PRAKTIKUM 4_LFME12_MUHAMMAD ABDUH

MUHAMMAD ABDUH03041381320007

LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIKJURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016

PRAKTIKUM IV

PENGARUH FREKUENSI TERHADAP INDUKTOR

YANG DIALIRI ARUS AC

1. TUJUAN

Untuk mempelajari pengaruh frekuensi dan melihat bentuk gelombang keluaran

akibat pengaruh frekuensi terhadap induktor yang dialiri arus AC.

2. ALAT DAN BAHAN

Electromagnetism Trainer 12-100

Osiloskop 2 channel

Milliammeter, 0-10 mA AC

Function Generator 4-16 kHz, 20 V pk-pk sine

3. DASAR TEORI

Induktor atau kumparan adalah salah satu komponen pasif elektronika yang

dapat menghasilkan magnet jika dialiri arus listrik dan sebaliknya dapat

menghasilkan listrik jika diberi medan magnet. Induktor ini biasanya dibuat dengan

kawat penghantar tembaga yang dibentuk menjadi lilitan atau kumparan.

Sebelum lebih jauh membahas tentang pengaruh frekuensi terhadap induktor

mari kita mengingat terlebih dahulu rumus dari suatu impedansi. Nilai impedansi

dapat dihitung dengan rumus :

|Z|=V rms

I rms

AHMAD OKKY SAPUTRA03121004071 Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus AC




Impedansi seperti yang kita ketahui terdiri dari nilai resistor, inductor dan

kapasitor, sering kali kita kenal dengan R, XL dan XC . Dalam praktikum ini lebih

kita tekankan pada nilai XL atau nilai induktansi dari sebuah inductor. Induktansi

dapat digolongkan seperti padapenjelasan berikut :

a. Induktansi diri

Induktansi diri merupakan suatu besaran yang menyatakan kemampuan

membangkitkan ggl akibat arus yang berubah terhadap waktu. Sedangkan

insduktansi diri merupakan induktansi yang dihasilkan oleh arus kumparan

menginduksi kumparan itu sendiri. Dasar teori medan elektromagnetik dari

induktansi merupakan akibat dari persamaan Maxwell mengenai hukum ggl induksi

Faraday. Persamaan maxwell tersebut adalah sebagai berikut.

Kerapatan fluks magnet B yang berubah terhadap waktu dihasilkan oleh arus

listrik. Arus listrik yang berubah terhadap waktu ini menghasilkan ggl. Induktansi

memiliki satuan H. Hubungan ggl yang muncul akibat perubahan arus dinyatakan

dalam persamaan berikut.

ε : ggl induksi yang muncul pada induktor (Volt)

L : induktansi diri (H)

I : arus pada induktor (A)





Komponen atau benda yang memiliki induktansi diri disebut induktor.

Induktor layaknya seperti sebuah kapasitor, sama-sama menyimpan energi. Hanya

saja induktor menyimpan energi dalam bentuk medan magnet sedangkan kapasitor

menyimpan dalam bentuk medan listrik.

b. Induktansi murni yang dicatu tegangan bolak-balik sinusoidal

Sebuah induktor apabila dicatu dengan tegangan bolak-balik sinusoidal maka

akan mengalir arus yang tertinggal sebesar 900 terhadap tegangan. Arus yang terjadi

merupakan arus bolak-balik. Rangkaian ini disebut rangkaian induktif murni.

Penyimpanan energi dan pelepasan energi dalam medan magnet pada induktor terjadi

secara periodik.

Tegangan sinusoidal dapat dituliskan sebagai berikut

Bila tegangan ini mencatu induktor maka dapat dituliskan sebagai berikut

Arus yang terjadi berbeda fase sebesar 900 terhadap tegangan.

c. Rangkaian induktor dan resistor yang dicatu tegangan bolak-balik sinusoidal

Apabila induktor dan resistor disusun secara seri dan dicatu dengan tegangan

bolak-balik sinusoidal maka persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut.





Sehingga arus yang dihasilkannya adalah sebagai berikut

Sedangkan tegangan jatuh pada induktor dapat diturunkan dari persamaan arus

dengan hubungannya dengan ggl seperti pada persamaan sebelumnya

Bila dinyatakan dalam tegangan efektif

Dimana

f adalah frekuensi tegangan masukan





Dari persamaan tersebut dapat dilihat pengaruh frekuensi terhadap tegangan

pada induktor. Semakin besar frekuensi akan menyebabkan semakin besarnya

tegangan induktor.

Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang

waktu yang diberikan. Untuk memperhitungkan frekuensi, seseorang menetapkan

jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini

dengan panjang jarak waktu. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz

(Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan

fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi

satu kali per detik. Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara dua buah

kejadian/ peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan

frekuensi (f ) sebagai hasil kebalikan dari periode (T ), seperti nampak dari rumus di

bawah ini :

Arus Bolak-Balik pada InduktorBilamana sebuah induktor dialiri arus bolak-balik, maka pada induktortersebut akan

timbul reaktansi induktif resistansi semu atau disebut jugadengan istilah reaktansi

induktansi dengan notasi XL. Besarnya nilai reaktansi induktif tergantung dari

besarnya nilai induktansi induktor L(Henry) dan frekuensi (Hz) arus bolak-balik.

Gambar dibawah ini memperlihatkanhubungan antara reaktansi induktif terhadap

frekuensi arus bolak-balik


http://id.wikipedia.org/wiki/Periode

http://id.wikipedia.org/wiki/Detik

http://id.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Rudolf_Hertz

http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika

http://id.wikipedia.org/wiki/Hertz

http://id.wikipedia.org/wiki/Waktu

http://id.wikipedia.org/wiki/Ukuran




Gambar . Hubungan reaktansi induktif terhadap frekuensi

Besarnya reaktansi induktif berbanding langsung dengan perubahan frekuensi dan

nilai induktansi induktor, semakin besar frekuensi arus bolak-balik dan semakin besar

nilai induktor, maka semakin besar nilai reaktansi induktif XL pada induktor

sebaliknya semakin kecil frekuensi arus bolak-balik dan semakin kecil nilai dari

induktansinya, maka semakin kecil nilai reaktansi induktif XL pada induktor tersebut.

Hubungan ini dapat ditulis seperti persamaan berikut :

Sebuah induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (keban

yakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnetyang

ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk

menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya, dalam satuan Henry.

Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang dibentuk

menjadikumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat di dalam

kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah salah satu komponen

elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan tegangannya

berubah-ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk memprosesarus bolak-balik.

Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi ataukapasitansi, dan

tidak memboroskan daya. Sebuah induktor pada kenyataanya merupakan gabungan

dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas kawat, dan beberapa

kapasitansi. Pada suatu frekuensi, induktor dapat menjadi sirkuit resonansi karena


http://id.wikipedia.org/wiki/Kapasitansi

http://id.wikipedia.org/wiki/Resistansi

http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_bolak-balik

http://id.wikipedia.org/wiki/Kumparan

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Induktansinya&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Medan_magnet

http://id.wikipedia.org/wiki/Torus

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Komponen_elektronika&action=edit&redlink=1




kapasitas parasitnya. Selain memboroskan daya pada resistansi kawat, induktor

berinti magnet juga memboroskan daya di dalam inti karena efek histeresis, dan pada

arus tinggi mungkin mengalami nonlinearitas karena penjenuhan.

Fisika

Induktansi (L) (diukur dalam Henry) adalah efek dari medan magnet yang terbentuk

disekitar konduktor pembawa arus yang bersifat menahan perubahan arus. Arus listrik

yang melewati konduktor membuat medan magnet sebanding dengan besar arus.

Perubahan dalam arus menyebabkan perubahan medan magnet yang mengakibatkan

gaya elektromotif lawan melalui GGL induksi yang bersifat menentang perubahan

arus. Induktansi diukur berdasarkan jumlah gaya elektromotif yang ditimbulkan

untuk setiap perubahan arus terhadap waktu. Sebagai contoh, sebuah induktor dengan

induktansi 1 Henry menimbulkan gaya elektromotif sebesar 1 volt saat arus dalam

indukutor berubah dengan kecepatan 1 ampere setiap sekon. Jumlah lilitan, ukuran

lilitan, dan material inti menentukan induktansi.

Faktor Q

Sebuah induktor ideal tidak menimbulkan kerugian terhadap arus yang melewati

lilitan. Tetapi, induktor pada umumnya memiliki resistansi lilitan dari kawat yang

digunakan untuk lilitan. Karena resistansi lilitan terlihat berderet dengan induktor, ini

sering disebut resistansi deret. Resistansi deret induktor mengubah arus listrik menjad

bahang, yang menyebabkan pengurangan kualitas induktif. Faktor kualitas atau "Q"

dari sebuah induktor adalah perbandingan reaktansi induktif dan resistansi deret pada

frekuensi tertentu, dan ini merupakan efisiensi induktor. Semakin tinggi faktor Q dari

induktor, induktor tersebut semakin mendekati induktor ideal tanpa kerugian.

Faktor Q dari sebuah induktor dapat diketahui dari rumus berikut,

dimana R merupakan resistansi internal dan ωL adalah resistansi kapasitif atau

induktif pada resonansi:


http://id.wikipedia.org/wiki/Henry

http://id.wikipedia.org/wiki/Induktansi




Dengan menggunakan inti feromagnetik, induktansi dapat ditingkatkan untuk jumlah

tembaga yang sama, sehingga meningkatkan faktor Q. Inti juga memberikan kerugian

pada frekuensi tinggi. Bahan inti khusus dipilih untuk hasil terbaik untuk jalur

frekuensi tersebut. Pada VHF atau frekuensi yang lebih tinggi, inti udara sebaiknya

digunakan.

Lilitan induktor pada inti feromagnetik mungkin jenuh pada arus tinggi,

menyebabkan pengurangan induktansi dan faktor Q yang sangat signifikan. Hal ini

dapat dihindari dengan menggunakan induktor inti udara. Sebuah induktor inti udara

yang didesain dengan baik dapat memiliki faktor Q hingga beberapa ratus.

Sebuah kondensator nyaris ideal (faktor Q mendekati tak terhingga) dapat dibuat

dengan membuat lilitan dari kawat superkonduktor pada helium atau nitrogen cair. Ini

membuat resistansi kawat menjadi nol. Karena induktor superkonduktor hampir tanpa

kerugian, ini dapat menyimpan sejumlah besar energi listrik dalam lilitannya.

Penggunaan

Induktor sering digunakan pada sirkuit analog dan pemroses sinyal. Induktor

berpasangan dengan kondensator dan komponen lain membentuk sirkuit tertala.

Penggunaan induktor bervariasi dari penggunaan induktor besar pada pencatu daya

untuk menghilangkan dengung pencatu daya, hingga induktor kecil yang terpasang

pada kabel untuk mencegah interferensi frekuensi radio untuk dprd melalui kabel.

Kombinasi induktor-kondensator menjadi rangkaian tala dalam pemancar dan

penerima radio. Dua induktor atau lebih yang terkopel secara magnetik membentuk

transformator.

Induktor digunakan sebagai penyimpan energi pada beberapa pencatu daya moda

sakelar. Induktor dienergikan selama waktu tertentu, dan dikuras pada sisa siklus.

Perbandingan transfer energi ini menentukan tegangan keluaran. Reaktansi

induktif XL ini digunakan bersama semikonduktor aktif untuk menjaga tegangan





dengan akurat. Induktor juga digunakan dalam sistem transmisi listrik, yang

digunakan untuk mengikangkan paku-paku tegangan yang berasal dari petir, dan juga

membatasi arus pensakelaran dan arus kesalahan. Dalam bidang ini, indukutor sering

disebut dengan reaktor.Induktor yang memiliki induktansi sangat tinggi dapat

disimulasikandenganmenggunakan girator.

KontruksiInduktor.

Sebuah induktor biasanya dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari bahan penghantar,

biasanya kawat tembaga, digulung pada inti magnet berupa udara atau bahan

feromagnetik. Bahan inti yang mempunyai permeabilitas magnet yang lebih tinggi

dari udara meningkatkan medan magnet dan menjaganya tetap dekat pada induktor,

sehingga meningkatkan induktansi induktor. Induktor frekuensi rendah dibuat dengan

menggunakan baja laminasi untuk menekan arus eddy. Ferit lunak biasanya

digunakan sebagai inti pada induktor frekuensi tingi, dikarenakan ferit tidak

menyebabkan kerugian daya pada frekuensi tinggi seperti pada inti besi. Ini

dikarenakan ferit mempunyai lengkung histeresis yang sempit dan resistivitasnya

yang tinggi mencegah arus eddy. Induktor dibuat dengan berbagai bentuk. Sebagian

besar dikonstruksi dengan menggulung kawat tembaga email disekitar bahan inti

dengan kaki-kali kawat terlukts keluar. Beberapa jenis menutup penuh gulungan

kawat di dalam material inti, dinamakan induktor terselubungi. Beberapa induktor

mempunyai inti yang dapat diubah letaknya, yang memungkinkan pengubahan

induktansi. Induktor yang digunakan untuk menahan frekuensi sangat tinggi biasanya

dibuat dengan melilitkan tabung atau manik-manik ferit pada kabel transmisi.

Induktor kecil dapat dicetak langsung pada papan rangkaian cetak dengan membuat

jalur tembaga berbentuk spiral. Beberapa induktor dapat dibentuk pada rangkaian

terintegrasi menhan menggunakan inti planar. Tetapi bentuknya yang kecil

membatasi induktansi. Dan girator dapat menjadi pilihan alternatif.


http://id.wikipedia.org/wiki/Girator




Jenis-jenis lilitan

Lilitan ferit sarang madu

Lilitan sarang madu dililit dengan cara bersilangan untuk mengurangi efek

kapasitansi terdistribusi. Ini sering digunakan pada rangkaian tala pada penerima

radio dalam jangkah gelombang menengah dan gelombang panjang. Karena

konstruksinya, induktansi tinggi dapat dicapai dengan bentuk yang kecil.

Lilitan inti toroid

Sebuah lilitan sederhana yang dililit dengan bentuk silinder menciptakan medan

magnet eksternal dengan kutub utara-selatan. Sebuah lilitan toroid dapat dibuat dari

lilitan silinder dengan menghubungkannya menjadi berbentuk donat, sehingga

menyatukan kutub utara dan selatan. Pada lilitan toroid, medan magnet ditahan pada

lilitan. Ini menyebabkan lebih sedikit radiasi magnetik dari lilitan, dan kekebalan dari

medan magnet eksternal.

Komponen Dasar Elektronika – Induktor

Induktor adalah komponen yang tersusun dari lilitan kawat. Induktor termasuk juga

komponen yang dapat menyimpan muatan listrik. Bersama kapasitor induktor dapat

berfungsi sebagai rangkaian resonator yang dapat beresonansi pada frekuensi tertentu.

Fungsi Induktor:

1. Penyimpan arus listrik dalam bentuk medan magnet

2. Menahan arus bolak-balik/ac

3. Meneruskan/meloloskan arus searah/dc

4. Sebagai penapis (filter)

5. Sebagai penalaan (tuning)





Kumparan/coil ada yang memiliki inti udara, inti besi, atau inti ferit.

Nilai/harga dari inductor disebut sebagai induktansi dengan satuan dasar henry.

Dikutip dari : Suci.Rahmadhani. 2012. Artikel Tentang Induktor, (http://sucirah mad

h ani-tugas.blogspot.co.id/2012/02/5-artikel-tentang-induktor.html). Diakses pada

tanggal 4 Oktober 2015 di Palembang.

Berikut Jenis-Jenis Induktor

a. Choke

Piranti ini di gunakan untuk menahan sinyal (AC) frekuensi tinggi agar tidak

melewati satu bagian tertentu dari rangkaian. Sinyal-sinyal frekuensi rendah

atau tegangan DC akan di biarkan lewat. Choke-shake berukuran besar memiliki

bentuk seperti trafo, namun h hanya memiliki satu buah kumparan. Choke-

choke yang lebih kecil terdiri dari butiran-butiran atau gelang-gelang yang terbuat

dari bahan ferit, yang dirangkaikan dengan seutas kawat yang membawa sinyal-sinyal

frekuensi tinggi. Ferit adalah sebuah bahan yang mengandung besi sehingga bahan

ini berfungsi sebagai inti yang menyediakan saluran bagi garis-garis gaya magnet di

sekitar kawat. Terkadang, sebuah coke di buat dengan cara melilitkan kawat pada

sebuah cincin ferit.

b. Kumparan Penala

Piranti ini di gunakan pada pesawat pemancar dan penerima radio, untuk

menala ( tuning) rangkaian elektronik di dalamnya agar bekerja pada suatu frekuensi

radio tertentu. Kumparan di lilitan pada sebuah wadah plastik dan ini memiliki

sebuah inti ferit atau inti keramik debu besi yang dapat di putar keluar masuk

kumparan untuk Menala rangkaian. Dua buah kumparan atau lebih dapat dilitkan

pada sebuah wadah untuk membentuk sebuah trafo .





c. Toroid

Ada satu jenis induktor yang kenal dengan nama toroid. Jika biasanya

induktor berbentuk silinder memanjang, maka toroid berbentuk lingkaran. Biasanya

selalu menggunakan inti besi (core) yang juga berbentuk lingkaran seperti kue donat.

Salah satu keuntungan induktor berbentuk toroid, dapat induktor dengan induktansi

yang lebih besar dan dimensi yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan induktor

berbentuk silinder. Juga karena toroid umumnya menggunakan inti (core) yang

melingkar, maka medan induksinya tertutup dan relatif tidak menginduksi komponen

lain yang berdekatan di dalam satu pcb.

d. Ferit dan Permeability

Besi lunak banyak digunakan sebagai inti (core) dari induktor yang disebut ferit. Ada

bermacam-macam bahan ferit yang disebut ferromagnetik. Bahan dasarnya adalah

bubuk besi oksida yang disebut juga iron powder. Ada juga ferit yang dicampur

dengan bahan bubuk lain seperti nickle, manganase, zinc (seng) dan mangnesium.

Melalui proses yang dinamakan kalsinasi yaitu dengan pemanasan tinggi dan tekanan

tinggi, bubuk campuran tersebut dibuat menjadi komposisi yang padat. Proses

pembuatannya sama seperti membuat keramik. Oleh sebab itu ferit ini sebenarnya

adalah keramik.

Penggunaan ferit juga disesuaikan dengan frekeunsi kerjanya. Karena beberapa ferit

akan optimum jika bekerja pada selang frekuensi tertentu. Berikut ini adalah beberapa

contoh bahan ferit yang dipasar dikenal dengan kode nomer materialnya. Pabrik

pembuat biasanya dapat memberikan data kode material, dimensi dan permeability

yang lebih detail.





Tabel 9.4 Data Material Ferit

MATERIAL NOMOR Permability Freq.Optimun (MHz)

67

68

77

F

J

W

H

40

20

2000

3000

5000

10.000

15.000

10-80

80-180

0.5-50

0.5-50

<1 span="">

<1 span="">

<200 khz="" span="">

Permeability bahan bisa juga diketahui dengan kode warna tertentu. Misalnya abu-

abu, hitam, merah, biru atau kuning. Sebenarnya lapisan ini bukan hanya sekedar

warna yang membedakan permeability, tetapi berfungsi juga sebagai pelapis atau

isolator. Biasanya pabrikan menjelaskan berapa nilai tegangan kerja untuk toroida

tersebut. Untuk membuat induktor biasanya tidak diperlukan kawat tembaga yang

sangat panjang. Paling yang diperlukan hanya puluhan sentimeter saja, sehingga efek

resistansi bahan kawat tembaga dapat diabaikan. Ada banyak kawat tembaga yang

bisa digunakan. Untuk pemakaian yang profesional di pasar dapat dijumpai kawat

tembaga dengan standar AWG (American Wire Gauge). Standar ini tergantung dari

diameter kawat, resistansi dan sebagainya. Misalnya kawat tembaga AWG32

berdiameter kira-kira 0.3mm, AWG22 berdiameter 0.7mm ataupun AWG20 yang

berdiameter kira-kira 0.8mm. Biasanya yang digunakan adalah kawat tembaga

tunggal dan memiliki isolasi.

Dikutip dari : Faizal,Nizbah. 2013. Jenis-Jenis Induktor, (http://faizalni zbah.blogspot

.co.id/2013/07/jenis-jenis-induktor.html). Di akses pada tanggal 4 Oktober 2015 di

Palembang.





Daya Dalam Rangkaian Ac

Jika sebuah induktor dialiri arus listrik bolak balik, pada inductor akan timbul medan

magnetic. Untuk menimbulkan medan magnetik ini dibutuhkan energi yang

kemudian akan tersimpang didalam medan magnetic. Jika arus listriknya dihentikan,

medan magnetic akan hilang.

Bersamaan dengan itu, energy yang tersimpandidalam medan magnetik pun akan

berubah kembali menjadi energy listrik. Oleh karena inductor dialiri arus bolak balik,

akan terjadi perubahan energy berulang ulang secara periodic dari energy listrik ke

medan magnetikdan sebaliknya dari medan magnetic ke energy listrik.

Peristiwa yang sama dapat terjadi pada kapasitor. Ketika kasitor dihubungkan dengan

tegangan listrik,di dalam kapasitor timbul medan listrik. Untuk menimbulkan medan

listrik ini dibutuhkan energy yang bersal dari tegangan listrik. Jika tegangan listriknya

diputuskan, medan listrik di dalam kapasitor juga akan menghilang dan energy yang

tersimpan didalamnya akan kembali ke rangkaian dalam bentuk arus listrik sesaat.

Oleh karena kapasitor dihubungkan dengan tegangan bolak balik, akan terjadi terjadi

peristiwa perubahan energy secara periode.

Jadi inductor murni dan kapasitor murni yang ada didalam rangkaian arus bolak balik

tidak menghabiskan energy listrik karena yang sebenarnya terjadi adalah perubahan

secara berulang energy listrik dari rangkaian kemedan magnet atau medan listrik.

Dikutip dari : Lister. 1993. Rangkaian dan Mesin Listrik, Penerbit : Erlangga, Jakarta.





4. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Periksalah kelayakan dan kelengkapan alat sebelum menggunakan alat-alat

tesebut untuk praktikum.

2. Mulailah dengan merangkai Electromagnetism Trainer 12-100 terlebih

dahulu. Rangkilah dengan menggunakan jumper (kabel penghubung) yang

tersedia sehingga rangkaian pada papan ET 12-100 sesuai dengan petunjuk

gambar yang tertera pada praktiku ini.

3. Setelah jumper telah selesai dirangkai diatas ET 12-100, maka pastikan

kembali apakah rangkain yang dipasang dalam keadaan benar.

4. Hidupkan osiloskop dengan menggunakan channel yang berfungsi dengan

baik untuk melihat hasil bentuk gelombang. Letakkan pengait (steak) dan

jumper osiloskop ke posisi sesuai dengan gambar.

5. Lakukan hal yang sama terhadap Function Generator 4-16 kHz, 20 V pk-pk

sine. Setelah rangkain sudah benar, maka alat bisa dihidupkan secara bersama.

6. Kemudian aturlah Vpk-pk di Function Generator 4-16 kHz, 20 V pk-pk sine

sesuai dengan nilai yang telah ditentukan pada tabel dibawah ini.

7. Lakukan pengamatan terhadap bentuk gelombang yang didapat pada

osiloskop dan lihat apa pengaruh yang terjadi selama frekuensi yang yang

digunakan berbeda-beda.

8. Setelah percobaan selesai dilakukan, maka matikan alat-alat percobaan sesuai

dengan prosedur dari asisten yang mengajar.





Gambar 4.1. Diagram Rangkaian





5. DATA HASIL PERCOBAAN

a. Tabel Tegangan, Arus Terukur, Impedansi Terukur dan Impedansi Terhitung

1). Untuk f = 9 Hz dan L = 0,7 Henry

V (Volt) ITerukur (mA) ZTerukur (Ω) ZTerhitung (Ω)

6 125,78 47,7023

39,5840

7 159,28 43,9477

8 173,16 46,2000

9 190,90 47,1451

10 208,85 47,8812



6 121,38 49,4315

43,9822

7 139,21 50,2837

8 157,95 50,6489

9 187,10 48,1026

10 235,46 42,4700



6 109,69 54,6996

48,3805

7 135,89 51,5122

8 155,53 51,4370

9 160,49 56,0782

10 192,74 51,8833







6 105,58 56,8289

52,7787

7 143,11 48,9134

8 142,30 56,2192

9 160,34 56,1307

10 206,09 48,5224

b. Tabel Impedansi Rata-Rata


Frekuensi (Hz) ZRata-Rata (Ω)

9 46,5752

10 48,1873

11 53,12206

12 53,32292




6. PENGOLAHAN DATA

a. Mencari ZTerukur


ZTerukur 1 = V

I Terukur =

6 Volt125,78 mA =

6 Volt0,12578 A = 47,7023 ohm

ZTerukur 2 = V

I Terukur =

7 Volt159,28 mA =

7 Volt0,15928 A = 43,9477 ohm

ZTerukur 3 = V

I Terukur =

8 Volt173,16 mA =

8 Volt0,17316 A = 46,2000 ohm

ZTerukur 4 = V

I Terukur =

9 Volt190,90 mA =

9 Volt0,19090 A = 47,1451 ohm

ZTerukur 5 = V

I Terukur =

10 Volt208,85 mA =

10 Volt0,20885 A = 47,8812 ohm


ZTerukur 1 = V

I Terukur =

6 Volt121,38 mA =

6 Volt0,12138 A = 49,4315 ohm

ZTerukur 2 = V

I Terukur =

7 Volt139,21mA =

7 Volt0,13921 A = 50,2837 ohm

ZTerukur 3 = V

I Terukur =

8 Volt157,95mA =

8Volt0,15795 A = 50,6489 ohm

ZTerukur 4 = V

I Terukur =

9 Volt187,10 mA =

9 Volt0,18710 A = 48,1026 ohm

ZTerukur 5 = V

I Terukur =

10 Volt235,46 mA =

10 Volt0,23546 A = 42,4700 ohm


ZTerukur 1 = V

I Terukur =

6 Volt109,69mA =

6Volt0,10969 A = 54,6996 ohm





ZTerukur 2 = V

I Terukur =

7 Volt135,89mA =

7Volt0,13589 A = 51,5122 ohm

ZTerukur 3 = V

I Terukur =

8 Volt155,53mA =

8Volt0,15553 A = 51,4370 ohm

ZTerukur 4 = V

I Terukur =

9 Volt160,49mA =

9Volt0,16049 A = 56,0782 ohm

ZTerukur 5 = V

I Terukur =

10 Volt192,74 mA =

10 Volt0,19274 A = 51,8833 ohm


ZTerukur 1 = V

I Terukur =

6 Volt105,58 mA =

6 Volt0,10558 A = 56,8289 ohm

ZTerukur 2 = V

I Terukur =

7Volt143,11mA =

7 Volt0,14311 A = 48,9134 ohm

ZTerukur 3 = V

I Terukur =

8 Volt142,30 mA =

8 Volt0,14230 A = 56,2192 ohm

ZTerukur 4 = V

I Terukur =

9 Volt160,34 mA =

9Volt0,16034 A = 56,1307 ohm

ZTerukur 5 = V

I Terukur =

10 Volt206,09 mA =

10 Volt0,20609 A = 48,5224 ohm

b. Mencari ZTerhitung


ZTerhitung = ω x L

ZTerhitung = 2 x π x f x L

ZTerhitung = 2 x π x 9 x 0,7

ZTerhitung = 39,5840 ohm






ZTerhitung = ω x L





ZTerhitung = ω x L





ZTerhitung = ω x L




c. Mencari ZRata-Rata


ZRata-Rata = ZTerukur1+ZTerukur2+ZTerukur 3+ZTerukur 4+ZTerukur 5

5

ZRata-Rata=

47,7023 ohm+43,9477 ohm+46,2000 ohm+47,1451 ohm+47,8812 ohm5

ZRata-Rata = 232,8763 ohm

5








5

ZRata-Rata =



5




5

ZRata-Rata =



5




5

ZRata-Rata =

56,8289 ohm+48,9134 ohm+56,2192ohm+56,1307 ohm+48,5224 ohm5


5






7. ANALISA HASIL PERCOBAAN

Pada praktikum kali ini, praktikan akan membahas mengenai pengaruh dari

frekuensi terhadap induktor pada rangkaian yang telah di aliri oleh arus AC.

Dikarenakan alat tidak bisa digunakan, maka pada praktikum kali ini praktikan

melakukan percobaan dengan menggunakan software yaitu livewire, untuk melihat

pengaruh frekuensi terhadap induktor tersebut.

Pada percobaan, setelah di siapkan sebuah laptop dan menggunakan software

livewire, dan telah di rangkai suatu rangkaian untuk melihat pengaruh frekuensi

tersebut. Nilai Induktor di sini di sesuaikan dengan Nim yang ada pada masing-





masing praktikan, karena nim saya 07 maka digunakan Nilai Induktor L = 7/10 = 0,7

H. Percobaan ini di lakukan dengan menggunakan frekuensi yaitu 9, 10, 11, 12 Hz

dengan tegangan yang di berikan yaitu 6, 7, 8, 9, 10 volt.Kemudian, barulah

percobaan di lakukan dengan memberikan frekuensi 9 Hz dan tegangan 6 volt, 7 volt,

8 volt, 9 volt, dan kemudian 10 volt. Lalu di lakukan kembali tetapi dengan frekuensi

di naikan menjadi 10 Hz dan tegangan 6 volt, 7 volt, 8 volt, 9 volt, dan 10 volt.

Selanjutnya frekuensi naikan lagi menjadi 11 Hz dan tegangan 6 volt, 7 volt, 8 volt, 9

volt, dan 10 volt. Dan terakhir frekuensi dinaikan menjadi 12 Hz dengan tegangan

yang sama di ulangi 6 volt, 7 volt, 8 volt, 9 volt, dan 10 volt.

Setelah di lakukan percobaan tersebut maka di dapatkan nilai dari I terukur yang

terbaca oleh multimeter di software dengan satuan mA. Dan dengan nilai I terukur

tersebut yang di dapat dari tiap tegangan dan frekuensi yang diberikan, maka

selanjutnya di carilah nilai Zterukur dengan rumus yaitu Zterukur=V

I terukur , lalu di

dapatkan lah nilai dari Zterukur yang kemudian di masukan di DHP. Kemudian

selanjutnya mencari nilai Z rata−rata yaitu dengan menjumlahkan semua Zterukur lalu di

bagi 5 dan di dapatlah nilai Zrata−r ata nya.

8. KESIMPULAN

1. Semakin besar nilai dari frekuensi yang diberikan maka akan semakin besar nilai

Zterhitung yang akan di dapatkan, begitu juga sebaliknya.

2. Semakin besar nilai dari frekuensi yang diberikan juga maka akan semakin kecil

nilai I terukur yang di dapatkan pada tegangan yang sama.





3. Besar dari nilai frekuensi yang diberikan maka akan membuat semakin besar juga

nilai Z rata−rata yang akan di dapatkan.

4. Saat tegangan yang diberikan semakin besar di saat percobaan ini maka akan

membuat arus menjadi semakin besar pula.

5. Nilai dari Zterukur akan semakin besar saat frekuensi yang diberikan semakin besar.

9. TUGAS DAN JAWABAN

Soal :

1. Jelasakan perbandingan ZTerhitung dan ZTerukur !

2. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Reluktansi, Fluks Bocor dan Ampere

Turn !

3. Buktikanlah rumus jika L=μr x μ0 x N 2 x A

l !

4. Apa peran frekuensi secara tidak langsung pada Induktansi Bersama !





5. Sebuah L = (50 x NIM) mH diberikan sumber AC pada saat perioda 0,02

sekon, Hitung nilai Resistansi Induktif (XL) !

Jawab :

1. Perbandingan ZTerhitung dan ZTerukur adalah terlihat pada saat

menemukannya sehingga terlihat perbedaan nilai pada ZTerhitung dan ZTerukur.

Pada ZTerhitung dicari menggunakan rumus ZTerhitung = XL = ω x L = 2 x π

x f x L dengan variasi frekuensi (f) yang diberikan serta nilai Induktansi yang

telah ditentukan. Sedangkan pada ZTerukur, dapat dicari dengan menentukan

arus terukur terlebih dahulu dari gelombang saat gelombang mencapai titik

puncaknya. Gelombang dilihar pada osiloskop menggunakan aplikasi

Livewire dengan rangkaian yang telah ditentukan dan diberi tegangan dan

frekuensi tertentu. Sehingga ZTerukur dicari dengan membagi nilai tegangan

yang diberikan terhadap arus yang terukur.

Perbedaan nilai pada ZTerhitung dan ZTerukur diakibatkan oleh pada nilai

ZTerhitung tidak dipengaruhi oleh waktu perubahan (selang waktu) atau dengan

kata lain pada posisi konstan, namun pada ZTerukur yang berada pada rangkaian

harus menemukan nilai arus pada saat gelombang di posisi puncak sehingga

penetapan posisi gelomabng saat di puncak berbeda-beda (tidak konstan) serta

sumber yang diberikan adalah sumber bolak-balik yang mana arus akan

berubah secara kontinyu terhadap waktu dengan tegangan yang diberikan

konstan, maka nilai impedansi terukur akan menjadi tidak konstan akibat

perubahan arus setiap waktu. Sehingga ZTerhitung terkadang lebih besar atau

lebih kecil dari ZTerukur akibat pengaruh waktu yang dialami.





2. Reluktansi adalah seberapa sulit garis gaya magnet melewati sebuah

benda. Secara teknis, reluktansi adalah sebuah ukuran kebalikan dari benda

yang memiliki fluks magnet. Contoh: Besi dan baja memiliki reluktansi yang

rendah dan udara memiliki reluktansi tinggi.

Sumber : (http://anistkr.blogspot.co.id/2014/10/magnet.html).

Fluks Bocor; kebocoran fluks terjadi karena ada beberapa fluks yang

tidak menembus inti besi dan hanya melewati salah satu kumparan

transformator saja. Fluks yang bocor ini akan menghasilkan induktansi diri

pada lilitan primer dan sekunder sehingga akan berpengaruh terhadap nilai

daya yang disuplai dari sisi primer ke sisi sekunder transformator.

ɸp = ɸm + ɸLP

Dimana : ɸp = Total fluks primer rata-rata.

ɸm = Fluks bocor yang menghubungkan primer ke sekunder.

ɸLP = Fluks bocor pada kumparan primer.

ɸs = ɸm + ɸLs

Dimana : ɸp = Total fluks primer rata-rata.

ɸm = Fluks bocor yang menghubungkan primer ke sekunder.


http://anistkr.blogspot.co.id/2014/10/magnet.html




ɸLP = Fluks bocor pada kumparan primer.

Sumber : (http://eleketra-power.blogspot.co.id/).

Ampere –turn Ni ini dikenal sebagai gaya gerak magnet (ggm) dan

dinyatakan dengan notasi Á. Gaya gerak magnet (ggm) adalah perbedaan

potensial magnet yang cenderung menggerakkan fluks disekitar cincin

toroidal. Gerak fluks disekitar cincin, selain ditentukan oleh besaran ggm,

juga merupakan fungsi dari tahanan inti besi yang membawa fluks tersebut .

Tahanan inti besi itu disebut reluktansi Â dari rangkaian magnet.

Sumber: (https://thedemon09.wordpress.com/2008/12/30/hukum-ampere / ).

3. Rumus jika L = μr x μ0 x N2 x Al

didapatkan dari :

L= N x∅l

H= N x Il A/m (persamaan 1)

B=μ0 x μr x H Weber (persamaan 2), lalu substitusi persamaan 1 ke

persamaan 2 menjadi :

B=μ0 x μr x N x I

l Weber (persamaan 3). Jadi, total fluks

substitusikan persamaan 3 ke dalam rumus ∅=B x A sehingga menjadi

∅=μ0 x μr x A x N x I

lWeber

∅= N x Il

μo x μr x A Weber dimana (

lμo x μr x A ) disebut reluktansi. Maka akan kita

dapatkan:


https://thedemon09.wordpress.com/2008/12/30/hukum-ampere/

http://eleketra-power.blogspot.co.id/




∅= N x Il

μo x μr x A menjadi

∅I= N

lμo x μr x A

. Maka

L= N ∅l

=N . Nl

μo x μr x A Henry sehingga menjadi :

L=μr x μ0 x N 2 x A

l Henry.

Keterangan :

L : induktansi (Henry)

μr : permeability inti (core)

μo : permeability udara vakum = 4π x 10-7 Weber/Ampere-Meter

N : jumlah lilitan inductor

A : luas penampang induktor (m2)

l : panjang induktor (m)

Sumber : (http://bagi-ilmu-elektronika.blogspot.co.id/2015/02/teori-rumus-

induktansi-pada-induktor.html dan https://cnt121.wordpress.com/2007/11/14/

induktor/).

4. Peran frekuensi secara tidak langsung pada Induktansi Bersama yakni

dalam hal menghasilkan fluksi akibat pergerakkan sudut dari fluksi-fluksi saat

kumparan dialiri oleh arus listrik. Jika terdapat dua kumparan maka dengan

arah yang saling memperkuat sehingga terjadi induktansi bersama. Frekuensi

sebanding lurus dalam memberikan pergerakan fluksi-fluksi pada kumparan


https://cnt121.wordpress.com/2007/11/14/%20induktor/

https://cnt121.wordpress.com/2007/11/14/%20induktor/

http://bagi-ilmu-elektronika.blogspot.co.id/2015/02/teori-rumus-induktansi-pada-induktor.html

http://bagi-ilmu-elektronika.blogspot.co.id/2015/02/teori-rumus-induktansi-pada-induktor.html




satu maupun dua sehingga saat arahnya saling bersama dapat menimbulkan

nilai Induktansi Bersama (M).

Apabila dua kumparan saling berdekatan, seperti pada Gambar 4,

maka sebuah arus tetap I di dalam sebuah kumparan akan menghasilkan

sebuah fluks magnetik Φ yang mengitari kumparan lainnya, dan menginduksi

ggl pada kumparan tersebut.

Gambar 4. Perubahan arus di salah satu kumparan akan

menginduksi arus pada kumparan yang lain.

Sumber : (http://perpustakaancyber.blogspot.com /2013/04/pengertian-

induktansi-diri-dan-induktansi-bersama-contoh-soal-induktor-jawaban-gaya-

gerak-listrik-ggl-kumparan-solenoida-toroida-energi-penerapan.html).

5. Diketahui :

L = (50xNIM) mH jika NIM = 07 maka,

L = (50x7) mH = 350 mH = 0,35 H

T = 0,02 sekon

Ditanya :

XL ?

Jawab :

XL = ω x L

XL = 2 x π x f x L jika f = 1T maka,

XL = 2x π x L

T = 2x π x 0,35

0,02


http://2.bp.blogspot.com/-xqtb-Kyfiw8/UXBXRzkQmcI/AAAAAAAARo8/vh_r4Fm7jpE/s1600/Perubahan-arus-di-salah-satu-kumparan-akan-menginduksi-arus-pada-kumparan-yang-lain.jpg




XL = 35 x π ohm atau

XL = 109,9557429 ohm

DAFTAR PUSTAKA





Korps Asisten Laboratorium Fenomena Medan Elektromagnetik. 2015. Modul

Praktikum Fenomena Medan Elektromagnetik. Inderalaya: Jurusan Teknik

Elektro Universitas Sriwijaya.

Lister. 1993. Rangkaian dan Mesin Listrik, Penerbit : Erlangga, Jakarta.

Faizal,Nizbah. 2013. Jenis-Jenis Induktor, (http://faizalni zbah.blogspot

.co.id/2013/07/jenis-jenis-induktor.html). Di akses pada tanggal 4 Oktober

2015 di Palembang.

Suci.Rahmadhani. 2012. Artikel Tentang Induktor, (http://sucirah mad h ani-

tugas.blogspot.co.id/2012/02/5-artikel-tentang-induktor.html). Diakses pada

tanggal 4 Oktober 2015 di Palembang.

LAMPIRAN GAMBAR ALAT





Modul Electromagnetism Trainer 12-100

Multimeter

Osiloskop

Jumper

Function Generator

LAMPIRAN GAMBAR GELOMBANG

1. Untuk f = 9 Hz, V = 6 Volt, dan L = 0,7 H





























































Documents

PRAKTIKUM 4_LFME12_MUHAMMAD ABDUH