laporan lengkap resonansi RLC

Click here to load reader

  • date post

    25-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    849
  • download

    100

Embed Size (px)

description

laporan ini merupakan laporan dari mata kuliah elektronika dasar !

Transcript of laporan lengkap resonansi RLC

  • Resonansi R-L-C

    Andi Riska

    Fitria Pebriyanti San, Muh.Ali Resky, Sri Merdekawati J

    Fisika 2012

    Abstrak Praktikum Resonansi Rangkaian RLC Seri ini dilakukan 3 kali pengambilan data dengan nilai resistor yang berbeda-beda yaitu 15 , 56 dan 100 . Praktikum ini memiliki tujuan yaitu (1) menyelidiki pengaruh perubahan frekuensi sumber terhadap karakteristik rangkaian RLC seri, berbedanya nilai

    frekuensi yang digunakan menyebabkan nilai tegangan ikut berubah, semakin tinggi nilai frekuensinya

    maka semakin besar pula nilai teganganya hingga mencapai frekuensi resonansi yang menyebabkan

    menurunnya nilai tegangan (2) menginterpretasikan kurva respon frekuensi rangkaian RLC seri, yaitu

    grafik hubungan antara kuat arus dengan frekuensi yang dipengaruhi oleh perubahan nilai resistor yang

    digunakan. Semakin kecil resistansi maka semakin sempit lengkungan grafik dan semakin besar

    resistansi maka semakin luas lengkungan grafik yang diperoleh. (3) menentukan frekuensi resonansi

    dan faktor kualitas rangkaian RLC seri dan parallel, dengan nilai resistor 15 , 56 dan 100 maka berturut turut nilai frekuensi resonansi dan factor kualitas yaitu 15600 Hz, 15600 Hz, 15200 Hz dan

    13, 4,88 , 3,8.

    Kata kunci: Rangkaian RLC, frekuensi resonansi , faktor kualitas, resistansi, kapasitansi dan

    induktansi.

    1. Metode Dasar

    Rangkaian R L C adalah

    suatu rangkaian listrik yang terdiri atas

    komponen resistor (R), induktor (L), dan

    kapasitor (C) yang disusun secara seri

    atau paralel. Konfigurasi ini membentuk

    suatu sistem osilator harmonik.

    Rangkaian R L C sering disebut

    rangkaian penala (tuner) dan rangkaian

    resonansi (Tim elektronika dasar,

    2013:18).

    Rangkaian R L C banyak

    digunakan dalam perangkat-perangkat

    osilator harmonik dan pesawat radio

    penerima. Rangkaian R L C berfungsi

    untuk memilih suatu rentang frekuensi

    yang cukup sempit dari spektrum total

    gelombang radio yang sangat lebar (Tim

    elektronika dasar, 2013:18-19)

    Tinjau sebuah sebuah rangkaian

    yang terdiri atas hambatan R, induktansi

    L dan kapasitor C yang terhubung secara

    seri dan dihubungkan dengan sebuah

    sumber tegangan yang berubah terhadap

    waktu vs (t) seperti pada Gambar 1.

    Arus Z

    VI S , dengan VS adalah

    tegangan rms kompleks sumber.

    (Abdul haris, dkk, 2008:85)

  • Dalam rangkaian seri RLC

    impedansi total rangkaian dapat

    dituliskan sebagai berikut:

    Ztot

    = R + j (XL X

    C) (1.1)

    Dari hubungan ini akan terlihat bahwa

    reaktansi induktif dan kapasitif selalu

    akan saling mengurangi. Bila kedua

    komponen ini sama besar, maka akan

    saling meniadakan, dan dikatakan bahwa

    rangkaian dalam keadaan resonansi.

    Resonansinya adalah resonansi seri. (Tim

    elektronika dasar, 2013:19)

    Keadaan resonansi dicapai pada

    saat XL

    = XC

    maka Ztot

    = R merupakan

    Zmin

    , sehingga akan diperoleh arus atau

    tegangan yang maksimum pada suatu

    harga frekuensi :

    CLo

    1 (1.2)

    atau

    1

    2of

    LC (1.3)

    Yang disebut frekuensi resonansi (Tim

    elektronika dasar, 2013:19)

    0 adalah frekuensi resonansi,

    yaitu CL

    o

    1 . Akibatnya :

    0

    =

    1

    0

    Besaran ini dikenal sebagai factor

    kualitas dinyatakan dengan Q (Abdul

    haris, dkk, 2008:85)

    Pada waktu resonansi, sangat mungkin

    terjadi bahwa tegangan pada L atau pada

    C lebih besar dari tegangan sumbernya.

    Pembesaran tegangan pada L atau pada C

    pada saat resonansi ini didefinisikan

    sebagai faktor kualitas Q. Makin besar

    nilai Q, makin sempit lengkung

    resonansinya, dan berarti makin tinggi

    kualitas resonansinya. (Q berasal dari

    kata quality) (Tim elektronika dasar,

    2013:19)

    2. Identifikasi Variabel

    a. Variabel manipulasi : Frekuensi (f)

    dalam satuan Hz

    b. Variabel respon :Tegangan (V)

    dalam satuan Volt (V) dn arus (I)

    dalam satuan ampere (A)

    c. Variabel kontol :Induktansi (L) dan

    Kapasitansi (C) dalam satuan farad

    (F) serta resistansi (R) dalam satuan

    ohm ()

    3. Defenisi Operasional Variabel

    a. Frekuensi adalah variabel manipulasi

    dalam satuan Hz yang nilainya diatur

    menggunakan alat Audio Function

    Generator.

    b. Tegangan adalah variabel respon

    dalam satuan volt (V) yang diukur

    menggunakan multimeter AC.

  • c. Arus adalah variabel respon dalam

    satuan ampere (A) yang diukur

    menggunakan Multimeter AC.

    d. Resistansi adalah variabel kontrol

    dalam sattuan ohm () dan dalam

    praktikum ini nilai resistansi yang

    digunakan yaitu 15 , 56 ,100 .

    e. Induktansi adalah variabel kontrol

    yang di peroleh dengan mengetahui

    nilai lilitan pada induktor yaitu 500

    lilitan, kemudian dengan menggunkan

    rumus di ketahui nilai induktansi yang

    digunkana yaitu 3,79 x 10-3.

    f. Kapasitansi adalah variabel kontrol

    dalam satuan farad (F) dan dalam

    praktikum ini nilai kapasitor yang

    digunakan yaitu 22 x 10-9 F.

    4. Alat dan Bahan

    a. Audio Function generator (AFG), 1

    buah

    b. Multimeter AC, 1 buah

    c. LCR Meter, 1 buah

    d. Papan Rangkaian, 1 buah

    e. Resistor, 1 buah

    f. Kapasitor, 1 buah

    g. Induktor, 1 buah

    h. Kabel Penghubung

    5. Prosedur kerja

    a. Merakit rangkaian seri RLC berikut

    di atas papan kit.

    b. menghubungkan vi rangkaian

    dengan output Audio Function

    Generator (AFG) pada gelombang

    sinus dengan amplitudo 5 Vrms

    (mengukur secara langsung dengan

    menggunakan digital AC voltmeter).

    c. Menghubungkan digital AC

    voltmeter pada keluaran rangkaian

    (titik a dan b).

    d. Untuk mengamati perubahan arus I

    (= VR/R) sebagai fungsi frekuensi dan

    pada frekuensi berapa terjadi

    keadaan resonansi, yaitu nilai arus

    (atau tegangan pada R) menjadi

    maksimum, menaikkan frekuensi

    AFG dengan cepat sambil

    mengamati besar tegangan pada

    digital AC voltmeter, setelah itu

    menurunkan kembali ke frekuensi

    100 Hz.

    Perlu diingat bahwa : Pada keadaan

    resonansi untuk RLC seri, impedansi

    rangkaian menjadi minimum atau

    arus menjadi maksimum. Namun

    dalam praktek, lebih mudah

    mengukur tegangan pada rangkaian

    daripada mengukur arus.

    Amperemeter AC yang peka sukar

    diperoleh apalagi yang mampu

    bekerja pada frekuensi tinggi.

    e. Menaikkan frekuensi AFG dengan

    interval 100 Hz dan mencatat besar

    tegangan pada R untuk setiap interval

    tersebut hingga memperoleh nilai

    L C

    R vi

    +

    _

    a

    b

  • tegangan yang kurang lebih sama

    pada saat frekuensi mula-mula.

    6. Data/ Analisis Data

    a. Tabel pengamatan

    n= 500 lilitan

    C= 22 x 10-9 F

    Data 1

    R=15

    Tabel 1.1 hubungan antara frekuensi

    dengan tegangan

    No f(Hz) Vo

    (10-3V)

    I (10-3A)

    (V/R)

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    11

    12

    13

    14

    15

    16

    17

    18

    19

    20

    21

    22

    23

    24

    25

    400

    800

    1200

    1600

    2000

    2400

    2800

    3200

    3600

    4000

    4400

    4800

    5200

    5600

    6000

    6400

    6800

    7200

    7600

    8000

    8400

    8800

    9200

    9600

    10000

    5.6

    5.8

    6

    6.2

    6.4

    6.7

    7

    7.2

    7.5

    7.8

    8

    8.2

    8.5

    8.7

    8.8

    9

    9.4

    9.7

    10

    10.7

    11

    11.4

    11.9

    12.3

    13.1

    0.37

    0.39

    0.4

    0.41

    0.43

    0.45

    0.47

    0.48

    0.5

    0.52

    0.53

    0.55

    0.57

    0.58

    0.59

    0.6

    0.63

    0.65

    0.67

    0.71

    0.73

    0.76

    0.79

    0.82

    0.87

    no

    26

    27

    28

    29

    30

    31

    32

    33

    34

    35

    36

    37

    38

    39

    40

    41

    42

    43

    44

    45

    46

    47

    48

    49

    50

    51

    52

    53

    54

    55

    56

    57

    58

    59

    60

    61

    62

    63

    64

    65

    66

    f(Hz)

    10400

    10800

    11200

    11600

    12000

    12400

    12800

    13200

    13600

    14000

    14400

    14800

    15200

    15600

    16000

    16400

    16800

    17200

    17600

    18000

    18400

    18800

    19200

    19600

    20000

    20400

    20800

    21200

    21600

    22000

    22400

    22800

    23200

    23600

    24000

    24400

    24800

    25200

    25600

    26000

    26400

    V(mV)

    13.9

    14.7

    15.6

    17

    18.6

    20.7

    23.3

    26.9

    31.9

    39.2

    50.4

    68.9

    99.6

    125.1

    100

    66.8

    46.7

    34.7

    27.1

    21.8

    18.2

    15.5

    13.5

    12

    10.8

    9.9