Rangkaian Seri RLC Arus Bolak-balik

18,509 views

Published on

Rangkaian Seri RLC Arus Bolak-balik , praktikum Elektronika Dasar 1, Fisika FMIPA ITS 2012

Published in: Education
0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
18,509
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
525
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Rangkaian Seri RLC Arus Bolak-balik

  1. 1. Abstrak- Percobaan Rangkain seri RLC arus bolakbalik ini bertujuan untuk menentukan karakteristiklampu pijar,menera skala inductor variable, danmenentukan frekuensi resonansi pada rangkaian seri arusbolak balik.Dilakukan dengan cara dipersiapkan alatnyaseperti Vari AC, power supply DC, kapasitor 104J(0,1μF),inductor variable,VOM, lampu pijar 25W/220 V setelah itudirangkai sesuai percobaaan lalu dicari teganngan danArus pada masing-masing percobaan , untuk percobaanpertama dicari tegangan dan arus ketika lampu dialiri ACmaupun DC, percobaan kedua dicari tegangan dan arusketika skala inductor variable dirubah untuk peneraannilai L, untuk percobaan tiga dicari tegangan VLC danarusnya dan dihubungkan dengan nilai inductor variablesehingga nanti dicari frekuensi resonansi. Sehingga padapercobaan ini dihasilkan bahwa lampu pijar pada AClebih terang dari pada Lampu pijar pada DC kerenaRac<Rdc sehingga Iac>Idc. Dan skala inductor variableyakni 2,5 10-6H setiap kenaikan 1 cm, untuk besarfrekuensi resonansi sebesar = 37475,1 Hertz..Kata kunci - arus,tegangan, Induktor,kapasitor,lampu pijar,inductor variable, frekuensi resonansi.I. PENDAHULUANangkaian pada umumnya didasarkan pada sumbertegangan serta komponen yang terlibatnya sehinggakalau berdasarkan pada sumbernya terdapat rangkaiansumberAC dan DC , untuk didasarkan pada komponenterdapat rangkaian yang disusun atas komponen resistor(R), Induktor (L), Kapasitor (C) , untuk bentuk variasinyadi antaranya rangkaian R-L, R-C, L-C dan RLC sehinggadari semua itu khususnya pada rangkaian RLC akanterdapat karakteristik dilihat dari segi arus atautegangan ,hambatan setiap komponen apabila di susunseri pada arus AC yang melatar belakangi percobaan ini.RDari sifat umum pada rangkaian RLC seri pada arusbolak balik tersebut dapat dijadikan dasar untukmengetahui karakteristik khusus dari setiap komponen R-L-C dimana apabila R berwujud lampu, L- berbentukinductor variable, C berwujud kapasitor sehingga akanmemiliki sifat tersendiri sehingga pada percobaan iniakan dilakukan indentifikasi hal tersebut.Sehingga percobaan ini dilakukan untukmementukan karakteristik lampu pijar, menera skalainductor variable,dan menentukan frekuensi resonansidari rangkaian seri arus bolak-balik.II. DASAR TEORISumber tegangan AC merupakan bentuktegangan yang membentuk grafik sinusiodal sehinggapada waktu tertentu bernilai positif atau bernilai negatifnamun dalam kenyataanyya tegangan tersebut tetapberniali positif karena fase tersebut sangat cepat. Bentukrangkaian pada tegangan Ac bermacam –macam salahsatunya yakni rangkaian seri RLC dimana R merupakanresitor, L merupakan induktor, C merupakan kapasitor.Karena rangkaian ini merupakan rangkaian seri maka aruspada setiap komponen bernilai sama dan pula ketikadigrafik sinusoidal maka nilai amplitudo dan fase masing-masing komponen bernilai sama[1][2].Namun apabila dilihat pada setiap komponennyamisal resistor pada sumber AC maka sifatnya yakniterjadi tegangan instan yang melewati resistor maksudnyatidak ada perlakuan atau perubahan tegangan lain padaresistor sehingga hal ini menyebabkan fase arus dantegangan sama pada resistor. Pada induktor memiliki sifatterdapat ggl hsail induktansi diri sehingga terjadiperubahan sifat bahwa tegangan mendahuluiarussebesar 90 derajat fasenya. Untuk kapasitor padategngan AC bersifat arus mendahului tegangan sebesar 90derajat faenya.dan secra umum persamaaan untukimpedansi (Z) (hambatan total) pada tegangan AC yakni22)( XCXLRZ −+= (1)Dimana XL merupakan reaktansi induktif yaknihambatan yang dihasilkan oleh induktor dengan rumusfLLXL πω 2== (2)Untuk nilai L sendiri bisa dicari dengan rumusbila diketahui tegangan dan arusIfVL Lπ2= (3)dan XC reaktansi kapasitif yakni reaktansi yangdihasilkan oleh kapasitor dengan rumusCXCω1= (4)dan nilainya apabila keduanya dihubungkan nilaireaktansi kapasitor berbanding terbalik dengan induktorapabila dihubungkan dengan sumber tegangan denganfrekuensi yang sama[3].Untuk proses resonansi terjadi ketika nilai Imaximum dan V minimum sehingga membuat XL=XCRangkaian Seri RLC Arus Bolak-balik (E4)Aris Widodo, Nike Ika N, lyla yuwanaJurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh NopemberJl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
  2. 2. sehingga nilai kedua frekuensi haruslah sama maka besarfrekuensi yakni resonansiLCfπ21= (2)[3].III. METODEPada percobaan rangkaian seri RLC pada arus bolakbalik ini, terdapattiga maacam percobaan yakni yangpertama, penentuan karakteristik lampu pijar . kedua,peneraan skala inductor variable. Ketiga, penentuanfrekuensi resonansi dari rangkaian seri RLC arus AC.Langkah pertama yang dilakukan yakni disiapkanalat dan bahan diantaranya vari AC, lampu pijar 25W/220V, inductor variable skala 1-9 cm. Kapasitor 104J (0,1μF), miliamper AC dan multitester, power Supply DC.Untuk percobaan pertama alat dirangkai seperti berikut.Gambar 1. Rangkain percobaan 1Setelah alat dirangkai lalu pertama hubungkandengan tegangan AC dahulu dengan variasi bertingkatyakni 5,10,15,20,25 volt untuk penetuan variasi bisadigunakan voltmeter yang dihubungkan pada sumbertegangan untuk pengaturannya setelah itu diamati dandicatat nilai yang ditunjukkan pada voltmeter danamperemeter. Untuk tegangan DC dilakukan dengan carasama namun diubah pengaturan multimeternya ke aturanDC.Untuk percobaan yang kedua alat dirangkai sebagaiberikutGambar 2. Rangkaian percobaan 2Setelah dirangkai alatnya lalu diatur teganganhingga dicapai 100V dibantu voltmeter yang dipasang disumber tegangan. setelah itu di atur skala inductorvariable dari skala 1-8 cm dengan kelipatan 1,setelah itudiamati dan dicatat nilai pada voltmeter dan ampermetersetiap variasi skala inductor variable.Untuk percobaan ketiga , langkah pertama alatdirangkai seperti gambar berikutGambar 3. Rangkaian percobaan 3Setelah itu atur tegangan sumber sebesar 100 V dibantudengan voltmeter yang dipasang di sumber tegangan.Setelah itu atur skala inductor variable dari rentang 1-8cm dengan variasi setiap kelipatan 1, lalu diamati dandicatat nilai ampermeter dan voltmeter (di lampu dan diinduktor-kapasitor).IV. HASIL DAN PEMBAHASANDari percobaan diatas di dapatkan untukpercobaan pertama yakni penentuan karakteristik lampupijar didapatkan data sebagai berikutTabel 1. Data hasil percobaan 1
  3. 3. Maka dapat dicari nilai hambatan padamasing-masing sumber berbeda yakni denganrumusan V=IR, maka didapatTabel 2. Nilai Hambatan ketika AC/DCR ac R dc0,69 1,250,84 1,270,94 2,551,19 2,621,39 2,19Dari hasil tersebut dapat di identifikasi bahwahambatan tersebut sehingga akan mempengaruhi nilaiarus yang lewat pada rangkaian semakin kecil hambatanmaka semakin besar arus dan sebaliknya sesuai persamanumum V=IR, dari analisa perhitungan di dapatkan namunsecara fisis maka semakin arus besar maka semakinbanyak elektron yang mengalir khususnya pada laminerlampu sehingga banyak lompatan elektron sehinggalampu semakin terang . maka lampu semakin terang padaAC daripada DC.Untuk percobaan kedua yakni menera skalainductor variable didapatkan data sebagai berikut.Tabel 3. Data hasil percobaan 2skalainductor arus V lampu VL1 39 90 0,2852 39 90 0,293 39 90 0,2924 39 90 0,35 39 90 0,316 39 90 0,337 39 90 0,418 39 90 0,5Dengan persamaaan (3) sehingga di dapat besarinduktansi yakniTabel 4. Besar Induktasi didasarkan pada skalaskala inductor L1 0,0000232 0,0000243 0,0000244 0,0000245 0,0000256 0,0000277 0,0000338 0,000041Dan apabila di grafiskan akan dihasilkan sebagaiberikut.Gambar 4. Skala induktansi variabel vs besar InduktansiDari gambar grafik tersebut dapat dianalisabahwa semakin besar skala inductor variable nyamaka semakin besar nilai induktansinya hal inidikarenakan pada alat inductor variable. Semakinbesar skalanya maka semakin dalam inti besipemvariasi dimasukkan maka pengaruh inti besibesar induktansi diri semakin besar karena dibantuinti besi tadi sehingga nilai induktansi semakinbesar. Sama prinsipnya seperti transformator bahwainti bisi digunakan untuk memperbesar nilai ggl,induktansi karena memperbesar fluks yang diterima.Untuk percobaan penentuan frekuensiresonansi didapatkan data sebagai berikutTabel 5. Data hasil percobaan 3skala arus VLC1 2,1 972 2,1 96VAC/DCAACADCVAC lampuVDC lampu5 7,2 4 5 510 11,9 5,5 10 715 15,9 5,5 15 1420 16,8 6,5 20 1725 18 10,5 25 23
  4. 4. 3 2,1 954 2,1 935 2,1 916 2,1 907 2,1 888 2,1 85Dari data tabel 4 sehingga dapat di perolehgambara grafik sebagai berikut.Gambar 4. VLC vs besar InduktansiDari data tersebut diketahui persamaan linearnyayakni y=-601224x + 108,55, dimana x = L , y =VLC , Untuk L resonansi maka VLC min =0 makadidapat L resonansi = 0,00018H, sehingga sesuaipersamaan (2) didapatkan frekuensi resonansisebesar = 37475,1 Hertz.V. KESIMPULANKesimpulan dari percobaan rangkain seriRLC arus bolak balik yakni lampu pijar pada AClebih terang dari pada Lampu pijar pada DC kerenaRac<Rdc sehingga Iac>Idc. Dan skala inductorvariable yakni 2,5 10-6H setiap kenaikan 1 cm,untuk besar frekuensi resonansi sebesar = 37475,1Hertz..DAFTAR PUSTAKA[1] Serway , Physics for Scientist and Engineer.California:Thomsonbooks,2004.[2] D. Halliday,Fundamentals Of Physics 9th Edition.USA:Johnwilley& sons,inc.,2011.[3] Sutrisno, Elektronika Teori dasar danpenerapannya.Bandung:penerbit ITB,1986.

×