Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
1
SUSUNAN PENGURUS LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK
SEMESTER GANJIL 2013/2014
1. Dekan Fakultas Elektro dan Komunikasi : A. Ali Muayyadi, Ir., MSc., Phd.
2. Dosen Mata Praktikum : Achmad Rizal, S.T., M.T.
3. Koordinator Asisten : Indra Lesmana
4. Sekretaris-Bendahara : Shita Fitria Nurjihan
Vinda Sulvitri
Giashinta Larashati
Merghita Zahrah Yuliandari
5. Administrasi : Zahra Nur Azizah Hasri
Ihsan Budi Saputro
Meilissa Pratiwi Hartono
Suci Monica Sari
Rizki Aditia Irawan
Rama Diat Pragmatik
6. Praktikum : Citra Zaskia Pratiwi
Muhamad Nanda Pratama
Pratiwi Widhi Maya Sari
Nur Aeni
Vinsensius Sigit Widhi Prabowo
Pramesti Festa Perdananti
Yudi Hartawan
7. Hardware : Zaki Aminudin
Rachmadyan
Dhion Azrya
Dea Aghnia Mufida
Muhammad Yaser Noveramadya
Alfi M. Akbar Baria
8. Research and Development : Arif Firmansyah
Erza Yoga Pamungkas
Teguh Setiawan
Anastasia Clara
Yauri Mahaputra
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
2
TATA TERTIB PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK
LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM
TUGAS PENDAHULUAN 1.1. Praktikan wajib mengerjakan Tugas Pendahuluan sebelum praktikum. Dan dikerjakan
sesuai aturan yang dicantumkan pada setiap soal tugas pendahuluan. 1.2. Tugas Pendahuluan ditulis tangan di buku khusus tugas pendahuluan (bersampul biru
dongker dan bersampul plastik, dengan format cover seperti dibawah) dan dikumpul serentak pada saat yang ditentukan.
1.3. Penulisan Tugas Pendahuluan menggunakan alat tulis bolpoint (pensil tidak boleh), termasuk gambar dan hitungan.
1.4. Tidak mengerjakan Tugas Pendahuluan tetap diperbolehkan mengikuti praktikum tetapi nilai tugas pendahuluan = 0.
1.5. Tugas Pendahuluan dikumpulan setiap hari Sabtu setelah TP dikeluarkan jam 08.00-10.00 WLRL.
1.6. Pengumpulan Tugas Pendahuluan boleh diwakilkan. Jika TP dititipkan dan ternyata tidak ada pada saat pengecekan oleh asisten, maka asisten tidak bertanggung jawab atas kehilangan TP tersebut. Dan praktikan yang kehilangan TP tersebut mendapatkan nilai TP = 0.
1.7. Tugas Pendahuluan yang dikumpul harus menggunakan cover yang diketik dan di- print. Contoh Terlampir.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
3
Berikut contoh format cover buku TP:
BUKU KHUSUS TUGAS PENDAHULUAN
PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK
Nama : Gylfi Siggurdsson
NIM : 115080000
Kelompok : TE-14
Waktu Praktikum : Rabu II / Shift IV
Rekan Praktikum : 1. Aaron Lennon
2. Michael Dawson
LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK
DEPARTEMEN ELEKTRO DAN KOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELKOM UNIVERSITY
BANDUNG 2013
FOTO DIRI
3 x 4
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
4
TEST AWAL 2.1. Test awal dilaksanakan pada saat awal praktikum dalam waktu maksimal 20 menit. 2.2. Apabila dalam pelaksanaan tes awal merupakan tes lisan dan praktikan tidak dapat
menjawab pertanyaan asisten maka praktikan dapat mempelajari dan mempersiapkan diri kembali di luar laboratorium. Bila praktikan masih tidak dapat menjawab setelah diberikan kesempatan lagi, maka tes awal sama dengan nol , dan tetap boleh melanjutkan praktikum.
KELENGKAPAN 3.1. Selama berhubungan dengan praktikum, praktikan wajib mengenakan seragam resmi
IT Telkom yaitu kemeja putih berkerah dimasukan, celana biru untuk putra, rok biru untuk putri, dan memakai sepatu serta berpenampilan rapi dan sopan. Tidak diperkenankan mengenakan jeans atau celana/rok hitam dan tidak memakai jaket.
3.2. Putra tidak diperkenankan berambut panjang (mengenai kerah, melebihi telinga, menutupi mata, dikuncir, atau menggunakan bando). Pria berambut panjang akan dikenai sanksi tidak boleh mengikuti praktikum. Bila praktikan memaksa untuk ikut praktikum, maka praktikan diperbolehkan memotong rambutnya terlebih dahulu.
3.2. Setiap pelaksanaan praktikum diwajibkan membawa kartu praktikum yang telah diberi photo ukuran 2x3, modul dan buku khusus tugas pendahuluan yang telah di cap dengan cap laboratorium.
3.3. Pelanggaran akan hal ini maka akan dikenakan sanksi pulang untuk mengambil kelengkapan praktikum tersebut lalu kembali melanjutkan praktikum apabila kelengkapan sudah dipenuhi (jika masih dalam batas waktu keterlambatan / 20 menit).
PELAKSANAAN 4.1. Praktikan dianjurkan untuk hadir 10 menit lebih awal sebelum praktikum dimulai. 4.2. Keterlambatan praktikum akan menyebabkan pengurangan terhadap nilai praktikum.
Keterlambatan lebih daril 20 menit maka praktikan tidak dapat mengikuti praktikum. 4.3. Praktikan hanya boleh membawa modul, jurnal, alat tulis, kalkulator, 2 lembar kertas
dan buku referensi rangkaian listrik ke area praktikum. Perlengkapan pribadi seperti dompet dan telepon genggam harap disimpan didalam tas. Tas wajib diletakkan ditempat yang telah disediakan.
4.4.Praktikan wajib mengumpulkan kartu praktikum yang akan ditandatangani oleh assisten. 4.5. Selama praktikum praktikan dilarang :
Merokok, makan, minum dalam ruangan laboratorium
Bercanda, bergurau selama praktikum
Membuang sampah di ruangan lab
Mengoperasikan alat-alat sebelum mendapat instruksi dari asisten
Meninggalkan ruangan tanpa seijin asisten
Memindahkan peralatan dan mencabut probe tanpa seijin asisten
Berlaku tidak sopan terhadap sesama praktikan maupun asisten
Melakukan kegiatan yang dapat mengganggu jalannya kegiatan praktikum
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
5
4.6. Praktikan yang telah menyelesaikan praktikum dapat meninggalkan laboratorium setelah assisten memastikan bahwa seluruh peralatan beserta komponennya telah dalam keadaan rapi, bersih, dan lengkap.
4.7. Pada saat memasuki waktu shalat maka kegiatan praktikum dihentikan. Praktikum dimulai kembali setelah 15 menit kemudian.
JURNAL PRAKTIKUM 5.1. Jurnal harus dikerjakan seluruhnya sesuai dengan data praktikum dan dikumpulkan
tepat paling lambat pada waktu shift praktikum yang bersangkutan berakhir. 5.2. Praktikan yang tidak mengumpulkan jurnal akan diberi nilai nol.
TUKAR JADWAL 6.1. Penukaran jadwal praktikum dapat dilaksanakan paling lambat 1 hari sebelum
praktikum yang bersangkutan dan dilaksanakan atas persetujuan asisten. 6.2. Tukar jadwal hanya diperkenankan 1 x per modul. 6.3. Praktikan yang hendak menukar jadwal harus mencari sendiri rekan yang akan diajak
untuk bertukar jadwal. 6.4. Kedua Praktikan yang bertukar jadwal wajib mengisi buku tukar jadwal dan form tukar
jadwal harus dibawa pada saat melaksanakan praktikum dengan jadwal yang baru dan diserahkan kepada asisten yang menjaga pada saat tersebut.
6.5. Praktikan tidak diperkenankan menyusup pada jadwal praktikum yang lain, jika hal tersebut terjadi maka praktikan dianggap tidak mengikuti modul tersebut.
PENILAIAN 7.1 Prosentase Penilaian Praktikum RL : a. Tugas Pendahuluan : 20 % b. Tes Awal : 20 % c. Praktikum : 35 % d. Jurnal : 25 % 7.2. Nilai akhir praktikum berdasarkan nilai rata-rata semua modul. 7.3. Praktikan wajib mengikuti seluruh modul praktikum 7.4. Tidak ada praktikum susulan untuk praktikan yang tidak mengikuti salah satu modul.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
6
LAIN- LAIN 8.1. Kerusakan dan kehilangan alat, komponen dan peralatan laboratorium akibat
kecerobohan praktikan menjadi tanggung jawab praktikan dan dapat dituntut penggantian / perbaikan alat / komponen tersebut.
8.3. Segala pelanggaran terhadap point-point diatas, maupun segala kealpaan karena kesalahan praktikan maka asisten berhak untuk mengeluarkan praktikan tersebut.
8.4. Hal-hal yang belum diatur dalam tata laksana ini akan ditetapkan kemudian.
Ditetapkan di Laboratorium Rangkaian
Listrik
Agustus, 2013
Dosen Mata Praktikum Laboratorium
Rangkaian Listrik
Ahmad Rizal, ST., MT.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
7
MODUL I
PENGENALAN ALAT UKUR DAN RANGKAIAN ARUS SEARAH
I. Tujuan Praktikum
1. Mengetahui cara mengukur arus, tegangan serta resistansi menggunakan multimeter
2. Dapat menggunakan osiloskop untuk mengukur tegangan, frekuensi dan beda phase
dari berbagai bentuk gelombang.
3. Dapat mengukur serta menghitung arus dan tegangan pada suat beban dalam
rangkaian yang bersifat linier dengan menerapkan teorema superposisi dan subtitusi.
II. Komponen Dan Alat Yang Digunakan
1. Multimeter
2. Osiloskop
3. Sumber tegangan DC
4. Function Generator
5. Project board
6. Resistor
7. Kapasitor
8. Kabel Jumper
III. Dasar Teori
1. Alat Ukur
A. Multimeter
Multimeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengetahui nilai
besaran-besaran listrik seperti tegangan, arus, hambatan, frekuensi, dan lain-lain.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
8
Mode pada multmeter :
1) Voltmeter
Untuk mengukur tegangan dari terminal atau ujung dari suatu rangkaian
dapat digunakan voltmeter yang ditempatkan paralel terhadap beban/
rangkaian yang hendak diketahui tegangannya.
Sesuai sifat dari rangkaian parallel, merangkai rangkaian secara parallel akan
membuat tegangan yang ada di voltmeter akan sama dengan tegangan
komponen yang akan diukur.
Voltmeter yang baik adalah voltmeter yang mempunyai hambatan dalam (Rv)
yang besar, semakin besar semakin baik. Karena hambatan dalam voltmeter
harus sebesar mungkin adalah untuk menghindari adanya arus yang terbagi
dalam rangkaian yang menyebabkan tegangan yang diukur bukanlah tegangan
sebenarnya sebelum voltmeter dirangkaian pada rangkaian.
2) Amperemeter
Amperemeter digunakan ntuk mengukur arus dari suatu rangkaian.
Amperemeter harus dirangkaikan secara seri dengan rangkaian yang akan diukur
arusnya.
Merangkai secara seri akan membuat arus yang melalui amperemeter akan
sama dengan arus yang diukur (sifat rangkaian seri).
Amperemeter yang baik adalah amperemeter yang memiliki hambatan dalam
(Ra) yang kecil, semakin kecil semakin baik. Karena Ra harus sekecil mungkin
adalah untuk menghindari droop tegangan pada rangkaian (ada tegangan yang
terbagi) sehingga arus yang diukur bukanlah arus yang mau diukur sebenarnya
sebelum amperemeter dirangkaikan pada rangkaian.
3) Ohmmeter
Ohmeter merupakan alat ukur hambatan listrik. Besarnya satuan hambatan
yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm-meter ini
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
9
menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yang lewat
pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan ke satuan ohm.
Prinsip kerjanya adalah benda dialiri listrik dan diukur tahanan/hambatan
listriknya. Tahanan/ hamabatan listrik adalah perbandingan antara tegangan
listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik
yang melewatinya.
B. Oiloskop
Osiloskop merupakan alat ukur dimana bentuk gelombang sinyal listrik yang
diukur akan tergambar pada layar Cathode Ray Tube (CRT) berupa grafik
amplitudo dalam domain waktu. Beberapa pengukuran pada osiloskop :
Pengukuran tegangan bolak-balik
Vpp
T
Keterangan :
Ketika
Nilai puncak =
Bila memakai x10 probe
Nilai puncak =
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
10
√
√
Pengukuran frekuensi dapat dilakukan dengan pengukuran langsung yaitu
Frekuensi =
( ) [ ]
dan dengan osiloskop dual trace yaitu dengan cara sinyal yang akan diukur
dihubungkan ke CH1, generator dengan frekuensi yang diketahui ke
CH2.Frekuensi generator diubah sampai periode sinyal yang diukur sama dengan
periode sinyal generator. Pada saat ini frekuensi generator sama dengan
frekuensi yang diukur.
Pengukuran beda phasa dapat pula dilakukan dengan menggunakan
osiloskop dual trace yaitu dengan Sinyal pertama dihubungkan ke CH1, sinyal
kedua ke kanal CH2. Pada osiloskop akan terlihat bentuk tegangan kedua sinyal
tersebut, dimana beda phase dapat diketahui.
2. Komponen
1) Resistor
Merupakan komponen pasif yang berfungsi pokok untuk membagi tegangan dan
membagi arus dalam rangkaian listrik. Nilai atau besar hambatan pada resistor
bermacam-macam dapat diketahui melalui gelang - gelang kode-kode warna pada
resistor.Salah satu cara untuk mengetahui harga resistansi suatu resistor adalah
dengan membaca kode warnanya.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
11
Dari kode warna suatu resistor dengan resistansi R ohm dan toleransi 10%
akan berarti bahwa resistor tersebut mempunyai resistansi antara (R - 10% x R)
dan (R + 10% x R).
Nilai resistor tergantung dari hambatan jenis bahan resistor itu sendiri
(tergantung dari bahan pembuatnya), panjang dari resistor itu sendiri dan luas
penampang dari resistor itu sendiri. Secara matematis :
Warna Angka pertama Angka ke dua Faktor pengali Toleransi
Hitam - 0 1 -
Coklat 1 1 10 1%
Merah 2 2 102 2%
Jingga 3 3 103 -
Kuning 4 4 104 4%
Hijau 5 5 105 -
Biru 6 6 106 -
Ungu 7 7 - -
Abu- abu 8 8 - -
Putih 9 9 - -
Warna emas - - 10-1 5%
Warna perak - - 10-2 10%
Tanpa warna - - - 20%
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
12
dimana :ρ = hambatan jenis, l = panjang dari resistor, = luas penampang
Satuan dari resistor : Ohm (Ω)
Hubungan seri paralel resistor
2) Induktor
Merupakan komponen yang terbentuk dari lilitan kawat atau tembaga yang
dapat menyimpan energi listrik berupa arus. Arus yang mengalir pada induktor
akan menghasilkan fluksi magnetik (φ ) yang membentuk loop yang melingkupi
kumparan. Jika ada N lilitan, maka total fluksi adalah :
Hubungan seri paralel induktor
Hubungan Seri
V1+V2+V3 = 0
V= (R1+R2+R3)
Hubungan paralel
- 1- 2- 3 = 0
= 1- 2- 3
Hubungan Seri
Hubungan Paralel
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307 rl.lab.ittelkom.ac.id
13
Hubungan Seri
V1+V2+V3-V = 0
V =V1+V2+V3
Hubungan Paralel
- 1- 2- 3 = 0
= 1- 2- 3
3) kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.
Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh
suatu bahan dielektrik. Nilai suatu kapasitor tergantung dari nilai permitivitas
bahan pembuat kapasitor, luas penampang dari kapsitor tersebut dan jarak antara
dua keping penyusun dari kapasitor tersebut. Secara matematis :
ε = permitivitas bahan
A = luas penampang bahan
d = jarak dua kepingan
Hubungan seri pararel kapasitor
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
14
Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan
angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya.
Misalnya pada kapasitor elektrolit dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar
22uF/25V.
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 (piko
farads). 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
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 = 100.000pF atau =
100nF. Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut
adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF
Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk
lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic,
electrolytic danelectrochemical.
Kapasitor Electrostatic
Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan
dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang
popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.
Tersedia dari besaran pF sampai beberapa uF, yang biasanya untuk aplikasi
rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan
dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene
terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene,
polycarbonate, metalized paper dan lainnya.Mylar, MKM, MKT adalah beberapa
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
15
contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film.
Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar.
Kapasitor Electrolytic
Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan
dielektriknyaadalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk
kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya. Kapasitor ini
dapat memiliki polaritas karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa
sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda.
Kapasitor Electrochemical
Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor
jenis iniadalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah
kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor
(leakage current) yang sangatkecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam
pengembangan untuk mendapatkankapasitansi yang besar namun kecil dan ringan,
misalnya untuk applikasi mobil elektrik dantelepon selular.
3. Rangkaian Arus Searah
A. Rangkaian Linier
Rangkaian linier adalah rangkaian yang terbentuk oleh sumber sumber linier
dan persamaan arus atau dan tegangan dari rangkaian tersebut memenuhi
persamaan linier. Suatu persamaan dikatan linier apabila memenuhi sifat
superposisi, yaitu ( ) ( ), dimana k adalah suatu konstanta
B. Rangkaian Superposisi
Suatu respon total/tegangan pada setiap titik dalam rangkaian linier yang
memiliki banyak sumber bebas dapat dipandang sebagai jumlah respon yang
disebabkan oleh masing-masing sumber secara independent dan sumber lain
diganti dengan resistansi dalamnya. berikut ilustrasinya
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
16
C. Rangkaian Substitusi
Suatu komponen pasif yang dilalui oleh arus I dapat diganti dengan sumber
tegangan , dengan resistansi dalamnya sama dengan nol
i. Ilustrasi
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
17
IV. Prosedur Praktikum
Pengukuran Resistansi
1. Ukurlah menggunakan multimeter resitor dengan nilai 2K, 2K2, 4k7, 10K
2. Catat hasil pengukuran
3. Bandingkan hasilnya dengan nilai sebenarnya
Pengukuran Tegangan DC
1. Rangkailah Rangkaian dibawah ini
2. Beri Tegangan input sumber DC 5 Volt
3. Ukur tegangan pada R3 dengan multimeter, ubah nilai R1 dari 2K2, 4K7, dan 1K
4. Catat hasil pengukuran
Pengukuran Arus DC
1. Buatlah Rangkaian seperti gambar :
2. Ukur arus pada B-C dengan multimeter. Ubah nilai R1 dari 4K7, 10K, 100K
3. Catat hasil pengukuran
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
18
Kalibrasi
1. Pasang probe osiloskop pada salah satu channel
2. Jika menggunakan probe aktif, set attenuator pada posisi x1 dan 1K
3. Pasang kutub positif probe ke titik kalibrasi
4. Tekan auto/measure. Pastikan nilai tegangan yang terukur sama dengan nilai
standar kalibrasi osiloskop yang digunakan.
Pengukuran Tegangan Bolak Balik
1. Atur output function generator pada frekuensi 5KHz, amplitudo : 2Vrms dan
3Vrms
2. Ukur menggunakan multimeter kemudian ukur menggunakan osiloskop
3. Masukkan nilai tegangan,frekuensi,periode yang terukur dalam jurnal
Pengukuran Beda Fasa
1. Buat rangkaian dibawah
2. Atur generator sinyal pada gelombang sinusoidal 5 Vpp dan frekuensi 1KHz
3. Hubungkan probe osiloskop Ch1 pada input rangkaian
4. Hubungkan probe osiloskop Ch2 pada output rangkaian
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
19
5. Tampilkan kedua sinyal tersebut
6. Ukur T dan dengan nilai R = 10K
7. Catat hasil perhitungan pada jurnal dan hitung beda fasanya
8. Lakukan kembali percobaan di atas dengan merubah komponen C menjadi L
Pengukuran Frekuensi
1. Pasang kabel probe pada function generator
2. Sambungkan function generator dengan channel 1 osiloskop
3. Atur frekuensi pada function generator 20 Hz, 20 KHz, dan 200 KHz
4. Amati nilai pada osiloskop dan catat hasilnya
Theorema Superposisi
Buatlah rangkaian dibawah
Saat tegangan V1 aktif
1. Beri tegangan DC pada V1 sebesar 12V
2. Hubungsingkatkan V2
3. Ukurlah I4 menggunakan multimeter
4. Catat hasil pengukuran
5. Ukur tegangan Vab dengan multimeter
6. Catat hasil pengukuran
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
20
Saat tegangan V2 aktif
1. Beri tegangan DC pada V2 sebesar 6V
2. Hubungsingkatkan V1
3. Ukurlah I4 menggunakan multimeter
4. Catat hasil pengukuran
5. Ukur tegangan Vab menggunakan multimeter
6. Catat hasil pengukuran
Saat tegangan V1 dan V2 aktif
1. Beri tegangan DC pada V1 sebesar 12V
2. Beri tegangan DC pada V2 sebesar 6V
3. Ukurlah I4 menggunakan multimeter
4. Catat hasil pengukuran
5. Ukur tegangan Vab menggunakan multimeter
6. Catat hasil pengukuran
Teorema Substitusi
Langkah pertama
A. Buatlah rangkaian dibawah
B. Beri tegangan DC pada V1 sebesar 12V
C. Ukurlah besar nilai I2 dengan multimeter
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
21
D. Ukurlah nilai I4 dengan multimeter
E. Ukurlah nilai Vab dengan multimeter
F. Catat hasil pengukuran
Langkah Kedua
1. Buatlah rangkaian dibawah ini
2. Beri tegangan DC pada V1 sebesar 12V
3. Tegangan DC pada V2 sebesar I4xR4 V
4. Ukurlah besar nilai I2 dengan multimeter
5. Ukurlah besar Vab dengan multimeter
6. Catat hasil pengukuran.
V. Referensi
Ramdhani, Mohamad. 2008. Rangkaian Listrik. Jakarta : Erlangga.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
22
MODUL II
TEOREMA THEVENIN DAN NORTON
I. Tujuan Praktikum
1. Dapat membuktikan teorema Thevenin dan Norton dengan percobaan
2. Dapat menentukan rangkaian pengganti Thevenin dan Norton dari suatu rangkaian
melalui suatu percobaan
3. Dapat menentukan tegangan maupun arus pada suatu beban melalui rangkaian
pengganti Thevenin dan Norton
4. Dapat membuktikan teorema Transfer Daya Maksimum melalui suatu percobaan
II. Komponen Dan Alat Yang Digunakan
1. Power Supply DC
2. Multimeter Digital
3. Resistor (100Ω, 220Ω, 4K7Ω)
4. Variable Resistor
5. Project Board
6. Jumper
III. Dasar Teori
1. Teorema Thevenin
Teorema Thevenin menyatakan bahwa sembarang jaringan linier yang terdiri atas
sumber tegangan dan resistansi, jika dipandang dari sembarang 2 simpul dalam
jaringan tersebut dapat digantikan oleh resistansi ekivalen Rth yang diserikan dengan
sumber tegangan ekivalen Vth.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
23
Langkah – langkah penyelesaian teorema thevenin :
Cari dan tentukan titik terminal a-b dimana parameter ditanyakan.
Lepaskan komponen pada titik a-b tersebut dan jadikan Open Circuit (OC),
lalu hitung tegangan di titik a-b tersebut (Vab = Vth).
Tentukan nilai resistansi ekivalen (Rab) dengan cara me-nonaktifkan semua
sumber aktif dan mengganti dengan tahanan dalamnya (OC untuk sumber
arus dan SC untuk sumber tegangan).
Gambarkan rangkaian pengganti Thevenin.
Tentukan parameter yang ditanyakan.
2. Teorema Norton
Teorema Norton menyatakan bahwa sembarang rangkaian yang dihubungkan ke
terminal a dan b dapat digantikan dengan sumber arus tunggal IN yang dipasang
parallel dengan resistansi tunggal RN.
.
Langkah-langkah penyelesaian teorema Norton :
Cari dan tentukan titik terminal a-b dimana parameter ditanyakan.
Lepaskan komponen pada titik a-b tersebut dan jadikan Short Circuit (SC), lalu
hitung arus di titik a-b tersebut (Iab = IN).
Tentukan nilai resistansi ekivalen (Rab) dengan cara me-nonaktifkan semua
sumber aktif dan mengganti dengan tahanan dalamnya (OC untuk sumber
arus dan SC untuk sumber tegangan).
Gambarkan rangkaian pengganti Norton.
Tentukan parameter yang ditanyakan.
IN
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
24
3. Transfer Daya Maksimum
Transfer daya maksimum terjadi jika nilai resistansi beban sama dengan nilai
resistansi sumber, baik dipasang seri dengan sumber tegangan ataupun dipasang
paralel dengan sumber arus.
Penurunan rumus :
(
)
Dengan asumsi Vg dan Rg tetap, dan PL merupakan fungsi RL, maka untuk mencari
nilai maksimum PL adalah :
(
)
( )
( )
[ ( )
( )
]
[
( )
( )
]
[
( ) ]
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
25
IV. Prosedur Praktikum
Pengukuran Secara Langsung
1. Pasang sumber tegangan DC 5 V pada titik a-b untuk rangkain berikut dan pasang
amperemeter pada titik c-d seri dengan beban R.
2. Ukur arus pada R dengan nilai berveriasi seperti pada jurnal.
3. Catat hasil percobaan pada jurnal
Mencari rangkaian pengganti Thevenin & Norton
Teorema Thevenin
1. Mencari Vth
Ukur tegangan open circuit terminal c-d dengan terlebih dahulu melepas beban
dan amperemeter, kita dapatkan Vth .
Catat nilai Vth pada jurnal
2. Mencari Rth
Matikan sumber tegangan dengan melepas sumber tegangan dan gantikan
dengan tahanan dalamnya, caranya dengan menghubungkan singkat antara
terminal a-b (karena menggunakan sumber tegangan)
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
26
Ukur resistansi pada terminal c-d dengan Ohmmeter, maka didapatkan Rth
3. Rangkaian Pengganti Thevenin
Rangkai rangkaian pengganti thevenin seperti berikut :
Atur tegangan DC sedemikian rupa sehingga nilainya sama dengan Vth yang
telah didapat pada percobaan sebelumnya. Ukur arus ( I ) pada R yang bervariasi
seperti yang ada pada jurnal ( perhatikan mode amperemeter DC).
Cari arus pada R dengan menggunakan amperemeter
Teorema Norton
1. Mencari IN :
Pasang sumber tegangan pada a-b, ukur arus hubung singkat pada c-d dengan
memasang amperemeter pada terminal c-d secara langsung (perhatikan mode
amperemeter DC) .
Lakukan langkah di atas untuk sumber DC
Catat nilai IN pada table yang tersedia pada jurnal
2. Mencari RN :
Nilai RN = Rth
Matikan sumber tegangan dengan melepas sumber tegangan dan gantikan
dengan tahanan dalamnya, caranya dengan menghubungkan singkat antara
terminal a-b
Ukur resistansi pada terminal c-d dengan Ohmmeter, maka didapatkan Rth
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
27
3. Pengukuran I pada rangkaian dengan menggunakan rangkaian Pengganti Norton
Berikan tegangan V sehingga akan didapatkan arus i1 sebesar IN (arus Norton).
Selanjutnya ukur arus i2
Catat arus i2 yang ditunjukkan multimeter pada beban
Membuktikan teorema Transfer Daya Maksimum
1. Buatlah rangkaian pengganti Thevenin dengan sumber Vth (DC)
2. Hubungkan RL yang berupa potensiometer ke rangkaian pengganti thevenin
3. Ukur I untuk nilai-nilai RL yang bervariasi.
V. Referensi
Ramdhani, Mohamad. 2008. Rangkaian Listrik. Jakarta : Erlangga.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
28
MODUL III
IMPEDANSI DAN FUNGSI TRANSFER
I. Tujuan Praktikum
1. Memahami definisi Fungsi Transfer.
2. Mengetahui perbedaan rangkaian differensiator dan integrator, serta beda fasa yang
terjadi pada rangkaian seri RC atau RL.
3. Mempelajari respon frekuensi dan dapat mengetahui jenis-jenis filter yang terjadi
pada rangkaian RL atau RC.
4. Mempelajari fungsi Cut-off Low Pass Filter dan High Pass Filter pada rangkaian RC atau
RL.
II. Komponen dan Alat yang Digunakan
1. Osiloskop
2. Project Board
3. Function Generator
4. Multimeter Digital
5. Resistor 4,7Kohm
6. Induktor 10 mH dan 10 µH
7. Kapasitor 22nF dan 10nF
8. Kabel Jumper
III. Dasar Teori
Pada analisis sebuah rangkaian AC, istilah impedansi sering kita jumpai. Impedansi
pada dasarnya adalah total hambatan suatu rangkaian apabila diberi sinyal input AC dan
mempunyai satuan Ohm. Cara menghitung impedansi sama seperti menghitung
resistansi, hanya saja komponen kapasitor dan induktor diganti menjadi bentuk
tahanannya, yaitu :
Kapasitor :
Induktor :
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
29
Resistor : R
dengan s adalah transformasi Laplace dari .
Adapun rumus umum impedansi yaitu:
, dimana dapat berupa ataupun
( , )
Fungsi Transfer
Fungsi transfer merupakan perbandingan antara besaran output dan input, bisa
tegangan terhadap tegangan, arus terhadap arus, tegangan terhadap arus dan
sebaliknya. Manfaat mengetahui fungsi transfer adalah untuk mencari penguatan
tegangan, penguatan arus, impedansi input dan output.
Bentuk umum fungsi transfer adalah :
( ) ( )
( )
Dalam percobaan ini, fungsi transfer adalah perbandingan antara tegangan output
dan input dalam kawasan(/domain) frekuensi.
Respon Frekuensi
Respon frekuensi merupakan respon rangkaian kutub empat terhadap perubahan
frekuensi. Dengan mengetahui respon frekuensi, kita dapat mengetahui rentang
frekuensi mana yang dilewati oleh rangkaian.
Respon frekuensi diperoleh dari magnitudo fungsi ( ) yaitu :
| ( )| √( ( ( ))) ( ( ( )))
Dari respon frekuensi dapat diketahui jenis filter suatu rangkaian. Hal yang paling
menentukan jenis filter tersebut adalah frekuensi cut-off. Frekuensi cut-off adalah
frekuensi yang mengakibatkan magnitudo fungsi ( ) bernilai
√ . Nilai frekuensi cut-
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
30
off dapat menjadi acuan parameter range frekuensi mana yang akan diredam dan
frekuensi mana yang akan dilewatkan.
Gambar Respon Frekuensi
(fo = frekuensi cut off, Bandwidth = fo H – fo L )
Rangkaian RL
Jika komponen R sebagai output tegangan
Fungsi transfer dalam domain S:
H(s) = ( )
( ) =
=
⁄
Fungsi transfer jika s = jw H(jw) =
⁄
Sehingga respon frekuensi : |H(jw)| =
√ ( ⁄ )
Jika komponen L sebagai output tegangan
Fungsi transfer dalam domain S :
H(s) = ( )
( ) =
=
⁄
Fungsi transfer jika s = jw :
H(jw) =
⁄ =
⁄
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
31
Sehingga respon frekuensi: |H(jw)| =
√ (
)
Rangkaian RC
Jika komponen R sebagai output tegangan
Fungsi transfer dalam domain S :
H(s) = ( )
( ) =
⁄ =
⁄
Fungsi transfer jika s = jw :
H(jw) =
⁄ =
⁄
Sehingga respon frekuensi: |H(jw)| =
√ (
)
Jika komponen C sebagai output tegangan
Fungsi transfer dalam domain S :
H(s) = ( )
( ) =
⁄
⁄
=
Fungsi transfer jika s = jw H(jw) =
Sehingga respon frekuensi: |H(jw)| =
√ ( )
Filter
Filter merupakan rangkaian gabungan antara kapasitor, induktor, dan resistor yang
berdasarkan frekuensi cut-offnya dapat melewatkan atau meredam kawasan frekuensi
tertentu.
Ada beberapa jenis filter, yaitu :
1. Bandstop Filter (BSF) digunakan untuk meredam satu frekuensi atau pita frekuensi
tertentu dan melewatkan frekuensi lainnya. Lebar pita frekuensi dipengaruhi nilai
frekuensi cut-off bawah dan nilai frekuensi cut-off atas.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
32
2. Bandpass Filter (BPF) digunakan untuk melewatkan kawasam frekuensi tertentu dan
meredam frekuensi lainnya diluar kawasan tersebut. Lebar pita frekuensi juga
dipengaruhi oleh nilai frekuensi cut off atas dan frekuensi cut-off bawah.
3. Low-pass Filter (LPF) digunakan untuk melewatkan semua frekuensi rendah sampai
dengan frekuensi cut-off dan meredam frekuensi lainnya.
Contoh :
a. Untuk rangkaian RL dengan output di R
respon frekuensi : |H(jw)| =
√ ( ⁄ )
kemudian kita bisa menggambar frekuensi magnitudo, saat:
| ( |
| ( |
| ( |
√
b. Untuk rangkaian RC dengan output di C
respon frekuensi: |H(jw)| =
√ ( )
kemudian kita bisa menggambar frekuensi magnitudo,saat:
| ( |
| ( |
| ( |
√
4. High-pass Filter (HPF) digunakan untuk melewatkan semua frekuensi dimulai dari
frekuensi cut-off hingga frekuensi tinggi dan meredam frekuensi lainnya.
Contoh:
a. Untuk rangkaian RL dengan output di L
respon frekuensi: |H(jw)| =
√ (
)
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
33
kemudian kita bisa menggambar frekuensi magnitudo, saat:
| ( |
| ( |
| ( |
√
b. Untuk rangkaian RC dengan output di R
respon frekuensi: |H(jw)| =
√ (
)
kemudian kita bisa menggambar frekuensi magnitudo, saat:
| ( |
| ( |
| ( |
√
Respon Fasa
Respon fasa merupakan respon rangkaian terhadap perubahan fasa.
Respon fasa diperoleh dari :
( ) ( ( ))
( ( ))
Rangkaian RC
Menurut hukum Kirchoff II(KVL), dapat ditulis
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
34
∫
Penurunan rumus integrator dan differensiator pada rangkaian RC:
Differensiator
Saat Vo = VR = I . R , R dibuat sekecil mungkin Vc >> VR
Maka didapat Vi = Vc =
, dimana
Sehingga Vo = VR =
Integrator
Saat Vo = Vc =
, C dibuat sekecil mungkin VR >> Vc
Maka didapat Vi = VR = I . R , dimana
Sehingga Vo = Vc =
Bentuk rangkaian Kondisi Komponen
Output
Jenis Sinyal
Input output
Differensiator
Integrator
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
35
Rangkaian RL
Analisis rangkaian RL seperti pada gambar di bawah ini
Menurut hukum Kirchoff II (KVL), maka :
Penurunan rumus integrator dan differensiator pada rangkaian RL:
Differensiator
Saat Vo = VL =
, L di buat sekecil mungkin VR >> VL
Maka didapat Vi = Vr = I . R , dimana I =
Sehingga Vo = VL =
Integrator
Saat Vo = VR = I . R, R dibuat sekecil mungkin VL >> VR
Maka didapat Vi = VL =
, dimana I =
Sehingga Vo = VR =
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
36
Bentuk rangkaian Kondisi Komponen
Output
Jenis Sinyal
Input output
Differensiator
Integrator
IV. Prosedur Praktikum
Gambar rangkaian
Pengamatan beda phasa
1. Rangkailah rangkaian di atas dengan menggunakan projectboard dengan
ketentuan: Vin = 6 Vpp ( sinus ) dan Frekuensi = 15 KHz
2. Pasang channel 1 yang Osiloskop pada Vin , yaitu titik 1 dan 4, Lalu baca tegangan
yang terukur di Osiloskop (masukkan dalam tabel)
3. Pasang channel 2 osiloskop pada komponen C, yaitu titik 2 dan 3
4. ukur beda phasa antara Vin dan Vc menggunakan osiloskop. Untuk masing-masing
nilai R dan C berbeda, nilai komponen R= 4,7KΩ, C = 22nF, dan C = 10nF (pasang
secara bergantian)
5. Masukkan hasil pengamatan dalam tabel.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
37
Pengamatan bentuk gelombang
1. Rangkailah rangkaian di atas dengan menggunakan projectboard dengan
ketentuan: Vin = 6 Vpp dan Frekuensi = 15 KHz ( sinyal input diubah-ubah sesuai
dengan ketentuan dalam tabel jurnal, lalu gambar)
2. Pasang channel 1 Osiloskop pada Vin , yaitu titik 1 dan 4, Lalu baca tegangan yang
terukur dan catat, serta gambar bentuk gelombang yang terlihat. (masukkan
dalam tabel)
3. Pasang channel 2 osiloskop pada titik 2 dan 3 lalu catat tegangan yang keluar
yang terbaca, serta amati dan gambar bentuk sinyal keluaran. Dengan nilai C =
22nF (masukkan dalam tabel), lalu ganti nilai C = 10 nF (masukkan dalam tabel).
4. Ulangi langkah diatas dengan mengganti komponen C dengan L seperti pada
gambar
Pasang osiloskop channel 2 pada titik2 dan 3. Catat tegangan yang keluar, serta
amati dan gambar bentuk sinyal keluaran. Dengan nilai L = 10mH dan catat dalam
tabel. Lalu ganti nilai L = 10µH dan masukkan dalam tabel.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
38
Pengamatan respon frekuensi
1. Rangkailah rangkaian di atas dengan menggunakan projectboard dengan
ketentuan: Vin = 6 Vpp dan Frekuensi = 15 KHz (baca tegangan yang terukur di
osiloskop)
2. pasang osiloskop channel 2 pada titik 2 dan 3, dengan nilai C = 22nF. Hitung Fco
pada R = 4.7KΩ dengan rumus.
3. Pasang posisi awal Function generator AC pada frekuensi = 0 Hz
4. Perlahan-lahan naikkan frekuensinya hingga gambar bentuk gelombang mulai
berubah.
5. Catat frekuensi saat terjadi frekuensi Cut-off.
6. Ulangi percobaan diatas dengan mengganti bentuk gelombang input menjadi
persegi
7. Ganti komponen C dengan L seperti pada gambar
kemudian pasang osiloskop channel 2 pada titik 2 dan 3, dengan nilai L = 10mH,
Hitung Fco pada R = 4.7KΩ dengan rumus.
8. Langkah selanjutnya sama seperti no.3 s/d no.4 dengan mengganti bentuk
gelombang input menjadi segitiga.
V. Referensi
Ramdhani, Mohamad. 2008. Rangkaian Listrik. Jakarta : Erlangga.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
39
MODUL IV
RESONANSI
I. Tujuan Praktikum
1. Mempelajari resonansi seri, paralel, dan seri parallel
2. Mempelajari bandwidth, frekuensi cut-off, dan faktor kualitas
II. Komponen Dan Alat Yang Digunakan
1. Generator sinyal
2. Resistor 10 KΩ, 100 KΩ, dan 1 KΩ
3. Kapasitor 10 nF dan 22 nF
4. Induktor 10 mH dan 220 mH
III. Dasar Teori
1. Resonansi merupakan kondisi di mana nilai | ( )| mencapai nilai maksimum atau
minimum.
2. Resonansi terjadi pada rangkaian arus bolak-balik yang memiliki komponen resistor,
induktor, dan kapasitor.
3. Frekuensi yang menyebabkan kondisi tersebut terjadi disebut dengan frekuensi
resonansi ( ).
4. Salah satu aplikasi dari efek resonansi ini adalah pada tuning radio analog yang
memanfaatkan rangkaian filter yang memiliki frekuensi resonansi sama dengan
frekuensi yang ingin diterima.
5. Ciri umum resonansi:
1. Rangkaian bersifat resistif (tahanan imajiner bernilai nol)
2. Fasa arus sama dengan fasa tegangan
6. Terdapat 3 jenis rangkaian resonansi :
1. Resonansi seri
2. Resonansi parallel
3. Resonansi seri parallel
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
40
7. Faktor kualitas (Q) merupakan ukuran selektivitas rangkaian resonator. Rangkaian
resonator merupakan rangkaian filter BPF dengan lebar pita sempit. Semakin besar
nilai Q, semakin sempit lebar pita.
Q =
Resonansi Seri
Resonansi seri terjadi bila reaktansi induktif sama dengan reaktansi kapasitif
XL= XC
Impedansi total untuk rangkaian disamping
adalah Ztot = R + j(XL - XC)
Bila XL = XC
Maka Ztot = R Resonansi
XL = XC dimana
dan ⁄
Maka didapat persamaan :
L = ⁄ fr
√
Faktor kualitas, Q = ⁄ = ⁄
Impedansi (Z) minimum sehingga arus (I) maksimum
Jika output berada pada R (titik A-B), maka rangkaian akan berfungsi sebagai BPF.
Band Pass Filter (BPF) adalah Filter yang meloloskan sinyal dengan frekuensi
diatas frekuensi cut off bawah dan dibawah frekuensi cutoff atas.
√
R1
100kΩ
L1
100mH
C1
22nF
A B C
Vs
120 Vrms
60 Hz
0°
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
41
Jika output berada pada L dan C (titik B-C), maka rangkaian akan berfungsi sebagai
BSF. Band Stop Filter adalah Filter yang menghambat sinyal dengan frekuensi
diatas frekuensi cut off bawah dan dibawah frekuensi cutoff atas.
Resonansi Paralel
Resonansi paralel terjadi bila suseptansi induktif sama dengan suseptansi kapasitif
Konduktansi
Ytot = G + j(BC – BL)
Jika BL = BC
BL = 1/( L) dan BC = C
Maka :
C = ⁄ fr
√
admitansi suseptansi Vs
R100kΩ
L1mH
C1µF
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
42
Faktor kualitas, Q = ⁄ = ⁄
Impedansi (Z) maksimum sehingga arus (I) minimum
Resonansi Seri dan Paralel
Resonansi yang terjadi pada rangkaian RLC yang merupakan kombinasi antara
hubungan seri dan paralel.
R1
100kΩ
L1
100mH
Vs
120 Vrms
60 Hz
0°
C1
22nF
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
43
IV. Prosedur Praktikum
Resonansi Seri RLC
1. Buat rangkaian seperti pada gambar
2. Atur Vs sehingga didapat kira-kira 4 Vpp menggunakan function generator
3. Pasang kanal 1 osiloskop pada sumber, yaitu titik 1(+) dan 6(-)
4. Pasang kanal 2 osiloskop pada R, yaitu titik 1(+) dan 2(-)
5. Cari kondisi resonansi dengan mengatur frekuensi function generator sampai didapat
amplitude sinyal tertinggi pada kanal 2 osiloskop.
6. Frekuensi yang menghasilkan V maksimum pada R adalah frekuensi resonansi
7. Cari lebar bandwidth dengan mencari frekuensi cut-off nya (sudah dijelaskan pada
modul III)
8. Hitung faktor kualitasnya
Resonansi Paralel RLC
1. Buat rangkaian seperti pada gambar
2. Atur Vs sehingga didapat kira-kira 4 Vpp
3. Pasang kanal 1 osiloskop pada sumber, yaiyu titik 1(+) dan 4 (-)
R1
100kΩ
L1
10mH
Vs
120 Vrms
60 Hz
0°
C1
22nF
1 2 3 4
56
Vs
R2100kΩ
12
34
L10mH
C22nF
R1
1kΩ
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
44
4. Pasang kanal 2 osiloskop pada R = 100K, yaitu titik2(+) dan 3(-)
5. Cari kondisi resonansi dengan mengatur frekuensi function generator sampai didapat
amplitude sinyal tertinggi pada kanal 2 osiloskop
6. Frekuensi yang menghasilkan V maksimum pada R = 100K adalah frekuensi resonansi
7. Cari lebar bandwidth dengan mencari frekuensi cut-off nya
8. Hitung faktor kualitasnya
Resonansi Seri-Paralel RLC
1. Buat rangkaian seperti pada gambar
2. Atur Vs sehingga didapat kira-kira 4 Vpp
3. Pasang kanal 1 osiloskop pada sumber, yaitu titik 1(+) dan 4(-)
4. Pasang kanal 2 osiloskop pada R = 10K, yaitu titik 2(+) dan 3(-)
5. Amati tegangan pada R = 10K
V. Referensi
Ramdhani, Mohamad. 2008. Rangkaian Listrik. Jakarta : Erlangga.
R1
100kΩ
L1
220mH
Vs
120 Vrms
60 Hz
0°
C1
22nF1
2
34
C2
10nF
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
45
MODUL V
TEOREMA KUTUB EMPAT
I. Tujuan Praktikum
1. Dapat menghitung parameter-parameter kutub empat.
2. Dapat mengukur parameter-parameter dari suatu kutub empat yang tidak diketahui isi
rangkaiannya.
3. Dapat menentukan sifat-sifat kutub empat berdasarkan parameternya.
II. Komponen Dan Alat Yang Digunakan
1. Multimeter
2. Sumber tegangan DC
3. Breadboard & jumper
4. Resistor 220 ohm, 100 ohm, 4K7
III. Dasar Teori
Rangakaian kutub empat (K-4) adalah suatu rangkaian yang memiliki sepasang
terminal pada sisi input dan sepasang terminal pada sisi output (transistor, op amp,
transformator dan lainnya).
Gambar 5.1 Rangkaian Kutub Empat
Pada rangkaian kutub empat ini diperlukan hubungan antara V1, V2 , I1 dan I2 yang
saling independent, dimana berbagai macam hubungan antara tegangan dan arus
disebut sebagai parameter.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
46
Pada teori rangkaian listrik kutub empat ini, ada beberapa macam analisis parameter
yang dapat digunakan, yaitu :
1. Parameter Z (Impedansi)
2. Parameter Y (Admitansi)
3. Parameter h&g (Hybrid)
4. Parameter ABCD (Transmisi)
Namun pada praktikum kali ini yang diperkenalkan adalah parameter Z dan
parameter Y.
1. Parameter Z
Parameter Z biasanya digunakan dalam sintesa filter, penganalisis jaringan
impedance matching, ataupun distribusi sistem tenaga. Gambar blok sederhana
rangkaian kutub empat dengan parameter Z :
Untuk persamaan kutub 4 dalam parameter Z adalah
V1 = Z11I1 + Z12 I2
V2 =Z21 I1 + Z22 I2
Untuk analisis K-4 dengan parameter Z berarti dengan memandang dari dua sisi yaitu
sisi primer (V1) dan sisi sekunder (V2).
Analisisnya adalah sebagai berikut :
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
47
Jika port 2 open circuit (I2 = 0), sehingga :
Jika port 1 open circuit (I1 = 0), sehingga :
Z11 = impedansi port primer ketika port sekunder open circuit (OC)
Z22 = impedansi port sekunder ketika port primer open circuit (OC)
Z12 = Z21 = impedansi transfer dimana perbandingan tegangan di satu port
dibandingkanarus di port lain.
Pada kasus kutub empat, analisis yang digunakan adalah dengan melihat kedua sisi
saat salah satu sisi dalam keadaan open circuit (OC), berarti bisa dikatakan bahwa
parameter Z adalah parameter OC.
Parameter Y
Parameter admintasi “Y” pada umumnya digunakan dalam sintesa filter,
perencanaan penganalisaan matching network, dan distribusi sistem tenaga. Gambar
blok sederhana rangkaian kutub empat dengan parameter Y :
Parameter “Y” memperlihatkan arus-arus yang dinyatakan oleh tegangan dengan
persamaan:
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
48
I1 = Y11V1 + Y12V2
I2 =Y21V1 + Y22V2
Y adalah admitansi, dimana Y = 1/Z ; Z = impedansi.
Dalam menganalisis rangkaian K-4 dengan menggunakan parameter Y prinsipnya
sama dengan analisis rangkaian dengan menggunakan parameter Z yaitu dengan
memandang kedua, sisi primer dan sisi sekunder.
Analisisnya adalah sebagai berikut :
Jika port 2 short circuit (V2 = 0), sehingga :
Jika port 1 short circuit (V1 = 0), sehingga :
Admitansi yang dihasilkan merupakan admitansi short circuit (SC) atau parameter
short circuit atau parameter Y.
Y11
=
Y12
=
Y21
=
Y22
=
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
49
IV. Prosedur Praktikum
Buatlah rangkaian seperti gambar berikut pada project board
Pengukuran Parameter Z
1. Berikan tegangan V2 = 5 volt dan biarkan V1 terbuka.
Ini berarti I1 = 0, kemudian ukur I2 (perhatikan arahnya). Isikan pada tabel data!
Kemudian ukur V1. Isikan pada tabel data!
R1100Ω
R2
220Ω R34.7kΩ
I1 I2
V1
+
-
V2
R1
220Ω
R2100Ω
R34.7kΩ
V25 V
XMM1
R1
R2
R2
R1
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
50
2. Berikan tegangan V1= 5 volt dan biarkan V2 terbuka.
Ini berarti I2 = 0, kemudian ukur I1 (perhatikan arahnya). Isikan pada tabel data!
R1
220Ω
R2100Ω
R34.7kΩ
V25 V
XMM1
R1100Ω
R2
220Ω R34.7kΩV1
I1 I2
V2
+
-
R1
220Ω
R2100Ω
R34.7kΩ
V15 V
XMM1
R1
R2
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
51
Kemudian ukur V2. Isikan pada tabel data !
Pengukuran Parameter Y (admitansi).
1. Berikan tegangan V2 = 5 volt dan biarkan V1 tertutup.
Ini berarti V1 = 0, kemudian ukur I1 (perhatikan arahnya). Isikan pada tabel data!
Kemudian ukur I2. Isikan pada tabel data !
R1
220Ω
R2100Ω
R34.7kΩ
V15 V
XMM1
R1100Ω
R2
220Ω R34.7kΩ
I1 I2
V1
+
-
V2
R1
220Ω
R2100Ω
R34.7kΩ
V25 V
XMM1
R1
R2
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
52
2. Berikan tegangan V1 = 5 volt dan biarkan V2 tertutup.
Ini berarti V2 = 0, kemudian ukur I2 (perhatikan arahnya). Isikan pada tabel data!
Kemudian ukur I1. Isikan pada tabel data!
R1
220Ω
R2100Ω
R34.7kΩ
V25 V
XMM1
R1100Ω
R2
220Ω R34.7kΩV1
I1 I2
V2
+
-
R1
220Ω
R2100Ω
R34.7kΩ
V15 V
XMM1
R1
R2
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
53
V. Referensi
Ramdhani, Mohamad. 2008. Rangkaian Listrik. Jakarta : Erlangga.
R1
220Ω
R2100Ω
R34.7kΩ
V15 V
XMM1
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
54
MODUL VI
PENGENALAN DAN APLIKASI MULTISIM 11
I. Tujuan Praktikum
1. Mengenalkan software untuk menganalisa rangkaian listrik
2. Praktikan mampu menganalisa rangkaian sederhana menggunakan Multisim.
II. Komponen dan Alat Yang Digunakan
1. PC
2. Software NI Circuit Design Suite 11.
III. Dasar Teori
Multisim merupakan sebuah aplikasi yang digunakan untuk mensimulasikan suatu
rangkaian elektronik.
Multisim dirancang untuk melakukan schematic, simulasi, dan mempersiapkan untuk
tahap lanjutan rangkaian, misalnya untuk merancang layout PCB untuk merealisasikan
rangkaian.
Dalam multisim dikenal dua tipe komponen, yaitu:
1. Komponen virtual
Komponen virtual adalah semua komponen yang dapat diatur nilainya dan dianggap
bersifat ideal (missal : function generator, osiloskop, DC power supply, dll)
2. Komponen Real / Non Virtual
Komponen real adalah komponen yang nilainya sudah tetap atau tidak dapat diubah
seperti komponen elektronika pada dunia nyata (missal : resistor, kapasitor,
inductor, dll)
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
55
Memulai lembar kerja baru
1. Pastikan PC sudah terinstal Multisim & Ultiboard 11
2. Klik start pada taskbar, kemudian pilih All Program > National Instrument > Circuit
Design Suite 11.0 > Multisim 11.0
3. Tampilan sirkuit multisim sudah bisa digunakan atau tekan Ctrl + N untuk memulai
lembar kerja baru
Memasang komponen pada lembar kerja
1. Ada tiga cara untuk memasang komponen pada lembar kerja
A. Langsung dengan memanfaatkan tombol-tombol palette pada component
toolbar, atau
B. Pilih Place > Component, atau
C. Ketik Ctrl + W untuk membuka jendela component
2. Setelah jendela Select a Component terbuka, pastikan textbox Database ada pada
pilihan Master Database
3. Untuk memilih komponen, pilih pada textbox Group sesuai dengan komponen yang
dimaksud kemudian pilih kategori komponen pada pilihan Family. Pilih komponen
pada component lalu klik Ok
4. Klik Close untuk menutup jendela component
5. Untuk menghubungkan satu komponen dengan lainnya, ada tiga cara yang bisa
digunakan
A. Langsung dari komponen. klik pada kaki komponen dan tarik sampai kaki
komponen yang selanjutnya, kemudian klik dobel
B. Pilih Place > wire
C. Ketik Ctrl + Q
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
56
6. Setelah semua komponen terhubung, letakkan titik ground sebagai simpul referensi
(node 0). Rangkaian tidak akan bisa di-Run apabila tidak ada titik Ground.
7. Ketik Ctrl + W hingga muncul jendela Select a Component, pilih Group pada Sources,
Family pada POWER_SOURCES, dan Component pada GROUND.
8. Untuk mengubah nilai dari setiap komponen, klik ganda pada label value pada
komponen agar muncul kotak dialog sesuai nama komponen yang di-klik, kemudian
nilai dan properties komponen dapat diubah-ubah. Klik OK.
9. Setelah semua lengkap, tekan atau Ctrl+S pada keyboard untuk menyimpan file
anda.
Menjalankan program :
1. Untuk menunjukkan hasil dari simulasi, anda membutuhkan virtual komponen untuk
menampilkan output simulasi.
2. Simulasi dengan bantuan virtual komponen yaitu dengan cara menambahkan
komponen output ke rangkaian, misal oscilloscope, dengan cara memilih pallete
di sebelah kanan, atau pilih tab Simulate pilih Instrument>Osciloscope.
3. Hubungkan oscilloscope tersebut ke titik ukur selayaknya praktikum dalam keadaan
nyata, kemudian klik tombol play atau pilih tab Simulate pilih Run, atau dengan
menekan F5 pada keyboard.
4. Kemudian klik ganda pada icon oscilloscope, maka akan muncul tampilan grafis
osciloscop beserta pengaturan-pengaturannya yang dapat disesuaikan dengan
kebutuhan.
5. Hasil simulasi juga bisa ditampilkan dengan bantuan Analysis yaitu dengan cara
memilih tab Simulate>Analysis>DC Sweep (contoh). Kemudian isikan data-data yang
diperlukan sesuai kebutuhan. Klik Simulate. Maka akan muncul gambar grafik
rangkaian yang diinginkan.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
57
IV. Prosedur Praktikum
1. Analisis DC
Nilai
Buatlah rangkain berikut pada lembar kerja skematik :
Kemudian ikuti langkah-langkah berikut:
a. Untuk analisis nilai komponen, dapat menggunakan virtual komponen multimeter
sebagai alat ukur. Klik pallete (multimeter) di sisi kanan.
b. Letakkan multimeter dengan kabel probe terpasang parallel dengan R2.
c. Klik ganda pada icon multimeter, pilih icon V seperti dibawah ini
R12kΩ
R2
2kΩ R3
1kΩV112 V
I15 A
XMM1
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
58
d. Klik icon Run , maka akan tampil hasil pengukuran seperti dibawah ini.
e. Coba dengan cara yang sama namun untuk menghitung IR2, namun pemasangan
probe multimeter harus secara seri dengan R2 dan pada dialog box aktifkan icon A
(amperemeter).
f. Lanjutkan pengukuran tegangan dan arus untuk setiap komponen.
Grafik
Buat rangkaian berikut pada lembar kerja skematik
V112 V
R1
1kΩ
R2
1kΩ
R3
1kΩ
R4
1kΩ
R5
1kΩ
R6
1kΩ
R7
1kΩI11 A
C11µF
L11mH
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
59
a. Dari tab Simulate, pilih Analyses, pilih DC Sweep. Akan muncul kotak dialog DC Sweep Anaysis, pada tab Analysis Parameter isikan Source dengan v1 (sumber tegangan dalam rangkaian disesuaikan dengan label komponen yang digunakan dalam rangkaian) Isikan Start value dengan -1, Stopvalue dengan 1, dan Increament dengan 0.5 (disesuaikan dengan kebutuhan analisis).
b. Untuk mengetahui nilai arus yang mengalir pada setiap komponen atau sumber, nilai tegangan pada setiap node, dan daya disipasi pada setiap komponen atau sumber, pilih tab Output (masih pada kotak dialog DC Sweep Analysis), pilih variable yang ingin diukur di kotak sebelah kiri, klik Add.
c. Jika variable yang kita inginkan tidak ada, misalnya I pada R1, pilih Add device/model parameter. Akan muncul kotak dialog :
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
60
Pilih Parameter Type : Device Parameter, Device Type : Resistor, Name : R1,
Parameter : i (arus), klik OK.
d. Kembali ke kotak dialog DC Sweep Analysis seperti pada point 3, pada Variable in Circuit pilih Device/Model Parameter, pilih I(R1) klik Add, klik Simulate.
e. Kemudian pada Grapher View akan ditampilkan grafik perubahan nilai I pada R1 sesuai nilai v1 yang variable dari -1V-1V dengan kenaikan 0.5 V.
f. Ulangi Pengukuran untuk R2 dan R3
2. Analisis AC
Buatlah rangkaian berikut pada lembar kerja schematic :
V1
120 Vrms
60 Hz
0°
R1
50Ω
C1150nF
L120mH
XSA1
TIN
A
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
61
Kemudian ikuti langkah-langkah berikut :
a. Klik ganda pada sumber AC. Untuk mengubah Property dari sumber. Set AC Analysis
Magnitude = 1 V dan AC Analysis Phase = 0.
b. Tambahkan spectrum analyzer. Hubungan node A dengan ujung IN pada Spectrum
Analyzer dan sambungkan ujung T Spectrum Analyzer dengan titik ground
c. Dari menu Multisim pilih Run
d. Langkah terakhir , klik ganda pada gambar Spectrum Analyzer. Jika skematik benar
maka akan muncul probe window sebagai berikut :
e. Add trace untuk I(R), bagaimana responnya?
3. Analisis Transient
Buatlah rangkaian berikut pada lembar kerja schematic :
1. Rangkaian RL
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
62
Kemudian ikuti langkah-langkah berikut :
a. Untuk sumber , dari menu Multisim pilih Place untuk menampilkan kotak dialog
Select a Componen. Pada Group pilih Sources. Pada Family pilih
SIGNAL_VOLTAGE_SOURCE. Kemudian pada Component pilih
EXPONENTIAL_VOLTAGE.
b. Klik ganda pada sumber untuk menampilkan kotak dialog
EXPONENTIAL_VOLTAGE. Pada Value, isi Rise Delay Time dengan 10 usec dan
Fall Delay Time dengan 10 msec.
c. Dari menu Multisim, pilih Simulate > Analyse type > Transient Analysis untuk
memunculkan kotak dialog Transient Analysis. Pada Analysis Parameters, isi
Start time dengan 0 sec, dan End time dengan 0.01 sec. Pada Output masukkan
variable yang akan dianalisis klik I(I1) pada Variables in circuit, kemudian klik
Add. Klik Simulate
d. Add Trace untuk V(1)
Kerjakan rangkaian berikut dengan langkah yang sama dengan sebelumnya :
2. Rangkaian RC
• Cari respon untuk I(R) dan V(1)-V(2) untuk nilai komponen diatas.
Modul Praktikum Laboratorium Rangkaian Listrik Rangkaian Listrik Telkom University 2013/2014 Gedung N307
63
3. Rangkaian untuk soal berikut sama dengan rangkaian no.1. Ganti niali C1 dengan
796pF, setting Exponential_Voltage (Rise Delay Time: 0.5us, Rise Time Constant:
50us, Fall Delay Time: 50.5us). Setting Transient Analysis (Analysis Parameters:
Start time(0sec) dan End Time (0.01sec)). Kemudian plot respon V(1)V(2).
Top Related