RLC Seri Dan RLC Paralel

MODUL 4






MODUL  4

                                                       RLC Seri Dan RLC Paralel


1. Pendahuluan[Kembali]

 rangkaian RLC, yaitu rangkaian yang terdiri dari kombinasi resistor, inductor, dan kapasitor.Masing-masing komponen ini memiliki pengaruh yang berbeda terhadap arus dan tegangan listrik.

Mempelajari Rangkaian ini  dengan memahami perilaku rangkaian RLC ketika dialiri oleh arus bolak-balik (AC). Terdapat 2 Rangkaian RLC, yaitu rangkaian RLC seri dan rangkaian RLC paralel.

Pada rangkaian seri, semua komponen dihubungkan  secara Seri  dan arus yang mengalir pada tiap-tiap komponen akan Sama. Sedangkan pada rangkaian paralel,tegangan pada setiap komponen akan sama sementara arus total akan menjadi penjumlahan arus pada masing-masing cabang.

Dengan memahami karakteristik RLC seri dan paralel, maka kita bisa menghitung impedansi (hambatan total) rangkaian, menganalisis pergeseran fasa antara arus dan tegangan, serta memahami konsep resonansi yang terjadi pada rangkaian RLC Serta dapat  menganalisis berbagai perilaku rangkaian elektronika yang menggunakan komponen ini.

2. Tujuan[Kembali]  

  1. 1. Dapat mengetahui bagaimana prinsip kerja rangkaian RLC seri dan RLC paralel

    2. Dapat membuktikan impedansi (Z) dari sebuah rangkaian RLC seri dan RLC paralel

    3. Dapat mempelajari hubungan antara impedansi dengan reaktansi kapasitif, reaktansi induktif, dan sudut fasa pada rangkaian RLC seri dan RLC paralel

    4. Dapat membuktikan hubungan antara tegangan (V), tegangan melewati R (VR), dan tegangan melewati C (VC), tegangan melewati L (VL).

     

      

3. Alat dan Bahan[Kembali]

    1. A. Alat

      1. Instrument


      Multimeter



      2. Module



      3. Base Station

      4. Jumper

        Jumper



      B. Bahan



      Resistor

      Kapasitor

      Induktor

          
      Lampu

       




4. Dasar Teori[Kembali]

  • A. Resistor


    Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

    Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

    Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

    Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :
    Tabel Kode Warna Resistor

    Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :
    Cara menghitung nilai resistor 4 gelang

    Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
    Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
    Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
    Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

    Contoh :

    Gelang ke 1 : Coklat = 1
    Gelang ke 2 : Hitam = 0
    Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
    Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
    Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

    Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :
    Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna

    Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
    Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
    Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
    Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
    Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

    Contoh :

    Gelang ke 1 : Coklat = 1
    Gelang ke 2 : Hitam = 0
    Gelang ke 3 : Hijau = 5
    Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
    Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
    Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.



    Contoh-contoh perhitungan lainnya :

    Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
    Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

    Cara menghitung Toleransi :
    2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
    2200 – 5% = 2.090
    2200 + 5% = 2.310
    ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm

    B. Kapasitor

    Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf "C" adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut. 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 kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub 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. 

    C. Induktor

    Induktor adalah komponen pasif yang terdiri dari kumparan kawat yang melingkar pada inti magnetik. Ketika arus listrik mengalir melalui kumparan tersebut, sebuah medan magnet dihasilkan di sekitar induktor. 

    Perubahan arus listrik dalam induktor menghasilkan tegangan balik yang dikenal sebagai induktansi. Pengukuran induktansi biasanya dilakukan dalam satuan henry (H).

    D. Rangkaian RLC

    Rangkaian RLC adalah rangkaian listrik yang tersusun atas resistor, induktor, dan kapasitor baik secara seri maupun paralel. Rangkaian ini dapat dikatakan rangkaian RLC karena sesuai dengan lambang dari masing masing komponennya yaitu, ketahanan atau hambatan (R), induktor (L), dan kapasitor (C)

            1. RLC Seri

    Rangkaian seri RLC pada arus bolak-balik terdiri dari resistor (R), induktor (L) dan kapasitor (C) yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC dan disusun secara seri. Hambatan yang dihasilkan oleh resistor disebut resistansi, hambatan yang dihasilkan oleh induktor disebut reaktansi induktif (XL), dan hambatan yang dihasilkan oleh kapasitor disebut reaktansi kapasitif (XC). Ketiga besar hambatan tersebut ketika digabungkan dalam disebut impedansi (Z) atau hambatan total.

    Ketiga hambatan tersebut (R, XL dan XC) mengalir arus (i) yang sama sehingga diagram fasor arus diletakkan pada t=0. Tegangan pada resistor (VR) berada pada fasa yang sama dengan arus, tegangan (VL) pada reaktansi induktif (XL) mendahului arus sejauh 90º, dan tegangan (VC) pada reaktansi kapasitif (XC) tertinggal oleh arus sejauh 90º

    Impedansi pada rangkaian RLC seri bisa dihitung dengan rumus :


    Sedangkan impedansi juga dapat dihitung dengan menggunakan sudut :

            2. RLC Parallel



    Rangkaian RLC paralel adalah sebuah rangkaian listrik yang terdiri dari resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) yang terhubung secara paralel. 

    Impedansi dari rangkaian RLC paralel dapat dihitung dengan :

    Pada rangkaian RLC paralel di atas, kita dapat melihat bahwa tegangan suplai, V S, berlaku umum untuk ketiga komponen sedangkan arus suplai I S terdiri dari tiga bagian. Arus yang mengalir melalui resistor, I R , arus yang mengalir melalui induktor, I L dan arus yang melalui kapasitor, I C . Tetapi arus yang mengalir melalui setiap cabang dan oleh karena itu setiap komponen akan berbeda satu sama lain dan juga terhadap arus suplai, I S . Total arus yang diambil dari suplai tidak akan menjadi jumlah matematis dari tiga arus cabang individual namun jumlah vektornya.



          Download Tugas Pendahuluan 

  • Download Laporan Akhir 
at Tidak ada komentar:

MESH NODAL THEVENIN

MESH, THEVENIN, NODAL


 


     1. Prosedur[kembali]

  • A. Mesh Current

    a. Susun rangkaian seperti gambar di bawah
    b. Dengan menggunakan ohmmeter, ukur resistansi dari masing-masing resistor dan catat nilainya pada tabel
    c. Tutup S1 dan nyalakan power supply. Atur tegangan output dari power supply 15 V. Cek  nilai ini dan pertahankan tegangan selama percobaan
    d. Ukur tegangan yang melintasi masing-masing resistor dan catat hasilnya pada tabel
    e. Gunakan Hukum Ohm dan nilai resistansi terukur untuk menghitung besar arus yang melewati masing-masing resistor. Catat hasilnya pada Tabel
    f. Gunakan nilai terbaca pada resistor dan tiga mesh pada gambar untuk menghitung arus mesh I1, I2, dan I3. Catat hasilnya pada tabel. Buat semua perhitungannya
    g. Dengan arus mesh yang telah didapatkan, hitung arus yang melewati R2 dan R4.

    B. Thevenin's Theorem

    a. Susun rangkaian seperti Gambar 1.a 

    b. Gunakan RL 330 ohm. Tutup S2 dan S1, hidupkan power. Atur nilai Vps pada 15 V, ukur arus yang melintasi resistor beban RL (IL) catat nilai ini pada tabel 1 kolom IL rangkaian asli.

    c. Buka beban RL, buka S2. Ukur tegangan yang melintasi BC (VTh). Catat nilai yang didapat pada tabel 1 kolom VTh terukur.

    d. Dalam kondisi V off, kemudian hubung singkat AD untuk mengukur resistansi pada BC, yaitu RTh. Catat nilai yang didapat pada tabel 1 kolom RTh Ekivalen Thevenin.

    e. Ulangi langkah a sampai d untuk beban 1000 dan 3300 ohm.

    f. Susun rangkaian seperti gambar 1.b. Tutup S1, atur posisi power supply sehingga Vps = VTh, dan resistansi yang melintasi potensiometer sama dengan Rth.

    g. Ukur IL dan catat nilainya dalam tabel 1 kolom ekivalen thevenin, lalu matikan power supply.

    h. Dengan menggunakan nilai VPS, R1, R2, R3, dan R4 hitung nilai VTh dari gambar 1.a  kemudian catat jawaban dalam tabel 1 kolom VTh terhitung.

    i. Hitung RTh seperti pada gambar 1.a dengan menggunakan nilai resistansi yang terukur pada R1, R2, R3, dan R4, catat jawaban dalam tabel 1 kolom RTh terhitung.

    j. Gunakan nilai VTh dan RTh terhitung dari langkah f dan g untuk menghitung nilai IL, catat jawaban dalam tabel 1 kolom IL terhitung.

    C. Nodal Analysis

    a. Buatlah rangkaian seperti gambar rangkaian simulasi di bawah

    b. Pilih resistor dengan resistansi sesuai dengan kondisi

    c. ukur tegangan dan arus memakai voltmeter dan amperemeter dan catat pada jurnal  percobaan.

 2. Hardware [kembali]

  • a. Mesh Current

    b. Thevenin's Theorem


    c. Nodal Analysis



 3. Rangkaian Simulasi Dan Prinsip Kerja [kembali]


A. Mesh Current


Prinsip Kerja:

    Metode arus Mesh merupakan prosedur langsung untuk menentukan arus pada setiap resistor dengan menggunakan persamaan simultan. Langkah pertamanya adalah membuat loop tertutup (disebut juga mesh) pada rangkaian. Loop tersebut tidak harus memiliki sumber tegangan, tetapi setiap sumber tegangan yang ada harus dimasukkan ke dalam loop. Loop haruslah meliputi seluruh resistor dan sumber tegangan. Dengan arus Mesh, dapat ditulis persamaan Kirchoff’s Voltage Law untuk setiap loop.

B. Thevenin's Theorem

Prinsip Kerja:

    Teorema Thevenin merupakan salah satu metode penyelesaian rangkaian listrik kompleks menjadi rangkaian sederhana yang terdiri atas tegangan thevenin dan hambatan thevenin yang terhubung secara seri. Beberapa aturan dalam menetapkan Vth dan Rth, yaitu:
1. Vth adalah tegangan yang terlihat melintasi terminal beban. Dimana pada rangkaian asli, beban resistansinya dilepas (open circuit). Jika dilakukan pengukuran, maka diletakkan multimeter pada titik open circuit tersebut.
2. Rth adalah resistansi yang terlihat dari terminal pada saat beban dilepas (open circuit) dan sumber tegangan yang dihubung singkat (short circuit).

C. Nodal Analysis


Analisis node adalah metode untuk menganalisis rangkaian listrik dengan menggunakan hukum arus Kirchhoff (KCL), yaitu jumlah arus yang masuk dan keluar dari suatu titik percabangan sama dengan nol. Analisis node membutuhkan penentuan simpul referensi (ground), yang merupakan titik acuan untuk mengukur tegangan node di rangkaian. Tegangan node adalah perbedaan potensial antara suatu simpul dengan simpul referensi.

Analisis node menghasilkan persamaan tegangan node independen sebanyak n-1, di mana n adalah jumlah simpul termasuk simpul referensi. Persamaan-persamaan ini dapat diselesaikan dengan metode eliminasi, substitusi, atau matriks untuk mendapatkan nilai tegangan node di setiap simpul.



 4. Video Demo [kembali]


Analisis Mesh


                                           

                                                            Vidio Penjelasan Blok






 5. Kondisi [kembali]

A. R1, R2, R3, R4, R5, R6= 100 ohm ; RL = 1k ohm

B.

C. A. R1, R2, R3, R4, R5, R6= 560 ohm ; RL = 620 ohm

 6. Vidio Penjelasan [kembali]



Mesh Current


Theorema Thevenin


Nodal Analisys


 7. Download File [kembali]

at Tidak ada komentar:
Langganan: Postingan (Atom)

Laporan Akhir Projek

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja 2. Flowchart dan Listing Program 3. Video Demo ...

  • (tanpa judul)
    PRATIKUM UC&UP [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Per...
  • M1
    PRATIKUM SISTEM DIGITAL [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Tujuan 2. Alat dan Bahan 3. Dasar Teori 4. Percobaan Per...
  • (tanpa judul)
    PRATIKUM UC&UP [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Per...