Tugas Pengganti Ujian Remedial Praktikum Rangkaian Listrik (RL)

LDTE Unand
Tugas Pengganti Ujian Remedial Praktikum Rangkaian Listrik (RL)


Buatlah simulasi seluruh rangkian percobaan praktikum RL dalam multisim, dan isilah jurnal berdasarkan nilai yang anda dapatkan dalam simulasi multisim
Tugas paling lambat dikumpul pada :
Hari             : Selasa
Tanggal       : 3 April 2012
Pukul           : 18.00 WIB
Jika tidak mengumpul maka dianggap gagal dalam pratikum RL




Tertanda


Tim Asisten LDTE

Mesh dan Superposisi

PROSEDUR PERCOBAAN
Persamaan Mesh
1.      Power Supply OFF, Switch S1 OPEN, hubungkan rangkaian seperti gambar 2.
2.      Dengan menggunakan ohmmeter, ukur resistansi dari masing-masing resistor dan catat nilainya pada tabel.
3.      Tutup S1 dan nyalakan power supply. Atur tegangan output dari supply 10 V. Cek nilai ini dan pertahankan tegangan selama percobaan.
4.      Ukur tegangan yang melintasi masing-masing resistor dan catat hasilnya pada tabel.
5.      Gunakan Hukum Ohm dan nilai resistansi terukur untuk menghitung besar arus yang melewati masing-masing resistor. Catat hasilnya pada Tabel.
6.      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.
7.      Dengan arus mesh yang telah didapatkan, hitung arus yang melewati R2 dan R4.

Persamaan Superposisi
1.      Rangkai peralatan seperti gambar 1, pastikan power supply dalam keadaan off.
2.      Set S1 ke posisi A dan S2 ke posisi B (kondisi V1 ON I2 OFF). Hidupkan power supply 1, atur tegangan pada Vps1=15 V. Ukur I1, I2 dan I3  juga VR1,VR2 dan VR3. Catat arus dan tegangan dalam tabel 1. Matikan VPS1.
3.      Set S1 pada posisi B dan S2 terhubung ke posisi A dan B sekaligus (kondisi V1 OFF I2 ON). Kemudian atur power supply 2 pada VPS2=5V. Ukur I1, I2 dan I3 juga VR1, VR2, dan VR3. Catat arus dan tegangan dalam tabel 2.
4.      Selanjutnya hidupkan kedua sumber pada VPS1 =15 V dan VPS2 =5 V .Set S1 ke posisi A dan S2 ke posisi B dan A sekaligus (kondisi V1 ON I2 ON). Ukur I1, I2 dan I3  juga VR1,VR2 dan VR3 .Catat arus dan tegangan dalam tabel 3.
5.      Dengan mengggunakan harga pengukuran R1, R2, R3, dan VPS1 = 15 V dan VPS2 = 10 V  hitung I1, I2 dan I3 yang dihasilkan kedua sumber dengan menggunakan teorema superposisi. Catat hasil pada tabel 3.

RANGKAIAN PERCOBAAN


   
JURNAL PERCOBAAN TEOREMA SUPERPOSISI

Tabel 1

Arus (mA)
Tegangan (V)
I1;
V1;
I2;
V2;
I3;
V3;
Saat VPS1 ON VPS2 OFF






Tabel 2
Saat VPS1 OFF VPS2 ON
Arus (mA)
Tegangan (V)
I1;
V1;
I2;
V2;
I3;
V3;

 

 

 

 

Tabel 3

Saat VPS1 dan VPS2 ON
Harga Terukur
Harga Perhitungan
Arus
Tegangan
VPS1 ON
VPS2 ON
VPS1 dan VPS2 ON
Arus
Tegangan
Arus
Tegangan
Arus
Tegangan
I1;
V1;
I1;
V1;
I1;
V1;
I1;
V1;
I2;
V2;
I2;
V2;
I2;
V2;
I2;
V2;
I3;
V3;
I3;
V3;
I3;
V3;
I3;
V3;



JURNAL PERCOBAAN TEOREMA MESH


Resistor
Resistansi
Tegangan terukur
Arus
(I=V/R)
Arus Mesh  (perhitungan)
Terbaca
Terukur
R1




I1

R2




I2 = I1 - I2

R3




I3

R4




I4 = I2 - I3

R5




I5

R6




I6

RL




I1





Thevenin Norton

PROSEDUR PERCOBAAN

Teorema Thevenin
1.         Rangkai peralatan seperti gambar 1.
2.         Gunakan RL 330 ohm. Hidupkan power. Atur nilai Vps pada posisi 15 V tutup S2 dan S1, ukur arus yang melintasi resistor beban RL (IL) catat nilai ini pada tabel. Dengan cara yang sama ganti RL dengan 1000 dan 3300 ohm.
3.         Buka beban RL, buka S2. Ukur tegangan yang melintasi BC (Vth). Catat nilai yang didapat pada tabel.
4.         Dalam kondisi V off, kemudian hubung singkat AD untuk mengukur resistansi  pada  BC, yaitu RTH. Catat nilai yang didapat pada tabel.
5.         Rangkai peralatan seperti gambar 2. Atur posisi power supply sehingga Vps=Vth, dan resistansi yang melintasi potensiometer sama dengan Rth.
6.         Tutup S1, ukur IL dan catat nilainya dalam tabel Thevenin, matikan power.
7.         Ulangi langkah 1 sampai 5 untuk beban 1000 dan 3300 ohm.
8.         Dengan menggunakan nilai VPS, R1, R2, R3, dan R4 hitung nilai VTh dari gambar 1 kemudian catat jawaban dalam tabel perhitungan.
9.         Hitung RTh seperti pada gambar 1 dengan menggunakan nilai resistansi yang terukur pada   R1, R2, R3 dan R4, catat jawaban dalam tabel.
10.     Gunakan nilai Vth dan Rth terhitung dari langkah 7 dan 8 seperti tercatat pada tabel untuk menghitung harga IL, catat jawaban dalam tabel.


Teorema Norton
1.         Susun rangkaian seperti gambar rangkaian percobaan.
2.         Power pada posisi off. S3 dan S5 dalam kondisi terbuka. S1, S2, S4 dalam posisi A hubungkan rangkaian seperti gambar 1.
3.         Atur Vps1 = 15V dan Vps2 = 5V (perhatikan polaritas tegangan). S3 terhubung ke posisi A dan hubungkan S5. Ukur IL yang melewati RL dan catat hasil yang didapat dalam tabel.
4.         Ganti  RL dengan resistor 390W, 560W, 1800W dan masukkan nilainya pada tabel   pada kolom IL pengukuran rangkaian asli.
5.         Atur S3 ke posisi B kemudian catat hasil arus (IN) dalam tabel IN terukur.
6.         Matikan power. Ganti S1 dan S2 ke posisi B, S4 tetap tertutup. S3 masih dalam posisi B dan S5 tetap kondisi tertutup.
7.         Ukur resistansi RN kemudian masukkan nilainya  pada tabel.
8.         Dari rangkaian  gambar 1 Norton hitung nilai arus Norton IN dan catat dalam tabel   dalam baris 1200W dibawah IN terukur. 
9.         Dari gambar 1 hitung nilai Resistansi Norton   dan  catat dalam tabel   pada baris 1200W di bawah RN terhitung.
10.     Lanjutkan perhitungan untuk beban 390W, 560W, dan 1800W.
11.     Kemudian untuk rangkaian ekivalen nonrton rangkai seperti gambar 2 Norton.
12.     Atur RN sesuai dengan nilai yang didapat pada prosedur 7 dan close S1, hubungkan ke rangkaian.
13.     Atur power supply sampai arus terukur oleh A1 = IN pada prosedur 5.
14.     Hubungkan pada beban RL.
15.     Catat arus beban IL terukur oleh A2 dalam tabel. Matikan power supply.
16.     Lakukan percobaan yang sama untuk mencari IL masing-masing beban resistor yang tersedia pada tabel. Matikan power supply.
17.     Rapikan alat ke posisi semula.





RANGKAIAN PERCOBAAN
 
Gambar 1 : Rangkaian Asli Thevenin



Gambar 2 : Rangkaian Ekivalen Thevenin



Gambar 3: Rangkaian Asli Norton

 

S1

Gambar 4: Rangkaian Ekivalen Norton


JURNAL PERCOBAAN TEOREMA THEVENIN

RL
(ohm)
IL (mA)
RTH (Ω)
VTH (V)
Rangkaian asli
Terhitung
Terukur
Eqivalent
Norton
Terhitung
 Terukur
Terhitung
330







1000



3300













JURNAL PERCOBAAN TEOREMA NORTON


RL
(ohm)
IL (mA)
IN (mA)
RN (Ω)
Rangkaian asli
Eqivalent
Norton
Terhitung
 Terukur
Terhitung
Terhitung
Terukur
390







560



1200



1800







Resistor Capasitor Seri


PROSEDUR PERCOBAAN

Ø  Impedansi pada Rangkaian RC Seri
  1. Rangkai peralatan seperti gambar. Set tegangan Function Generator pada nilai terendah. Set amperemeter pada skala 25 mA dan Voltmeter pada skala 100 V.
  2. Tutup S1, naikkan tegangan sampai amperemeter menunjukan angka 0,80mA.
  3. Hitung tegangan melewati kombinasi RC seri (VAB) dan melewati resistor VR. Catat hasil pada tabel. Open S1 dan putuskan hubungan antara resistor dan kapasitor.
  4. Hitung total impedansi dari rangkaian dengan menggunakan harga pengukuran VAB dan I. Catat hasil pada tabel.
Hitung reaktansi kapasitif dari kapasitor menggunakan harga C rata-rata dan rumus:
Xc = 1/ (2 x phi x f x C)

frekuensi rangkaian adalah 50 Hz. Catat hasil pada tabel. Dengan menggunakan  rumus R-XC dan harga R rata-rata, hitung impedansi total dari rangkaian.  Catat hasil pada tabel.
  1. Dengan harga VR hasil pengukuran dan harga rata-rata dari resistor, hitung arus I. Catat hasil pada tabel.
  2. Hubungkan sebuah resistor 22 kΩ secara seri dengan kapasitor 0.1 μF. Hubungkan kombinasi ini dengan Function Generator, set ke nilai terendahnya. Set amperemeter ke skala 2Ma
  3. Close S1, naikkan tegangan sampai amperemeter mengukur 0.1mA.
  4. Ulangi langkah 3 sampai 5. Catat hasil pada tabel. Setelah pengukuran selesai, open S1,matikan power supply. Hitung harga Z,Xc dan I. Catat hasil pada tabel.
  5. Hitung sudut phasa dan impedansi total untuk kedua rangkaian RC dengan menmggunakan rumus sudut phasa.Gunakan harga Xc dari table
  6. Catat hasil pada tabel.

Ø  Hubungan Tegangan dalam Rangkaian RC Seri
1.        Dengan menggunakan Ohmmeter, ukur resistansi resistor 5600W dan 12000W. Catat hasil pada tabel 1.
2.        Rangkai peralatan seperti gambar, set switch trigger ke EXT dan hubungkan ke kapasitor. (Pastikan power supply dan semua saklar dalam posisi off).
3.        Switch on power supply, S1 close. Naikkan tegangan function generator ke 5 Volt.
4.        Gunakan channel 1 untuk mengukur tegangan, hidupkan osiloskop. Letakkan gelombang di tengah-tengah layar. Gunakan V/Div dan Time/Div yg sama dengan channel 2.
5.        Pindah ke chanel 2, set gelombang sinus di tengah-tengah layar. Ukur jarak antara puncak ke puncak dua gelombang. catat hasilnya sebagai d di tabel 1 dalam kolom 5600W. Catat panjang 1 bh gelombang sebagai D. Matikan osiloskop.
6.        Dengan menggunakan rumus dan gambar
q = (360 / D ) d
       Hitung sudut fasa antara tegangan dan arus
****** Lihat di mading LDTE
8          Ganti resistor 5600W dengan resistor 12000W. S1 close, ulangi langkah 4,5, 6.
9          Ulangi langkah 7 untuk resistor 12000W dengan rumus:
q = tan-1(XC/R)
10      S1 close, naikkan Vac ke 3, 4 dan 5V. Ukur tegangan yang melewati VR dan kapasitor VC. Catat hasil di tabel 2. Hitung arus dan kapasitif reaktansi untuk setiap nilai Vac.
11      Dengan menggunakan XC hasil perhitungan hitung sudut fasa q untuk setiap harga Vac.
12      Ulangi rangkaian di atas untuk R = 5600W dan ketiga harga Vac.
13      Dengan menggunakan harga pengukuran VR dan VC untuk R = 12000W, hitung Vac  dengan menggunakan rumus:
V = √(VR2 + VC2)
Catat hasil di tabel, ulangi perhitungan untuk R = 5600W.



Ø  RC Time Constant
Pengosongan Kapasitor
1.        Susun rangkaian seperti gambar 1.
2.        Tutup S1 lalu naikkan tegangan sampai multimeter membaca tegangan sebesar 12 Volt.
3.        Tanpa merubah setting power supply ukur tegangan sumber lalu catat pada tabel 1.
4.        Carilah  Rin dengan rumus berikut:
****** Lihat di Mading LDTE

Dimana 12 adalah angka yang terbaca pada multimeter pada tahap 2. Dan Vps adalah tegangan melintasi power supply dari tahap 3. Hitung Rin pada multimeter dan catat jawaban anda pada tabel 1. Catat juga Rin pada alat ukur lalu masukkan nilainya pada tabel 1.
5.        Dengan menggunakan nilai rata-rata Rin dan C hitung konstanta waktu. Catat pada tabel 1 di bawah pada waktu pengosongan. Kalikan  konstanta waktu dengan 1-5 dan 10. Catat hasilnya.
6.        Isi kapasitor dengan menutup S1 dan S2. Pada saat S2 ditutup, multimeter akan membaca tegangan sebesar 0V. Saat kapasitor terisi alat ukur akan membaca peningkatan tegangan sampai ± 12V, yang mengindikasikan kapasitor terisi penuh.
7.        Buka S1 sehingga kapasitor mengalami pengosongan. Ukur tegangan melintasi kapasitor pada konstanta waktu 1,2,3,4,5,10 lalu catat pada tabel 1.
8.        Tutup S1. Kapasitor akan terisi ulang sampai kapasitor membaca ±12V. Pada titik tersebut kapasitor terisi penuh.
9.        Ulangi percobaan 7. Lalu catat tegangan untuk waktu dibawah percobaan 2.
10.    Ulangi perc. 8 untuk mengisi kapasitor.
11.    Saat kapasitor terisi penuh ulangi percobaan 7. Catat tegangan untuk 6 konstanta waktu pada tabel (perc.3).
12.   Hitung rata-rata hasil pengukuran untuk masing-masing konstanta waktu dan catat dalam kolom rata-rata. Juga hitung tegangan untuk masing-masing konstanta waktu.


Pengisian kapasitor
1.      Hubungkan rangkaian seperti gambar 2.
2.      Tutup S1 dan S2 dan naikkan tegangan sampai multimeter menunjukkan ± 12V. Kapasitor pada saat ini kosong.
3.      Isi kolom ‘waktu pengisian’ pada tabel 2 dengan memasukkan nilai hasil kelipatan Rin.C seperti pada tabel 1.
4.      Buka  S1 sehingga kapasitor terisi . Sesaat setelah S2 terbuka, kapasitor terhubung singkat dan tegangan total akan melintasi alat ukur. Saat kapasitor terisi alat ukur membaca  penurunan. Catat pengukuran Voltmeter untuk masing-masing kelipatan waktu.
5.      Tutup S2 sehingga mengosongkan kapasitor ketika alat ukur mengukur ± 12 V. Kapasitor telah kosong.
6.      Ulangi tahap 4, lalu catat pada tabel  dibawah percobaan 2.
7.      Ulangi  tahap 5 untuk mengosongkan Kapasitor.
8.      Ulangi tahap 4. Catat nilainya dalam tabel  perc 2, lalu matikan sumber.
9.      Hitung tegangan melintasi kapasitor untuk masing –masing percobaan dengan rumus :
Vc =  Vps – VRin

E. RANGKAIAN PERCOBAAN
Gambar percobaan 1 dan 2



RC Time Constants: Pengosongan C


RC Time Constants: Gambar Pengisian C

JURNAL PRAKTIKUM

MODUL 3



Ø   Impedansi pada Rangkaian RC Seri

Tabel 1

Nilai R, Ω
Nilai kapasitansi μF
Arus terukur I, mA
Suply tegangan terukur VAB,V

VR,V

Impedansi Z, Ω (perhitungan)
Reaktansi kapasitif,XC (perhitungan)
Impedansi total, R- XC Formula
Arus  perhi
tu
ngan
5100
0,47
0,80






22.000
0,1
0,1

















Tabel 2
Resistansi R, Ω
Kapasitansi C, μF
Sudut fasa
Impedansi total Z, Ω
5100
0,47


22000
0,1







Ø    

Ø   Hubungan Tegangan dalam Rangkaian RC Seri

 


Tabel 1

Resistansi

(Ω)

C,  μF
Lebar gelombang sinus D,cm
Jarak antara titik nol d,cm
Sudut phasa q
Nilai tercatat
Nilai terukur




5600

0,47



12.000

0,47





Tabel 2
Resistansi tercatat
W
Kapasitansi tercatat
C,mF
Teg. Sumber, V

VR

VC
Arus (Hitung) I1,A
XC
(Hitung)
q
 (Hitung)
VAC
(Hitung)


3






12000
0,47
4








5








3






5600
0,47
4








5















Ø   RC Time Constant

Tabel 1  Pengosongan Kapasitor
VPOWER SUPPLY
Tahanan Alat Ukur, RIN
KonstantaWaktu Pengosongan, RIN C
VC


Hitung
Rata-rata
Waktu Pengosongan
Tegangan yang melewati kapasitor
K. Waktu
Waktu
Perc. 1
Perc. 2
Perc. 3
Rata-rata
Hitung
1






2






3






4






5






10








Tabel 2. Pengisian Kapasitor


Waktu Pengisian
VRin
Teg Kapasitor, VC
K. Waktu
Waktu
Perc 1
Perc 2
Perc 3
Perc 1
Perc 2
Perc 3
Rata2
Hitung
1









2









3









4









5









10

























Resistor, Capasitor dan Induktor (RLC)

4.A

PROSEDUR PERCOBAAN

1.      Rangkai peralatan seperti gambar 1. Set supply pada nilai terendah. (Pastikan power supply berada pada posisi OFF).
2.      Nyalakan power supply. S1 close, naikkan tegangan output sampai VAB = 15 VRMS. (diukur dengan multimeter)
3.      Ukur tegangan melewati resistor (VR) dan inductor (VL) . Catat hasilnya pada tabel.
4.      Open S1. Hitung arus melewati rangkaian dengan menggunakan harga VR hasil pengukuran dan harga R rata-rata. Catat hasil pada tabel.
5.      Dengan menggunakan harga I hasil perhitungan dan VL hasil pengukuran, hitung XL. catat hasilnya pada tabel.
6.      Hitung impedansi total dengan 2 cara : 1) Dengan Hukum Ohm, dan 2) Nilai RMS. Catat hasil pada tabel.
7.      Dengan S1 open, hubungkan kapasitor 0,5 μF seri dengan resistor dan inductor seperti gambar 2.
8.      Tutup S1, ukur tegangan melewati resistor (VR), inductor (VL) dan kapasitor (VC). Catat hasil pada tabel.
9.      Open S1. Hitung I dan X masing-masing seperti langkah 4 dan 5. Hitung impedansi Z pada rangkaian dengan 2 cara : 1) dengan Hukum Ohm, dan 2) nilai RMS (Gunakan R, Xc dan XL). Catat hasil pada tabel.
10.  Dengan S1 open, lepaskan induktor dari rangkaian sehingga hanya terdapat resistor dan kapasitor seperti terlihat pada rangkaian seperti gambar 3.
11.  Tutup S1. Ukur VR  dan VC. Catat hasilnya pada tabel. Setelah selesai, matikan power supply.
12.  Gunakan harga pengukuran VR dan VC , serta harga R untuk menghitung arus (I) dalam rangkaian, kemudian dengan menggunakan harga I hasil perhitungan hitung XC , catat hasil pada tabel.
13.  Hitung impedansi total rangkaian dengan 2 cara : 1) dengan Hukum Ohm, dan 2) nilai RMS (Gunakan R, Xc). Catat hasil pada tabel.


RANGKAIAN PERCOBAAN
Rangkaian 1


Rangkaian 2



Rangkaian 3

JURNAL PERCOBAAN

IMPEDANSI PADA RANGKAIAN RLC SERI


Tabel
Rangkaian

Komponen






 

Impedansi
Z

R
L
C
VAB
VR
VL
VC
I
XL
XC
Hk  Ohm
RMS
RL
4700
10mH
-
15


-


-


RLC
4700
10mH
0.47
15








RC
4700
-
0.47
15

-


-







4.B

RANGKAIAN PERCOBAAN


PROSEDUR PERCOBAAN
1.      Rangkai peralatan seperti gambar percobaan. Set supply generator pada nilai terendah. S1 open.
2.       Hubungakan osiloskop melewati inductor dan kapasitor (AB).
3.      Hidupkan generator gelombang sinus dan osiloskop. Tutup S1 dan set frekuensi generator ke 5 KHz. Naikkan tegangan output generator ke setengah dari tegangan maksimumnya. Set osiloskop untuk menampilkan dua lingkaran dari gelombang sinus dengan amplitudo 4 satuan p-p.
4.      Variasikan frekuensi output generator secara perlahan  sambil mengamati bentuk gelombangnya. Frekuensi saat amplitudo minimum adalah  fR. Ukur tegangan output V dari generator pada saat fR. Pertahankan tegangan ini selama percobaan.
5.      Ukur tegangan yang melewati resitor VR, kapasitor VC, VL dan VLC. Catat pada tabel.
6.      Tambahkan frekuensi 1000 Hz ke harga fR dan set generator gelombang sinus ke frekuensi ini. Catat harga di tabel. Hitung VR, VL dan VLC.
7.      Variasikan frekuensi generator untuk beberapa nilai seperti pada tabel dan ukur masing-masing tegangan seperti pada percobaan sebelumnya.
8.      Lengkapi tabel.


JURNAL PERCOBAAN

EFEK PERUBAHAN FREKUENSI

Tabel 1

Langkah
F
VR
VL
VC
VLC
VL-VC
I(Hitung)
Z(Hk Ohm)
fR








fR+5000








fR+4000








fR+3000








fR+2000








fR+1000








fR-1000








fR-2000








fR-3000








fR-4000








fR-5000








Tabel 2
Langkah
F
XL(Hitung)
XC(Hitung)
Z(RMS)
fR




fR+5000




fR+4000




fR+3000




fR+2000




fR+1000




fR-1000




fR-2000




fR-3000




fR-4000




fR-5000





0 Komentar