Percobaan I

PERCOBAAN IHAMBATAN DAN HUKUM OHM1.1 Tujuan

Untuk mempelajari konsep hambatan dan Hukum Ohm.

1.2 Peralatan yang Dibutuhkan Circuit construction deck

Multimeter 2 buah

1.3 Referensi

Buku Rangkaian Listrik I dan Rangkaian Listrik II oleh William Hayt atau Budiono Mismail1.4 Pendahuluan

Hambatan Dan Hukum OhmSetiap penghantar mempunyai hambatan. Beberapa penghantar seperti kabel, harus dipilih agar mempunyai nilai hambatan paling rendah. Komponen yang mempunyai kegunaan karena nilai hambatan ( resistansi ) disebut resistor. Resistor banyak dipakai dalam rangkaian listrik dan elektronika untuk mengatur besar arus yang mengalir. Dalam resistor energi listrik diubah menjadi energi panas.

Hubungan antara tegangan, arus dan hambatan dalam rangkaian dinyatakan oleh persamaan :

V = I * R

Persamaan di atas dikenal sebagai Hukum Ohm.

1.5 Prosedur Percobaan Hambatan Dan Hukum Ohm1. Buat rangkaian seperti pada gambar!

Gambar 1.1 Rangkaian V, R dan LampuBeri nilai hambatan pada rangkaian di atas sebesar 1K ohm! Ubahlah tegangan DC variable pada nol dan nyalakan power supply! Naikkan nilai tegangan sampai voltmeter membaca nilai 10V dan perhatikan tingkat keterangan lampu!2. Ulangi langkah kedua dengan nilai hambatan diubah menjadi 10K Ohm! Periksalah kondisi lampu!

3. Buatlah rangkaian seperti pada gambar!

Gambar 1.2 Rangkaian V dan RSet nilai tegangan pada 0V! Secara bertahap naikkan nilai tegangan sebesar 2 V secara bertahap sampai mencapai 10V! Dan catatlah nilai arus yang mengalir setiap perubahan nilai tegangan.

1.6 Data Hasil PercobaanTabel 1.1 Data Hasil Percobaan R=1K dan R=10K terhadap VBesar Tegangan ( V )Besar Arus ( A )

R= 1K Besar Arus ( A )

R= 10K

2

4

6

8

10

Gantilah hambatan dengan 10 k dan ulangi langkah 4-5.

1.7 Analisa Data1.8 Analisa Perhitungan1.9 Data Hasil Perhitungan Tabel 1.2 Data Hasil Perhitungan R = 1K dan R = 10K terhadap VBesar Tegangan ( V )Besar Arus ( A )

R= 1K Besar Arus ( A )

R= 10K

2

4

6

8

10

1.10 Grafik1.11 KesimpulanPERCOBAAN IIHUKUM KIRCHOFF2.1 Tujuan

Untuk mempelajari konsep hambatan dan Hukum Kirchoff.

2.2 Peralatan yang Dibutuhkan Circuit construction deck Multimeter 2 buah2.3 Referensi

Buku Rangkaian Listrik I dan Rangkaian Listrik II oleh William Hayt atau Budiono Mismail2.4 PendahuluanHukum Kirchoff

Hubungan antara jumlah dari tegangan yang melintasi suatu loop tertutup dan jumlah arus pada suatu node dapat dijelaskan dengan Hukum Kirchhoof. Hukum Kirchoff ditemukan oleh Gustav Robert Kirchoff pada 1840. Hukum Kirchoff I disebut Hukum Kirchoff Tegangan (KVL). Menyatakan bahwa pada loop tertutup jumlah dari semua tegangan adalah nol.

Secara matematis :

V= 0

Sedangkan Hukum Kirchoff kedua adalah Hukum Kirchoff Arus (KCL). Menyatakan bahwa jumlah aljabar arus pada suatu node adalah nol.

Secara sistematis :

arus masuk = arus keluar

i = 02.5 Prosedur PercobaanHukum Kirchoff

Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah!

Gambar 2.1 Rangkaian Hukum KirchoffSetelah nilai tegangan supply pada 12 V! Dengan menggunakan voltmeter ukurlah nilai tegangan pada R1! Perhatikan polaritas dari tegangan. Ukurlah nilai tegangan pada resistor yang lain! Catatlah pada tabel 1.2! Dengan menggunakan amperemeter ukurlah nilai arus yang mengalir pada R1! Dengan cara yang sama ukurlah nilai arus yang mengalir pada R2, R3, R4, dan R5! Catatlah hasil yang didapat pada table 1.3!2.6 Data Hasil PercobaanTable 2.1 Data Hasil Percobaan R, VR, dan I terhadap 12VHambatan ()BesarTegangan ( V )BesarArus (A)

R1

R2

R3

R4

R5

Tabel 2.2 Data Hasil Percobaan VR terhadap VEVR1VR2VR3VR4VR5

2

4

6

8

10

Tabel 2.3 Data Hasil Percobaan IR terhadap VEIR1 IR2IR3IR4IR5

2

4

6

8

10

2.7 Analisa Data2.8 Analisa Perhitungan2.9 Data Hasil PerhitunganTable 2.1 Data Hasil Perhitungan R, VR, dan I terhadap 12VHambatan ()BesarTegangan ( V )BesarArus (A)

R1

R2

R3

R4

R5

Tabel 2.2 Data Hasil Perhitungan VR terhadap VEVR1VR2VR3VR4VR5

2

4

6

8

10

Tabel 2.3 Data Hasil Perhitungan IR terhadap VEIR1 IR2IR3IR4IR5

2

4

6

8

10

2.10 KesimpulanPERCOBAAN III

RANGKAIAN SERI PARALEL

3.1 Tujuan

Untuk mempelajari hubungan resisitor seri dan pararel dalam rangkaian.

3.2 Peralatan yang Dibutuhkan Circuit construction deck

Multimeter 2 buah

3.3 Referensi

Buku Rangkaian Listrik I dan Rangkaian Listrik II oleh William Hayt atau Budiono Mismail3.4 Pendahuluan

3.4.1 Tahanan Seri

Beberapa tahanan disusun bila tahanan tersebut membentuk suatu rantai antara dua terminal dan suatu gabungan cabang

Gambar 3.1 Rangkaian Seri Gambar 3.2 Rangkaian Req V= V1+V2+.+Vn

= I.R1+ I.R2+..+I.Rn = I.Rtotal

Dimana :

V

= Tegangan sumber (volt)

V1,V2,Vn= Tegangan pada masing-masing tahanan

I

= Arus3.4.2 Tahanan Parallel

Beberapa tahanan disusun secara parallel, bila setiap tahanan dihubungkan langsung antara dua terminal dari satu gabungan cabang.

Gambar 3.3 Rangkaian Paralel

Itotal= I1+I2+..+In

= V/R1+V/R2++V/Rn

= V/RtotalRparalel= 1/Rtotal=1/R1+1/R2+....+1/Rn3.5 Prosedur PercobaanResistor Seri Dan Pararel Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah!

Gambar 3.4 Rangkaian Seri Hidupkan power supply dan set nilai tegangan pada 2 V! Ukurlah nilai arus yang mengalir! Ubahlah nilai tegangan dari 4 V, 6 V, 8 V, dan 10V kemudian ukurlah nilai arus yang mengalir! Catatlah pada table 1.4! Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah!

Gambar 1.5 Rangkian Paralel Hidupkan power supply dan ukurlah arus yang mengalir pada nilai tegangan 2 V, 4 V, 6 V, 8 V dan 10 V! Catatlah nilai pada table 1.5!3.6 Data Hasil Percobaan

Tabel 3.1Data Hasil Percobaan I, R, dan VR terhadap VBesarTegangan( V )BesarArus( A )R total( V/I )VR1VR2VR3VR4

22110

42110

62110

82110

102110

Tabel 3.2 Data Hasil Percobaan I1, I2, Itotal, dan Rtotal terhadap VBesarTegangan( V )Besar Arus I1(mA)Besar Arus I2(mA)BesarArus Total(mA)R total( V/I )

287,18

487,18

687,18

887,18

1087,18

3.7 Analisa Data3.8 Analisa Perhitungan3.9 Data Hasil PerhitunganTabel 3.1Data Hasil Perhitungan I, R, dan VR terhadap VBesarTegangan( V )BesarArus( A )R total( V/I )VR1VR2VR3VR4

2

4

6

8

10

Tabel 3.2 Data Hasil Perhitungan I1, I2, Itotal, dan Rtotal terhadap VBesarTegangan( V )Besar Arus I1(mA)Besar Arus I2(mA)Besar Arus Total(mA)R total( V/I )

2

4

6

8

10

3.10 Kesimpulan

PERCOBAAN IVTEOREMA SUPERPOSISI4.1 Tujuan

Untuk mempelajari efek dari penggunaan lebih dari satu sumber tegangan dalam rangkaian.

4.2 Peralatan yang Dibutuhkan Circuit construction deck

Multimeter 2 buah

4.3 Referensi

Buku Rangkaian Listrik I dan Rangkaian Listrik II oleh William Hayt atau Budiono Mismail4.4 Pendahuluan

Teorema superposisi menyatakan bahwa dalam suatu rangkaian yang memiliki lebih dari suatu sumber tegangan maka jumlah arus yang mengalir pada sutu cabang adalah sama dengan jumlah arus yang mengalir pada cabang tersebut apabila sumber tegangan yang aktif hanya satu. Teorema superposisi sering digunakan pada analisis dari rangkaian listrik dan elektronika. Dengan menggunakan teorema superposisi maka perhitungan akan menjadi lebih mudah.4.5 Prosedur PercobaanTeorema Superposisi

Buatlah rangkaian seperti pada gambar!

Gambar 4.1 Rangkaian Superposisi dengan 2 Sumber Tegangan Hidupkan power supply dan set DC variable power supply pada nilai 12 V dan 10 V! Ukur nilai arus pada masing-masing cabang dengan menggunakan amperemeter pada skala 0-10 mA! Catatlah nilai arus yang mengalir pada I1, I2, I3! Perhatikan besar dan arah arus! Sekarang putuskan sumber tegangan +12 V (short circuit) dan sambungkan resistor R3 dan R5!Catat arus pada I`1, I`2, I`3!

Gambar 4.2 Rangkaian Superposisi dengan Sumber Tegangan 10V Hubungkan kembali sumber tegangan +15 V, dan putuskan sumber tegangan +12V (short circuit), hubungkan R3 dan R3! Catatlah nilai arus I``1 , I``2 dan I``3 pada table 1.6!

Gambar 4.3 Rangkaian Superposisi dengan Sumber Tegangan 12V4.6 Data Hasil PercobaanTabel 4.1 Data Hasil Percobaan Teorema SuperposisiSumber TeganganHasil Pengukuran

Tegangan Drop(Volt)Arus yang Mengalir (mA)

E1E2VR1VR2VR3VR4VR5I1I2I3

00

012

100

1012

4.7 Analisa Data

4.8 Analisa Perhitungan4.9 Data Hasil Perhitungan Tabel 4.2 Data Hasil Perhitungan Teorema SuperposisiSumber TeganganHasil Pengukuran

Tegangan Drop(Volt)Arus yang Mengalir (mA)

E1E2VR1VR2VR3VR4VR5I1I2I3

00

012

100

1012

4.10 Kesimpulan

PERCOBAAN 5TEOREMA THEVENIN5.1 Tujuan

Menemukan metode penyerdehanaan rangkaian untuk mencari arus yang mengalir pada salah satu cabang rangkaian5.2 Peralatan Yang Diperlukan Circuit construction deck

Multimeter 2 buah

5.3 Referensi

Buku Rangkaian Listrik I dan Rangkaian Listrik II oleh William Hayt atau Budiono Mismail5.4 PendahuluanTeori Thevenin

Pernyataan teorema thevenin adalah sebagai berikut:

Sepanjang perhatian tertuju pada beban, setiap jaringan satu-port yang mengandung unsure hambatan dan sumber energi dapat diganti dengan suatu kombinasi seri sumber tegangan ideal VT dan hambatan RT dengan VT sebagai tegangan rangkaian satu-port terbuka dan RT sebagai rasio tegangan rangkaian-terbuka terhadap arus hubung singkat.

Gambar 5.1 Rangkaian TheveninJika kedua jaringan pada gambar di atas harus setara untuk semua nilai hambtan beban, keduanya harus setara untuk nilai-nilai ekstrem seperti RL = ~ dan RL = 0. Nilai RL = ~ bersangkutan dengan keadaan rangkaian terbuka; dan dengan membandingkan kedua jaringan, tegangan rangkaian terbuka VRT pada jaringan asli sama dengan V pada rangkaian ekivalen. Nilai RL = 0 berarti keadaan hubung singkat; dengan membandingkan kedua jaringan, arus hubung singkat HIS pada jaringan asli sama dengan VT/RT untuk rangkaian ekivalen. Maka, persamaan:

dan

5.5 Prosedur PercobaanThevenin

Hubungkan power supply ke supply line, pastikan tegangan outputnya pada keaadaan minimal! Rangkailah seperti gambar berikut:

Gambar 5.2 Rangkaian Thevenin Mencari I di Titik yang di Cari Set tegangan output power supply sebesar 10 volt! Hitung arus yang melalui Resistor 680 ohm dengan menggunakan multimeter I! Catat hasilnya! Menurut teorema thevenin rangkaian dapat disederhanakan seperti berikut!

Gambar 5.3 Rangkaian Thevenin PenyederhanaanTerlihat bahwa rangkaian menjadi seperti sebuah sumber tegangan E dengan tahanan dalam r yang dihubungkan ke beban R 680 ohm.

Untuk mencari E, ganti resistor 680 ohm dengan multimeter sehingga rangkaian seperti berikut, catat tegangannya!

Gambar 5.4 Rangkaian Thevenin Mencari VOC Untuk mencari r, matikan power supply, dan lepas terminalnya dari rangkaian! Sambungkan kedua terminal rangkaian yang tadinya merupakan input dari power supply ganti resistor 680 ohm dengan multimeter dan catat besar tahanannya! Buat rangkaian menjadi seperti berikut!

Gambar 5.6 Rangkain Thevenin Mencari r Isilah tabel 5.1

Dapatkan nilai rata-rata dari r.

5.6 Data Hasil Percobaan

Tabel 5.1 Data Hasil Percobaan Mencari rTegangan Power Supply/VM (Volt)AM (mA)r = VM/AMVM

2

4

6

8

5.7 Analisa Data5.8 Analisa Perhitungan5.9 KesimpulanPERCOBAAN VI

THEOREMA RESIPROSIKAL6.1 Tujuan Percobaan Membuktikan theorema resiprosikal

6.2 Peralatan Yang Diperlukan Power supply

Panel percobaan

Multi tester

Kabel penghubung

6.3 Referensi

Buku Rangkaian Listrik I dan Rangkaian Listrik II oleh William Hayt atau Budiono Mismail.6.4 PendahuluanTheorema ResiprosikalJika suatu sumber daya diberikan ke suatu titik dari network yang linier akan menghasilkam\n arus pada titik yang kedua. Kemudian jika sumber daya yang di pindahkan pada titik yang kedua maka pada titik yang pertama akan menghasilkan arus yang sama besarnya.6.5 Prosedur Percobaan Buatlah rangkaian seperti pada gambar 6.1!

Gambar 6.1 Rangkaian Percobaan Resiprosikal

Atur sumber tegangan pada V=Volt! Hubungkan sumber tegangan pada titik Adan B! Ukur arus yang mengalir pada titik C-D (ini adalah I2)! Pindahkan sumber tegangan pada titik C-D! Ukur arus yang mengalir pada titik A-B! Ulangi percobaan diatas dengan mengatur sumber tegangan pada V=.volt dan V..volt! Catat hasilnya pada tabel 6.1!6.6 Data Hasil PercobaanTabel 6.1 Hasil Pengukuran Rangkaian Percobaan Resiprosikal

Tegangan SumberI1I2

Arus yang mengalir dalam mA

E = 4 Volt

E = 6 Volt

E = 8 Volt

6.7 Analisa Data6.8 Analisa Perhitungan6.9 Data Hasil PerhitunganTabel 6.2 Hasil Perhitungan Rangkaian Percobaan Resiprosikal

Tegangan SumberI1I2

Arus yang mengalir dalam mA

E = 4 Volt

E = 6 Volt

E = 8 Volt

6.10 KesimpulanPERCOBAAN VIIRANGKAIAN R-L-C7.1.Tujuan

Mempelajari sifat resistif pada rangkaian R. Mempelajari sifat capasitif pada rangkaian RC. Mempelajari sifat inductive pada rangkaian RL. 7.2.Peralatan yang diperlukan

Power Supply

Multimeter

Osciloscope

Potensiometer 10K Ohm

Function Generator

Resistor 100 Ohm 2 buah, 1K Ohm

Kapasitor 2,2 uF

Induktor 2.5 mH

Digital Multimeter (dengan range 200 mV )

Resistor 100 Ohm

7.3.Referensi

Membuat dasar teori yang lengkap tentang gelombang dan daya AC, sifat resistif, induktif dan capacitif serta disipasi daya. Buku referensi: Rangkaian Listrik I dan II, William Hayt atau Budiono Mismail.7.4.Pendahuluan

Di dalam rangkaian listrik dikenal elemen pasif dan elemen aktif. Elemen aktif adalah elemen yang mampu menyediakan daya rata-rata lebih besar dari nol selam interval waktu yang tak berhingga kepada suatu alat luar, sebagai contoh sumber ideal.Elemen pasif didefinisikan sebagai elemen yang tidak dapat menyediakan daya rata-rata lebih besar dari nol selama interval waktu yang tidak terhingga. Contoh dari elemen pasif adalah kapasitor, resistor, dan induktor.

Hubungan tegangan dan arus dapat ditulis di dalam persamaan berikut :

V = R.I

Dimana harga R dinyatakan sebagai resistansi, selalu konstan selama tidak terjadi perubahan suhu, dinyatakan di dalam satuan Ohm. Harga V dinyatakan dalam Vollt dan harga I dinyatakan di dalam Ampere.

Dengan grafik seperti berikut:

Grafik 7.1 Rangkaian ResistifPada rangkaian yang mengandung kapasitor, kapasitor menyimpan energi medan listrik selama satu periode dan mengembalikannya selama periode yang lain. Tegangan pada kapasitor adalah sebanding dengan muatannya, atau dengan integral arus terhadap waktu yang melewati kapasitor tersebut. Konstanta kesebandingan itu disebut dengan kapasitas ( dengan v = (1/C) . Q = (1/C) .f1 .dt ).

Kapasitor dimana dapat dituliskan hubungan antara arus dan tegangan sebagai berikut :I = C

dimana harga C disebut sebagai kapasitansi dan dinyatakan di dalam satuan Farad.

Kapasitor dibuat dari dua buah plat penghantar parallel yang luasnya A dan berjarak d, satu sama lainnya memiliki harga kapasitansi :

C =

Grafik dibawah menunjukkan perubahan arus terhadap tegangan per satuan waktu :

Grafik 7.2 Rangkaian Capasitive

Dengan persamaan tersebut maka sebuah tegangan konstan melalui kapasitor memerlukan arus nol melalui kapasitor tersebut. Jadi kapasitor adalah rangkaian terbuka untuk DC. Sedangkan bagi tegangan AC merupakan rangkaian tertutup karena dV/dt memiliki harga tiap nilai.

Pada rangkaian ideal yang mengandung indukator, indukator menimpa energi medan magnet selama satu periode waktu dan mengembalikannya selama periode yang lain. Dan tegangan pada indukator adalah sebanding dengan rata-rata perubahan arus yang melewatinya. Konstanta kesebandingan antara tegangan dan perubahan arus itu disebut dengan induktansi. (dengan v = L . (di/dt) ).7.5.1Prosedur Percobaan

A.Rangkaian Resistif Gambar 7.1 Rangkaian Percobaan Resistif Merangkai komponen seperti rangkaian diatas untuk amperemeter menggunakan oscilloscope. Mengatur generator pada frekuensi mulai dengan 50 Hz sampai dengan 1000 Hz dengan T/div 100 us dan V/div 50 V.7.5.2Data Hasil PercobaanTabel 7.1 Rangkaian Resistif

Frekuensi (Hz)Voltage (V) rmsCurrent (mA) rmsResistance (ohm)Vpp (V)

50

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

7.5.3Analisa Data

7.5.4Analisa Perhitungan7.5.5Data Hasil Perhitungan7.5.6Kesimpulan

7.6.1Prosedur Percobaan

b. Rangkaian Capasitive

b. Rangkaian Capasitif

Gambar 7.2 Rangkaian Capasitive Menghubungkan power supply dengan stop kontak jangan dinyalakan dulu!. Merangkai komponen seperti rangkaian diatas.

Mengatur oscilloscope channel 1 pada Y1 dan channel 2 pada Y2, atur time/div pada 1 ms/cm. . Sebelumnya atur variable Y pada oscilloscope agar gelombangnya ditengah / nol volt. Gambarkan bentuk gelombang dengan teliti, mencatat volt/div, time/div dan menunjukkan posisi keduanya.7.6.2Data Hasil Percobaan

Tabel 7.2 Rangkaian CapasitifVrmsVppV/divT/div

C

R

7.6.3Analisa Data

7.6.4Gambar

7.6.5Analisa Perhitungan7.6.6Kesimpulan

7.7.1Prosedur Percobaan

c. Rangkaian Induktif

Gambar 7.3 Rangkaian Inductive Menghubungkan power supply dengan stop kontak jangan dinyalakan dulu!

Merangkai komponen seperti rangkaian diatas.

Mengatur function generator pada 10 Volt p-p sinus dengan frekuensi 250 Hz.

Set oscilloscope channel Y1 pada 1 Volt/cm dan Y2 pada 500 mV/cm, atur time/div pada 1 ms/cm. . Sebelumnya atur variable Y pada oscilloscope agar gelombangnya ditengah / nol volt.

Menggambar bentuk gelombang dengan teliti, mencatat volt/div, time/div dan menununjukkan posisi keduanya.

7.7.2Data Hasil Percobaan

Tabel 7.3 Rangkaian Capacitive

VrmsVppV/divT/div

L

R

7.2.3Analisa Data

7.2.4Gambar

7.2.4Analisa Perhitungan

7.2.5Kesimpulan EMBED CorelDRAW.Graphic.12

EMBED CorelDRAW.Graphic.12

680

100

0V

12V

10V

10V

0V

12V

dv/dt

d

EMBED PBrush

EMBED PBrush

f: 250 Hz

c: 10nF

R: 100

EMBED PBrush

_1427664451.unknown

_1427664452.unknown

_1157587238.unknown

_1383376500.unknown

_1383376501.unknown

_1157587138.unknown