rangkaian RLC parallel terhadap sumber
arus tersinusoida
II.
PERALATAN YANG DIPAKAI
1. Signal Generator
2. Multimeter
3. Osiloskop
4. Papan percobaan
5. Kabel penghubung
6. Catu daya
7. Komponen Resistor, Kapasitor dan Induktor.
8. 1 unit komputer yang memiliki Software ( Program EWB )
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 2
III. LANDASAN TEORI
A. OSILOSKOP
Osiloskop digunakan untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati.
Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode dan
tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui beda fasa
antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.
Osiloskop terdiri dari dua bagian utama
yaitu display dan panel kontrol. Display
menyerupai tampilan layar televisi hanya saja
tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai
tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini
terdapat garis-garis melintang secara vertikal
dan horizontal yang membentuk kotak-kotak
Gambar 2.1 Osiloskop
dan disebut div.
Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu
tegangan. Panel kontrol berisi tombol - tombol yang bisa digunakan untuk
menyesuaikan tampilan di layar.
Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang bisa digunakan untuk
melihat dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal satu untuk melihat sinyal
masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.
Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu
disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran. Hal - hal yang perlu
diperhatikan antara lain adalah :
1. Memastikan peralatan yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan).
Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensi
radio atau jala jala.
2. Memastikan probe dalam keadaan baik.
3. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop.
Tombol - tombol yang terdapat di panel osiloskop antara lain :
Focus
: Digunakan untuk mengatur focus.
Intensity
: Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar.
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 3
Trace rotation
: Mengatur kemiringan garis sumbu Y = 0 di layar.
Volt/div
: Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di
layar.
Time/div
: Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar
Position
: Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal
masukannya nol)
AC/DC
: Mengatur fungsi kapasitor kopling di terminal masukan
osiloskop. Jika tombol pada posisi AC maka pada terminal
masukan diberi kapasitor kopling sehingga hanya melewatkan
komponen AC dari sinyal masukan. Namun jika tombol
diletakkan pada posisi DC maka sinyal akan terukur dengan
komponen DC-nya dikutsertakan.
Ground
: Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.
Channel 1/ 2
: Memilih saluran / kanal yang digunakan.
Langkah awal pemakaian yaitu pengkalibrasian. Yang pertama kali harus
muncul di layar adalah garis lurus mendatar jika tidak ada sinyal masukan. Yang
perlu disetel adalah fokus, intensitas, kemiringan, x position, dan y position. Dengan
menggunakan tegangan referensi yang terdapat di osiloskop maka kita bisa
melakukan pengkalibrasian sederhana.
Ada dua tegangan referensi yang bisa dijadikan acuan yaitu tegangan persegi
2 Vpp dan 0.2 Vpp dengan frekuensi 1 KHz. Setelah probe dikalibrasi maka dengan
menempelkan probe pada terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan
persegi pada layar. Jika yang dijadikan acuan adalah tegangan 2 Vpp maka pada
posisi 1 volt/div ( satu kotak vertikal mewakili tegangan 1 volt) harus terdapat nilai
tegangan dari puncak ke puncak sebanyak dua kotak dan untuk time / div 1 ms / div
( satu kotak horizontal mewakili waktu 1 ms ) harus terdapat satu gelombang untuk
satu kotak. Jika masih belum tepat maka perlu disetel dengan potensio yang terdapat
di tengah - tengah knob pengganti Volt/div dan time/div. Atau kalau pada gambar
osiloskop diatas berupa potensio dengan label "var".
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 4
B. SIGNAL GENERATOR / FUNCTION GENERATOR.
Signal Generator adalah piranti pembangkit sinyal, dimana sinyal yang
dihasilkannya dapat berupa sinyal berbentuk sinusoida, segitiga ataupun square yang
dapat diatur frekuensinya. Hal ini disesuaikan dengan sinyal masukan (input) yang
harus diberikan pada rangkaian.
Signal Generator bisa menghasilkan sinyal dalam bentuk sinus, segitiga dan
kotak dengan tegangan puncak ke puncak mulai dari 0 s/d 20 Vpp. Frekuensinya
bisa diatur mulai dari 0 s/d 22 KHz. Pada beberapa jenis, alat ini memiliki display/
peraga digital yang berupa seven segment untuk menampilkan besar frekuensi yang
kita gunakan sehingga kita dapat mengatur sesuai dengan yang kita butuhkan. Untuk
menggunakannya, pertama-tama atur factor pengali sesuai dengan kebutuhan
kita,lalu putar tombol frekuensi dan amplitudo untuk mendapatkan nilai yang
diinginkan.
Gambar 2.2 Function Generator
Keterangan :
1. Tombol untuk mengatur besar pengali.
2. Pengatur frekuensi, untuk menaikkan dan menurunkan nilai frekuensi agar
diperoleh frekuensi yang dibutuhkan.
3. Tombol untuk memilih jenis sinyal yang digunakan, terdiri dari sinyal sinus,
segitiga, dan persegi.
4. Tombol pengatur amplitudo sinyal.
5. Display peraga, untuk menampilkan besar frekuensi yang dihasilkan oleh
generator.
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 5
C. KAPASITOR / KONDENSATOR.
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.
Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu
bahan dielektrik. Bahan - bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara
vakum, keramik, gelas dan lain - lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan
listrik, maka muatan - muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki
(elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan - muatan negatif terkumpul
pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung
kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup
positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non - konduktif. Muatan elektrik
ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas,
phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan
negatif di awan.
Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan
negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.
Gambar 2.3 Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif)
pada skema elektronika.
Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah,
tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk
bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju
yang sering disebut kapasitor (capacitor).
Gambar 2.4
Lambang kapasitor (tidak mempunyai kutub) pada skema elektronika.
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 6
Tipe Kapasitor
Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk
lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic,
electrolytic dan electrochemical.
Membaca Kapasitansi
Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan
angka yang jelas, lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya.
Sebagai contoh: tertulis kapasitansinya sebesar 22 µF / 25v pada kapasitor elco
dengan jelas.
Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2
(dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico
farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi
kapasitor tersebut adalah 47 pF.
Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal,
sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka
nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya.
Misalnya pada kapasitor keramik tertulis 104, maka kapasitansinya adalah 10 x
10.000 = 100.000 pF atau = 100 nF. Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya
kapasitansi kapasitor tersebut adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF.
Tegangan Kerja (working voltage)
Tegangan kerja adalah tegangan maksimum yang diijinkan sehingga kapasitor
masih dapat bekerja dengan baik. Misalnya kapasitor 10 µF / 25V, maka tegangan
yang bisa diberikan tidak boleh melebihi 25 volt dc, apabila diberikan tegangan
melebihi tegangan maksimum maka kapasitor tersebut akan meledak karena
kelebihan tegangan. Umumnya kapasitor - kapasitor polar bekerja pada tegangan DC
dan kapasitor non - polar bekerja pada tegangan AC.
Menguji Kondensator dengan Multimeter.
Untuk menguji apakah Kondensator dalam kondisi baik atau tidak dapat dilakukan
dengan Multimeter. Adapun langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut:
a. Mula - mula saklar multimeter diputar ke atas. Tanda panah ke atas tepatnya
R x Ohm.
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 7
b. Kalibrasi sampai jarum multimeter menunjukkan angka nol tepat saat kedua
kabel merah (+) dan kabel hitam (-) dihubungkan. Putar adjusment untuk
menyesuaikan.
c. Hubungkan kabel hitam (-) dengan kaki berkutub negatif kondensator,
sedangkan kabel merah (+) dengan kaki positif kondensator. Lihat jarum.
Apabila bergerak dan tidak kembali berarti komponen tersebut masih baik.
Jika bergerak dan kembali tetapi tidak seperti posisi semula berarti
komponen rusak. Sedangkan apabila jarum tidak bergerak sama sekali maka
dapat dipastikan kondensator putus.
Menguji Kondensator Variabel dengan Multimeter.
Menguji kondensator variabel bukan bertujuan untuk mengetahui tingkat
kebocoran. Hal ini disebabkan kondensator variabel tidak terbuat dari bahan - bahan
seperti layaknya yang dipakai dalam pembuatan elco, kondensator keramik dan lain
sebagainya.
Tujuan pengujian ini hanyalah untuk mengetahui hubungan/kontak langsung
antara rotor dan stator. Jika keduanya berhubungan maka tidak dapat dipakai karena
korsleting sehingga menimbulkan suara gemerisik pada radio. Biasanya kondensator
variabel yang demikian dapat diketahui dengan cara memutar - mutar kondensator
variabel guna memperoleh signal (gelombang) dan diiringi suara gemerisik yang
lebih tajam dari suara pancaran pemancar. Untuk mengetahui tingkat korsleting pada
sebuah kondensator variabel adalah dengan cara:
a. Pertama - tama memutar saklar multimeter pada posisi R x , 1 x atau K x
Ohm.
b. Kalibrasi seperti biasa.
c. Hubungkan kabel merah (+) dan kabel hitam (-) pada masing-masing kaki.
d. Putar rotornya, apabila jarum tak bergerak sama sekali berarti kondensator
variabel dalam keadaan baik, sedangkan jika bergerak-gerak maka komponen
ini terjadi kontak langsung / korsleting.
D. ARUS TRANSIEN DALAM RANGKAIAN RC.
Untai RC merupakan rangkaian yang sering digunakan dalam suatu rangkaian
elektronika dimana untai RC ini memegang peranan penting dalam suatu rangkaian
elektronik dalam hal ini terletak pada pengisian dan pengosongan muatan kapasitor.
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 8
Contohnya, dalam mengubah denyut, mengolah denyut dalam pesawat TV,
penundaan waktu, menghasilkan pengapitan tegangan, dll. Dari contoh-contoh
tersebut terjadi karena di pengaruhi oleh arus yang dinamakan arus transien yaitu
arus yang berhubungan dengan peristiwa pengisian lalu pengosongan muatan pada
kapasitor yang semakin mengecil seiring dengan berjalannya waktu, yang berarti
arus yang hanya timbul sebentar, sehingga dapat dikatakan bahwa arus transien ini
bukan arus tetap.
Dalam untai RC terdapat dua rangkaian yang mempunyai sifat yang berbeda
jika diberi kondisi yang berbeda pula dan sifat tersebut dapat diketahui jika diberi
sinyal persegi. Jika kondisi   T maka sebelum kapasitor terisi penuh, tegangan
Vsumber (Vs) sudah berbalik menjadi negatif, akibatnya kapasitor segera dikosongkan
dan disi muatan-muatan negatif menuju ke –Vp. Sebelum terisi penuh, Vs sudah
berubah tanda lagi. Sehingga bentuk sinyalnya akan berupa tegangan yang berbentuk
gelombang segitiga. Jika kondisi   T dalam kondisi ini kapasitor C terisi penuh
dalam waktu
T
, maka dari kondisi tersebut dapat diketahui bahwa rangkaian ini
2
dikenal dengan rangkaian pengintegral RC. Jika kondisi   T  maka bentuk sinyal
keluaran mirip dengan sinyal masukan, akan tetapi puncaknya miring. Jika kondisi
  T  dalam kondisi ini sinyal keluarannya akan sama seperti diferensial dari
isyarat masukan, jika RC < T, atau f > RC sinyal berbentuk denyut dengan tegangan
puncak 2Vp, dan untuk kondisi yang seperti dikenal dengan rangkaian pendiferensial
RC yang sering digunakan untuk mengubah tegangan berbentuk gelombang persegi
menjadi isyarat yang sempit.
Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut:
Misalkan kita ambil sebuah resistor dengan hambatan R, sebuah kapasitor
dengan kapasitansi C, sebuah baterai, sebuah sakelar, lalu kita hubungkan seri
dengan kawat seperti pada gambar 2.5.
Baterai B mempunyai ggl sebesar , dan hambatan dalam r. Untuk mengukur
arus kita pergunakan Ampermeter (A) yang dipasang seri dengan rangkaian. Beda
tegangan antara kedua ujung kapasitor kita ukur dengan sebuah Voltmeter (V) yang
dipasang secara paralel. Dengan hambatan dalam yang tinggi, hingga arus tidak
mengalir melaluinya.
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 9
Mula-mula Sekalar (S) ditutup, maka
V
seketika amperemeter akan menunjukan adanya
R
a
C
b
arus listrik akan tetapi sebentar kemudian arus
ini berkurang dan akhirnya menjadi nol.
A
i
Ini
ditunjukan pada gambar 2.7.
B
+ -
S
Arus listrik yang berubah secara monoton
. r
seperti ini disebut arus transien.
Gambar 2.5 Rangkaian RC
Kemudian jika beda tegangan antara kedua ujung kapasitor kita amati dengan
sebuah Voltmeter, akan kita dapatkan beda potensial nol sebelum saklar ditutup, dan
setelah saklar (S) ditutup beda potensial naik mencapai suatu harga konstan, yaitu
ggl dari baterai B.
.
Cepat atau lambat turunnya arus, atau
i
naiknya tegangan Vc bergantung pada
harga hambatan R dan kapasitansi C.
t
0
untuk harga C tetap, semakin besar R
maka semakin lambat perubahan arus atau
beda potensial Vc, semakin kecil R maka
Gambar 2.7 Gelombang Pengosongan
semakin cepat perubahan yang terjadi.
Rangkaian RC
Untuk harga R tertentu semakin besar C maka semakin lambat perubahan, dan
semakin kecil C maka semakin cepat berubah.
Rangkaian RC merupakan gabungan dari rangkaian resistif murni (R) dan
rangkaian kapasitif murni (C).
E. TAPIS.
Bentuk umum dari pengolahan sinyal (signal processing) yaitu perubahan
sinyal masukan menjadi frekuensi keluaran yang sebanding dengan harga komponen
yang digunakan. Signal processing dalam hal ini menggunakan tapis, tapis yang
ideal diilustrasikan pada gambar 2.8. dibawah ini.
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 10
Gambar 2.8 Respons frekwensi tapis ideal
(a) High-pass (b) Low-pass (c) Bandpass (d) Notch
High pass filter yang ideal akan meloloskan semua frekuensi diatas frekuensi
patah ƒx dan tanpa pelemahan serta akan menahan semua frekuensi dibawah ƒx.
Lowpass filter akan melakukan hal sebaliknya, dan bandpass filter hanya
melewatkan frekuensi diantara 2Δfo. Sebuah notch atau band reject filter adalah
komplemen dari bandpass filter. Filter yang tidak ideal tidak akan memperlihatkan
grafik yang menurun secara tajam (seperti pada gambar 2.8). Contoh rangkaian dan
tanggapan amplitudo filter lolos rendah yang pernah dipelajari di elektronika dasar
dapat dilihat pada gambar 2.9.
Rangkaian tapis digunakan untuk menahan frekuensi tertentu dan meloloskan
sebagian frekuensi tertentu, bergantung pada jenis tapis yang akan kita gunakan.
Sebagai contoh kita ambil tapis lolos rendah (gambar 2.9) dan tanggapan amplitudo
akan tampak pada gambar 2.10. Rangkaian tapis yang akan kita gunakan pada
praktikum ini yaitu Tapis pasif.
Gambar 2.9 Low - pass Filter
Gambar 2.10 Tanggapan Amplitudo
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 11
1. Tapis Lolos Rendah (Low Pass Filter).
Gambar 2.11 Tapis Lolos Rendah
Gambar 2.12 Bentuk Isyarat masukan Vi dan
1
 RC
keluaran V0 untuk
2T
Penguatan pada rangkaian merupakan fungsi dari frekuensi dimana dari
gambar 2.11 dapat diperoleh persamaan besar penguatan yaitu:
Vs  Vi

Rs
Vs  V0
 0 .......... (1)
1
Rb //
j C
Dimana: Rb //
1
jC
1
jC

1
Rb 
jC
Rb

Rb
............... (2)
1  jCRb
Dari (1) dan (2) untuk Vs → 0 akan menghasilkan:
 Vi

Rs
 V0
 0
Rb
1  jCRb

V0
1  jCRb
 Vi

Rb
Rs
.......... (3)
Penguatan rangkaian didapat dari perbandingan keluaran dan masukan:
Av =
V0
Rb
 Vi
Rs (1  jCRb )
………….. (4)
Penguatan DC didapat untuk  = 0, maka :
V0
R
 - b
Vi
Rs
2. Tapis Lolos Tinggi (High Pass Filter).
Analisis rangkaian didapat dari gambar 2.12., yaitu :
i1 = i2 ……………………………….. (6)
……. (5)
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Vi - Vx ≈ Vi = i1R2 +
Vx  V0
 V0

R1
R1
i2 
1
∫ i1 dt
C
Bab II - 12
………………….. (7)
 V0  - i2 R1  - i1 R1 ………………….. (8)
Substitusi pers (7) dan (8) didapat:
V0

V1
 i1 R1
1
i1 R2   i1dt
C
dengan transformasi laplace dari persamaan diatas diperoleh fungsi transfer
dalam kawasan t yaitu:
V0
V1




 i1 ( s ) R1
 CsR1
R1 
s



  

i1 ( s )
CsR2  1
 R2  s  1
i 1 ( s ) R2 

R2 C
C (s)







 R 
Dengan demikian Penguatan ≈   1 
 R2 
3. Tapis Lolos Tengah (Band Pass Filter)
Untuk membentuk tapis lolos tengah dilakukan penggabungan secara seri
kedua rangkaian (tapis lolos rendah dan lolos tinggi) diatas!. Jika digambarkan
secara grafik maka gebungan seri dari tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi
akan tampak pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.13 Frekuensi tapis lolos tengah merupakan
irisan frekuensi potong dari kedua filter diatas
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 13
C
R
Vi
Vo
Gambar 2.14 Tapis lolos Tinggi.
Gambar 2.15 Gelombang Tapis lolos Tinggi
4. Tapis Lolos Pita (Notch Filter)
Tapis lolos pita atau disebut juga dengan Notch filter dapat dirangkai dari
gabungan low pass filter dan High pass filter secara paralel. Lihat ilustrasinya
dibawah ini.
Gambar 2.16 Frekuensi tapis lolos pita merupakan
gabungan frekuensi dari kedua filter diatas
5. Rangkaian RLC parallel.
Rseri adalah hambatan DC inductor yang dapat diukur dengan memakai
multimeter. Rangkain ini kita hubungkan dengan suatu sumber arus tetap agar
beda tenganagn Vab sebanding dengan impedansi rangkaian.
Ro
SG
R
R
L
C
Gambar 2.17 Rangkaian RLC paralel
Vo
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 14
IV. PROSEDUR PERCOBAAN
A. Percobaan Pengisian muatan pada kapasitor.
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini, perhatikan polaritas kapasitor
sebelum menghubungkan a - b. Ukurlah dengan menggunakan voltmeter pada
skala 20 Volt agar hambatan dalamnya cukup besar, hal ini dilakukan untuk
mencegah kebocoran muatan kapasitor.
Ro
b
a
R
A
C
C
V
CATU DAYA
Gambar 2.18 Rangkaian RC Pengisian muatan pada kapasitor
2. Tuliskan pengukuran dalam bentuk table dari pengukuran arus I dan tegangan V
setiap 5 detik secara bergantian. Lakukan pengukuran selama 5 kali waktu RC
untuk a - b terhubung.
3.
Lukiskan grafik V (t) dan I (t) pada kertas grafik.
4. Setelah kapasitor terisi penuh, buka / putuskan hubungan a – b selanjutnya ganti
voltmeter dengan hubung singkat lalu perhatikan apa yang terjadi.
5. Simulasikan rangkaian diatas pada program EWB.
B. Percobaan Pengosongan muatan kapasitor.
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini:
b
a
c
C1
C2
V
A
CATU DAYA
Gambar 2.19 Rangkaian RC Pengosongan muatan pada kapasitor
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 15
Kapasitor bisa diisi dengan cepat dengan cara menghubungkan langsung ke
sumber tegangan. Ukurlah dengan menggunakan voltmeter pada skala 50 Volt
dan tidak mengubahnya selama pengukuran
2. Hubungkan a - c sambil mengukur tegangan kapasitor.
3. Lepaskan a - c setelah kapasitor terisi penuh, lalu hubungkan c - b agar kapasitor
membuang muatan melalui R.
4.
Tuliskan pengukuran dalam bentuk table dari pengukuran arus I dan tegangan V
setiap 5 detik secara bergantian. Lakukan pengukuran selama 5 kali waktu RC
untuk c - b terhubung.
5.
Lukiskan grafik V (t) dan I (t) pada kertas grafik.
6. Simulasikan rangkaian diatas pada program EWB.
C. Percobaan Tanggapan untai Integrator terhadap isyarat persegi
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini:
Ro
SG
C
R
CATU DAYA
Gambar 2.20 Rangkaian RC untuk Tanggapan terhadap isyarat persegi
2. Buat agar keluaran sinyal generator sinusoida 4Vpp.
3. Ubah frekuensi sinyal generator dari 10 Hz sampai 100 kHz dan amati daerah
frekuensi untuk isyarat keluaran membesar / mengecil.
4. Amati keluaran pada frekuensi 10 kHz
5. Simulasikan rangkaian diatas pada program EWB.
D. Percobaan Tanggapan untai diferensiator terhadap isyarat persegi.
1. Susunlah rangkaian seperti gambar 2.20:
2. Buat gambar keluaran sinyal generator sinusoida 4Vpp.
3. Ubah frekuensi sinyal generator dari 10 Hz sampai 100 kHz dan amati daerah
frekuensi untuk isyarat keluaran membesar / mengecil.
4. Buat agar keluaran sinyal generator sinusoida 4Vpp.
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 16
5. Amati keluaran pada frekuensi 10 kHz.
6. Simulasikan rangkaian diatas pada program EWB.
E. Percobaan Tapis Lolos Rendah.
1. Susunlah rangkaian seperti gambar 2.11.
2. Ukur tanggapan fasa kemudian lukiskan hasil pengukuran pada kertas grafik.
3. Simulasikan rangkaian diatas pada program EWB.
F. Percobaan Tapis Lolos Tinggi.
1. Susunlah rangkaian seperti gambar 2.11.
2. Ukur tanggapan fasa kemudian lukiskan hasil pengukuran pada kertas grafik.
3. Simulasikan rangkaian diatas pada program EWB.
G. Percobaan Rangkaian RLC Paralel.
1. Susunlah rangkaian seperti gambar 2.17.
2. Ukur hambatan DC dari induktor lilitan dengan multimeter
3. Ukur Vab dengan menggunakan osiloskop pada berbagai nilai frekuensi di
sekitar frekuensi resonansi.
4. Lukiskan lengkung resonansi untai RLC dari pengukuran. Hitung nilai Q dari
grafik lalu bandingkan dengan hasil perhitungan menurut teori
5. Simulasikan rangkaian diatas pada program EWB.
V. PERTANYAAN
1. Jelaskan masing - masing fungsi pada panel oscilloscope.
2. Berikan kesimpulan pengukuran dengan simulator komputer dibanding secara
perhitungan matematis.
3. Tuliskan persamaan perhitungan waktu pengosongan kapasitor dan jelaskan.
4. Apakah komputer bisa digunakan sebagai simulator pengukuran besaran listrik bila
bisa jelaskan dan sebutkan programnya.
5. Jelaskan apa yang dimaksud dengan gejala transient dan umumnya terjadi pada
kondisi apa? Berikan contohnya!
6. Jelaskan mengapa kapasitor memerlukan waktu untuk pengisisan dan pengosongan
muatannya.
Lab Fisika/DE AMIK - MDP Jl. Rajawali 14 Palembang
Bab II - 17
7. Jelaskan sifat umum dari untai integrator dan diferensiator. Jelaskan sifat – sifatnya
jika:
a.
>T
b.
<T
8. Turunkan fungsi transfer untuk untai diferensiator dan integrator! Tentukan
pula
nilai fp ( frekuensi kutub ) dan fasa
9. Apa yang harus dilakukan agar hambatan keluaran pembangkit isyarat tidak
membebani untai lolos rendah. Jelaskan!
10. Sebutkan ciri khas dari tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi!
11. Turunkan fungsi alih kompleks tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi seperti pada
gambar dan lukiskan bagan bode untuk amplitudo dan fasa serta buat grafiknya
dengan menghitung fungsi alih dari berbagai nilai frekuensi bila diketahui R=10 kΩ
dan C = 100 µf!
12. Pada gambar untai RLC, jjika diketahui VO=10 volt, R4=1M, R=10kΩ, L=10µH,
lukiskan lengkung resonansinya pada kertas grafik millimeter!
13. Tuliskan data pengukuran tanggapan amplitudo dan tanggapan fasa tapis lolos tinggi
dalam bentuk tabel seperti di bawah ini:
Frekuensi
(Hz)
Vinput
(Volt)
Voutput
(Volt)
50
100
150
1K
2K
4,8K
VI. Laporan
Lakukan analisis dan berikan kesimpulan dari praktikum
5K
10K
20K
50K