1

PETUNJUK PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DASAR I

Oleh:

Tim Dosen Pengampu Praktikum ELektronika Dasar 1

(Laboratorium Fisika Prodi Fisika)

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINTEK UIN WALISONGO

SEMARANG 2018

2

PRAKATA

Buku Petunjuk Praktikum Elektronika Dasar 1 disusun untuk digunakan sebagai petunjuk Praktikum

Elektronika Dasar 1. Meskipun kelihatannya sederhana, buku panduan praktikum ini mempertimbangkan

materi kuliah dan kemampuan praktikan sehingga pelaksanaan praktikumnya mudah dan berkualitas.

Sebelum melakukan praktikum, mahasiswa harus sudah memahami materi praktikum sehingga

dapat merencanakan data-data yang akan diambil, menggunakan kertas millimeter untuk grafik, dan alat

tulis atau gambar yang lengkap.

Praktikum secara lengkap meliputi merangkai alat, melakukan pengamatan dan pengukuran.

Sedangkan laporan lengkap berisi pengolahan data dan analisis percobaan harus diserahkan satu minggu

setelah praktikum untuk bisa mengikuti praktikum selanjutnya.

Demikian kata pengantar dari kami, semoga buku panduan ini bermanfaat dan menambah

pengetahuan serta ketrampilan, terima kasih.

Semarang, September 2018

Tim Penyusun

3

DAFTAR ISI

Cover ………………………………………… 1

Kata pengantar ………………………………………… 2

Daftar isi ………………………………………… 3

Praktikum 1 : Teori Thevenin dan Norton ………………………………………… 4

Praktikum 2 : Rangkaian AC ………………………………………… 7

Praktikum 3 : Dioda I ………………………………………… 13

Praktikum 4 : Dioda II ………………………………………… 17

Praktikum 5 : Kapasitor I ………………………………………… 21

Praktikum 6 : Kapasitor II ………………………………………… 28

Praktikum 7 : Catu Daya ………………………………………… 30

4

PRAKTIKUM I

TEORI THEVENIN DAN NORTON

Tujuan Percobaan

Mengubah suatu rangkaian ke dalam bentuk rangkaian ekivalen Thevenin dan Norton

Dasar Teori

Menurut Theori Thevenin, sembarang rangkaian linier dengan dua ujung terbuka seperti

terlihat pada Gambar 1.1.a (sebut sebagai rangkaian asli), dapat digantikan dengan sumber

tegangan yang diseri dengan suatu resistor seperti terlihat pada Gambar 1.1.b (sebut

sebagai rangkaian ekivalen Thevenin).

Gambar 1.1. a. Rangkaian asli, b. Rangkaian ekivalen Thevenin

VTH = tegangan terbuka yang ada pada ujung terbuka rangkaian asli, sedangkan

RTH = resistansi/impedansi antara ujung terbuka rangkaian asli, dimana semua sumber internal

dibuat berharga nol (sumber tegangan diganti short circuit, sumber arus diganti open circuit).

Menurut Theori Norton, sembarang rangkaian linier dengan dua ujung terbuka seperti

terlihat pada Gambar 1.2.a (sebut sebagai rangkaian asli), dapat digantikan dengan sumber arus

yang diparalel dengan suatu resistor seperti terlihat pada Gambar 1.2.b (sebut sebagai rangkaian

ekivalen Norton).

5

Gambar 1.2. a. Rangkaian asli, b. Rangkaian ekivalen Norton

IN = arus yang mengalir melalui ujung terbuka rangkaian asli jika kedua ujung tersebut

dihubung singkat, sedangkan RN = resistansi/impedansi antara ujung terbuka rangkaian asli,

dimana semua sumber internal dibuat berharga nol (sumber tegangan diganti short circuit,

sumber arus diganti open circuit).

Dengan demikian diperoleh hubungan antara rangkaian ekivalen Thevenin dan Norton

sebagai berikut :

Dan

Kegiatan Praktikum

1. Susunlah rangkaian percobaan Gambar 1.3.

2. Tentukan VTH dan VN dengan cara mengukur tegangan terbuka antara ujung A dan B

3. Tentukan ITH dan IN dengan cara mengukur arus yang mengalir jika A dan B dihubung

singkat.

4. Tentukan RTH dan RN dengan cara mengukur resistansi antara A dan B dimana sumber

tegangan diganti hubung singkat, sumber arus diganti hubung buka.

5. Bandingkan hasil pengukuran tsb dengan hasil perhitungan.

6. Ulangi langkah 1 s.d 6 untuk rangkaian percobaan Gambar 1.4.

6

NB. Agar tidak merusakkan multimeter, dalam menggunakan multimeter gunakan batas ukur yang

paling besar dulu, baru jika tidak ada kesalahan polaritas dan batas ukur tidak dilampau, batas

ukur diperkecil.

Gambar 1.3. Rangkaian percobaan ke 1

Gambar 1.4. Rangkaian percobaan ke 2

7

PRAKTIKUM II

RANGKAIAN AC

Tujuan Percobaan:

Mengetahui sifat dan karakteristik dari bentuk isyarat rangkaian AC

Mengetahui dan memahami rangkaian RL seri, RC Seri, dan RLC Seri

Mengetahui dan memahami resonansi pada rangkaian RLC

Mengetahui dan memahami tentang daya listris pada rangkaian AC Seri

Dasar teori:

Arus bolak-balik merupakan aliran muatan listrik positif pada konduktor yang arah

alirannya berubah terhadap waktu. Sumber dari arus bolak balik ini biasanya disebut tenaga gerak

listrik (tgl) dan ada pula yang menyebutnya (ggl). Ggl ini berlambang, dan memiliki satuan volt

(V). tegangan AC tidak mengenal kutub positif dan negatif karena polaritas kutub-kutubnya

berubah terhadap waktu, sehingga dapat dilihat bahwa arus yang dipasok ke rumah-rumah dan

kantor-kantor oleh perusahaan listrik sebenarnya adalah AC untuk seluruh dunia. Gambaran

gelombang AC dan tegangan AC dapat diperhatikan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Gelombang arus dan tegangan AC

Tegangan yang dihasilkan oleh suatu generator listrik berbentuk sinusoidal dengan demikian arus

yang dihasilkan pun sinusoidal. Tegangan dapat dituliskan berdasarkan fungsi waktu seperti :

Rangkaian RC Seri

Rangkaian ini terdiri dari suatu resistansi murni (R) dan Kapasistif murni (C) yang terhubung

dalam sebuah rangkaian AC, seperti yang terlihat pada Gambar 2.2.

8

Gambar 2.2. Rangkaian RC seri

Arus yang mengalir pada resistor dan kapasitor sama, sehingga arus digunakan sebagai referensi.

Antara tegangan resistor VR dan tegangan kapasitor VC terpisah sejauh 900 atau dengan kata lain

arus mendahului 900 terhadap tegangannya seperti terlihat pada Gambar 2.3.

Gambar 2.3. Perbandingan vektor Arus (I), VR dan VC pada rangkaian RC seri

Dari Gambar 2.3 didapatkan tegangan (V) sebagai berikut :

√

(

)

Sehingga, didapatkan nilai tegangan :

√

Sedangkan arus yang didapatkan dari persamaan sebelumnya,

√

Nilai Z adalah nilai impedansi yang didapatkan dari nilai resistansi dan reaktansi kapasitif (XC ).

Hubungan nilai antara impedansi, resistansi dan kapasitif diperlihatkan seperti pada Gambar 2.4.

9

Gambar 2.4. Diagram phasor untuk nilai resistansi, impedansi, dan reaktansi kapasitif pada

rangkaian RC Seri

Rangkaian RL Seri

Rangkaian ini terdiri dari suatu resistansi murni (R) dan induktif murni (L) yang terhubung dalam

sebuah rangkaian AC, seperti yang terlihat pada Gambar 2.5.

Gambar 3.5. Rangkaian RL seri

Arus yang mengalir pada resistor dan Induktor sama, sedangkan antara tegangan resistor VR dan

tegangan induktor VL terpisah sejauh 900 atau dengan kata lain arus tertinggal 90

0 terhadap

tegangannya seperti terlihat pada Gambar 3.6.

Gambar 2.6. Perbandingan vektor Arus (I), VR dan VC pada rangkaian RL seri

Dari Gambar 2.6 didapatkan tegangan (V) sebagai berikut :

√

(

)

Sehingga, didapatkan nilai tegangan :

10

√

Sedangkan arus yang didapatkan dari persamaan sebelumnya,

√

Nilai Z adalah nilai impedansi yang didapatkan dari nilai resistansi dan reaktansi kapasitif (XC ).

Hubungan nilai antara impedansi, resistansi dan kapasitif diperlihatkan seperti pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7. Diagram phasor untuk nilai resistansi, impedansi, dan reaktansi kapasitif pada

rangkaian RL Seri

Rangkaian RLC Seri

Rangkaian ini terdiri dari suatu resistansi murni (R), induktif murni (L), dan juga beban kapasitif

(C) yang terhubung dalam sebuah rangkaian AC. Arus yang mengalir pada resistor, induktor, dan

kapasitor besar nilainya sama, sedangkan antara besar nilai tegangan resistor VR , tegangan

induktor VL dan tegangan kapasitor VC berbeda.

Gambar 2.8. Diagram phasor untuk nilai V pada rangkaian RLC Seri

Berdasarkan Gambar 2.8, untuk mendapatkan tegangan (V) dari rangkaian RLC ini yaitu:

√

(

)

Sehingga, didapatkan nilai arus yang mengalir sebagai berikut :

11

√

Nilai Z adalah nilai impedansi yang didapatkan dari nilai resistansi , reaktansi induktif (XL), dan

reaktansi kapasitif (XC ). Hubungan nilai antara impedansi, resistansi, reaktansi induktif, dan

reaktansi kapasitif diperlihatkan seperti pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9. Diagram phasor untuk nilai resistansi, impedansi, reaktansi induktif ,dan reaktansi

kapasitif pada rangkaian RLC Seri

Kegiatan Praktikum:

Percobaan 1: Rangkaian R, L, C

Gambar 2.10. Rangkaian R, C dan L

1. Rangkailah seperti Gambar 2.10, dengan nilai resistor 1KΩ, Induktor 2.5mH, dan

Kapasitor 0.01 µF

2. Siapkan Osiloskop, Nyalakan AFG

3. Atur tegangan awal keluaran AFG pada 3 volt, dengan memperhatikan multimeter

4. Usahakan tegangan V dipertahankan konstan pada 5 volt

5. Atur Frekuensi AFG pada 10 KHz

6. Catat nilai parameter yang ditunjukkan alat ukur IR, IC, IL, VR, VC , dan VL

7. Ulangi langkah 5 sampai 6, dengan variasi frekuensi.

12

Percobaan 2 : Rangkaian RL, RC dan LC

Gambar 2.11. Rangkaian RL, RC dan LC

1. Rangkailah seperti Gambar 2.11 dengan nilai resistor 1KΩ, Induktor 2.5mH, dan

Kapasitor 0.01 µF

2. Siapkan Osiloskop , Nyalakan AFG

3. Atur tegangan awal keluaran AFG pada 3 volt, dengan memperhatikan multimeter

4. Usahakan tegangan V dipertahankan konstan pada 5 volt

5. Atur Frekuensi AFG pada 10 KHz

6. Catat nilai parameter yang ditunjukkan alat ukur IR, IC, IL, VR, VC , dan VL

7. Ulangi langkah 5 sampai 6, dengan variasi frekuensi.

Percobaan 3 : Rangkaian RLC

Gambar 2.12. Rangkaian RLC

1. Rangkailah seperti Gambar 2.12 dengan nilai resistor 1KΩ, Induktor 2.5mH, dan

Kapasitor 0.01 µF

2. Siapkan Osiloskop, Nyalakan AFG

3. Atur tegangan awal keluaran AFG pada 3 volt, dengan memperhatikan multimeter

4. Usahakan tegangan V dipertahankan konstan pada 5 volt

5. Atur Frekuensi AFG pada 10 KHz

6. Catat nilai parameter yang ditunjukkan alat ukur IR, IC, IL, VR, VC , dan VL

7. Ulangi langkah 5 sampai 6, dengan variasi frekuensi.

13

PRAKTIKUM III

DIODE I

Tujuan Percobaan:

Dapat menentukan kutub anoda dan katoda diode

Dapat mengetes kondisi diode

Dapat mengetahui karakteristik dan fungsi diode sebagai penyearah bias maju dan bias mundur

Dapat mengamati, memahami bentuk gelombang AC serta menentukan tegangan efektif

Dasar teori:

Dioda merupakan komponen aktif yang terbuat dari semikonduktor. Komponen aktif

artinya komponen yang hanya dapat bekerja jika mendapat tegangan awal. Jika bagian dari

semikonduktor tipe-P disambungkan dengan bagian semikonduktor tipe-N, ternyata bahwa

sambungan yang terbentuk akan mengalir arus searah dengan mudah dalam satu arah, tetapi akan

memberikan tahanan yang cukup besar dalam arah yang berbalikan. Alat semikonduktor dua

elektroda tipe-P dan tipe-N disebut diode. Jadi, diode hanya menghantarkan arus dengan mudah

dalam satu arah, arah kedepan (bias maju). Simbol diode dan contoh-contoh diode dapat dilihat

pada Gambar 3.1 dan Gambar 3.2.

Gambar 3.1. Simbol dan kutub diode

Gambar 3.2. Macam-macam diode

14

Dioda yang ada di pasaran adalah diode silicon atau germanium dengan arus dari beberapa

mili ampere sampai beberapa ratus ampere dan tegangan hingga ribuan volt.Karakteristik dari

diode dapat ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Karakteristik bias maju dan bias mundur diode

Kegiatan Praktikum:

Percobaan 1: Penyearah bias maju

Gambar 3.4. Rangkaian diode sebagai penyearah bias maju

Langkah kerja:

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 3.4

2. Nyalakan sumber tegangan.

3. Naikkan tegangan V.Adj dari 0 Volt hingga 6 volt.

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

D D

C C

B B

A A

Title

Number Revis ionSize

B

Date: 9 /25/2011 Sheet of

Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda.SCHD OCDraw n By:

Dioda

IN 4002

0 - 6 Volt

V. Ad j

Amperemeter

I

Vo ltmeter

V

1K

R

A+ -

+ -V

+ -

A K

Dioda

IN 4002

0 - 12 V olt

V. Ad j

Amperemeter

I

Vo ltmeter

V

100

R

A+ -

+ -V

AK

+ -

15

4. Catatlah perubahan tegangan dan arus pada voltmeter dan amperemeter untuk setiap

kenaikan V.Adj sebesar ±0,1 Volt.

Percobaan 2: Penyearah bias mundur

Gambar 3.5. Rangkaian diode sebagai penyearah bias mundur

Langkah kerja:

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 3.5

2. Nyalakan sumber tegangan.

3. Naikkan tegangan V.Adj dari 0 Volt hingga 6 volt.

4. Catatlah perubahan tegangan dan arus pada voltmeter dan amperemeter untuk setiap

kenaikan V.Adj sebesar ±0,1 Volt.

Percobaan 3: Mengamati bentuk gelombang AC dan menentukan tegangan efektif

Gambar 3.5. Rangkaian diode sebagai penyearah bias mundur

Langkah kerja:

1. Buatlah rangkaian seperti gambar.

2. Nyalakan sumber tegangan transformator.

3. Nyalakan Osiloskop.

4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok.

5. Catatlah Volt/div dan Time/div pada osiloskop

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

D D

C C

B B

A A

Title

Number Revis ionSize

B

Date: 9 /25/2011 Sheet of

Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda.SCHD OCDraw n By:

Dioda

IN 4002

0 - 6 Volt

V. Ad j

Amperemeter

I

Vo ltmeter

V

1K

R

A+ -

+ -V

+ -

A K

Dioda

IN 4002

0 - 12 V olt

V. Ad j

Amperemeter

I

Vo ltmeter

V

100

R

A+ -

+ -V

AK

+ -

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

D D

C C

B B

A A

Title

Number Revis ionSize

B

Date: 9 /25/2011 Sheet of

Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda rec.SCHD OCDraw n By:

1A / 6 V

Transformator

1 A / 6 V

Transformator

1A / 6 V

Transformator

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

0 V

6 V

1A / 6 V

Transformator

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

0 V

6 V

OSILO SK OP

OSILO SK OPOSILO SK OP

OSILO SK OP

0 V

0 V0 V

0 V

0 V

0 V

6 V

6 V220 V

220 V 220 V

220 V

IN PUT

IN PUT

IN PUT

IN PUT

+

++

+-

-

-

-

100uF / 16 V

16

6. Tentukan besarnya tegangan maksimum dan tegangan efektif dari gelombang.

7. Tentukan besarnya frekuensi gelombang.

8. Ukurlah tegangan dan frekuensi keluaran tranformator menggunakan multitester

digital dan catat hasilnya

9. Lakukan evaluasi dan analisa dengan membandingkan dengan hasil pengukuran

osiloskop dan multitester.

17

PRAKTIKUM IV

DIODE II

Tujuan Percobaan:

Dapat mengamati dan memahami fungsi diode sebagai penyearah gelombang AC dengan diode

tunggal

Dapat mengamati dan memahami fungsi diode sebagai penyearah gelombang AC dengan diode

jembatan

Dapat mengamati dan memahami fungsi diode sebagai penyearah gelombang AC dengan diode

jembatan dan kapasitor

Dasar teori:

Dioda merupakan komponen aktif yang terbuat dari semikonduktor.Komponen aktif

artinya komponen yang hanya dapat bekerja jika mendapat tegangan awal. Jika bagiab dari

semikonduktor tipe-P disambungkan dengan bagian semikonduktor tipe-N, ternyata bahwa

sambungan yang terbentuk akan mengalir arus searah dengan mudah dalam satu arah, tetapi akan

memberikan tahanan yang cukup besar dalam arah yang berbalikan. Alat semikonduktor dua

elektroda tipe-P dan tipe-N disebut diode.Jadi, diode hanya menghantarkan arus dengan mudah

dalam satu arah, arah kedepan (bias maju). Simbol diode dan contoh-contoh diode dapat dilihat

pada Gambar 4.1 dan Gambar 4.2.

Gambar 4.1. Simbol dan kutub diode

18

Gambar 4.2. Macam-macam diode

Diode yang ada dipasaran adalah diode silicon atau germanium dengan arus dari beberapa

mili ampere sampai beberapa ratus ampere dan tegangan hingga ribuan volt. Karakteristik dari

diode dapat ditunjukkan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3. Karakteristik bias maju dan bias mundur diode.

Kegiatan Praktikum:

Percobaan 1 : Mengamati bentuk gelombang AC setelah diberi penyearah tunggal

Gambar 4.4. Rangkaian penyearah gelombang dengan diode tunggal

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

D D

C C

B B

A A

Title

Number Revis ionSize

B

Date: 9 /25/2011 Sheet of

Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda rec.SCHD OCDraw n By:

1A / 6 V

Transformator

1 A / 6 V

Transformator

1A / 6 V

Transformator

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

0 V

6 V

1A / 6 V

Transformator

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

0 V

6 V

OSILO SK OP

OSILO SK OPOSILO SK OP

OSILO SK OP

0 V

0 V0 V

0 V

0 V

0 V

6 V

6 V220 V

220 V 220 V

220 V

IN PUT

IN PUT

IN PUT

IN PUT

+

++

+-

-

-

-

100uF / 16 V

19

Langkah kerja:

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.4.

2. Nyalakan sumber tegangan transformator.

3. Nyalakan Osiloskop.

4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok.

5. Tentukan besarnya tegangan maksimum dan tegangan efektif dari gelombang.

6. Ukurlah tegangan keluaran tranformator menggunakan multitester digital dan catat

hasilnya

7. Lakukan evaluasi dan analisa dengan membandingkan dengan hasil pengukuran

osiloskop dan multitester.

Percobaan 2 : Mengamati bentuk gelombang AC setelah diberi penyearah jembatan

Gambar 4.5. Rangkaian penyearah gelombang dengan diode bridge

Langkah kerja:

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.5.

2. Nyalakan sumber tegangan transformator.

3. Nyalakan Osiloskop.

4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok.

5. Tentukan besarnya tegangan maksimum dan tegangan efektif dari gelombang.

6. Ukurlah tegangan keluaran tranformator menggunakan multitester digital dan catat

hasilnya

7. Lakukan evaluasi dan analisis dengan membandingkan dengan hasil pengukuran

osiloskop dan multitester.

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

D D

C C

B B

A A

Title

Number Revis ionSize

B

Date: 9 /25/2011 Sheet of

Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda rec.SCHD OCDraw n By:

1A / 6 V

Transformator

1 A / 6 V

Transformator

1A / 6 V

Transformator

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

0 V

6 V

1A / 6 V

Transformator

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

0 V

6 V

OSILO SK OP

OSILO SK OPOSILO SK OP

OSILO SK OP

0 V

0 V0 V

0 V

0 V

0 V

6 V

6 V220 V

220 V 220 V

220 V

IN PUT

IN PUT

IN PUT

IN PUT

+

++

+-

-

-

-

100uF / 16 V

20

Percobaan 3: Mengamati bentuk gelombang AC setelah diberi penyearah jembatan dan

kapasitor.

Gambar 4.6. Rangkaian penyearah gelombang dengan diode bridge dan kapasitor

Langkah kerja:

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.6.

2. Nyalakan sumber tegangan transformator.

3. Nyalakan Osiloskop.

4. Amati bentuk gelombang dan gambarlah pada kertas millimeter blok.

5. Ukurlah tegangan keluaran tranformator menggunakan multitester digital dan catat

hasilnya

6. Ulangi dengan menganti nilai kapasitor 100uF / 16 volt menjadi 1000uF/ 25 volt.

7. Lakukan evaluasi dan analisa mengenai pengaruh kapasitor elco pada bentuk dan

besarnya tegangan keluaran.

Keterangan:

Untuk semua percobaan diharapkan berhati-hati dalam pemasangan alat ukur dan komponen,

karena kesalahan pemasangan dapat menyebabkan kerusakan pada alat ukur dan komponen.

Sebelum menyalakan sumber tegangan pada rangkaian mintalah persetujuan dan

pengecekan terlebih dahulu kepada asisten praktikum. Bila asisten telah menyatakan layak

maka praktikan boleh menyalakan sumber tegangan dan bisa memulai mengambil data.

Untuk semua kerusakan alat yang disebabkan kesalahan praktikan yang tidak mendapat

persetujuan asisten terlebih dahulu akanditanggung sepenuhnya oleh praktikan untuk

perbaikan ataupun penggantian komponen alat-alat yang rusak saat praktikum berlangsung.

Untuk semua pengukuran transistor yang menggunakan V.Adj diharapkan mengukur pula

tegangan V.Adj menggunakan multitester apabila tegangan sumber V.Adj tidak dilengkapi

dengan display / penampil tegangan yang akurat.

1

1

2

2

3

3

4

4

5

5

6

6

D D

C C

B B

A A

Title

Number Revis ionSize

B

Date: 9 /25/2011 Sheet of

Fi le: C:\Documents and Sett ings\ ..\d ioda rec.SCHD OCDraw n By:

1A / 6 V

Transformator

1 A / 6 V

Transformator

1A / 6 V

Transformator

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

0 V

6 V

1A / 6 V

Transformator

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

IN 4002

D

0 V

6 V

OSILO SK OP

OSILO SK OPOSILO SK OP

OSILO SK OP

0 V

0 V0 V

0 V

0 V

0 V

6 V

6 V220 V

220 V 220 V

220 V

IN PUT

IN PUT

IN PUT

IN PUT

+

++

+-

-

-

-

100uF / 16 V

21

PRAKTIKUM V

KAPASITOR I

Tujuan Percobaan:

Mengetahui jenis jenis kapasitor.

Mengetahui fungsi kapasitor sebagai penyimpan muatan listrik.

Mengetahui fungsi kapasitor sebagai filter (high pass filter, low pass filter)

Dasar Teori:

Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan

cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Satuan dari kapasitor adalah

Farad (F). Namun Farad adalah satuan yang terlalu besar, sehingga digunakan:

Pikofarad (pF) =

Nanofarad (nF) =

Microfarad ( ) =

Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

menampung muatan electron. Rumus kapasitor sebagai penyimpan muatan dapat ditulis :

Q = CV

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

V = besar tegangan dalam V (volt)

Kapasitansi dari kondensator dapat ditentukan dengan rumus:

C : Kapasitansi

ε0 : permitivitas hampa

εr : permitivitas relatif

A : luas pelat

d :jarak antar pelat/tebal dielektrik

Adapun cara memperbesar kapasitansi kapasitor atau kondensator dengan jalan:

1. Menyusunnya berlapis-lapis.

2. Memperluas permukaan variabel.

3. Memakai bahan dengan daya tembus besar.

22

Berdasarkan kegunaannya kondensator dibagi dalam:

1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)

2. Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco)

3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya.Untuk lebih

sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan

electrochemical.

1. 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.Umumnya kapasitor

kelompok ini adalah non-polar.

2. Kapasitor Electrolytic

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya

adalah lapisan metal-oksida.Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor

polar dengantanda + dan – di badannya.kapasitor ini dapat memiliki polaritas karena proses

pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif

katoda.

3. Kapasitor Electrochemical

Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini

adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik,

karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil.

Kegunaan kapasitor salah satunya adalah sebagi filter.Filter adalah rangkaian untuk

meneruskan atau menahan sinyal pada daerah frekuensi tertentu. Filter dapat didesain dengan

rangkaian reaktif ( R, C). Atas dasar daerah frekuensinya, filter dibagi menjadi:

1. Low pass filter (melewatkan frekuensi rendah dibawah nilai batas), seperti yang

terlihat pada Gambar 5.1 (a)

2. High pass filter (melewatkan frekuensi tinggi diatas nilai batas), seperti yang

terlihat pada Gambar 5.1 (b)

3. Band pass filter (melewatkan frekuensi antara batas rendah dan tinggi), ), seperti

yang terlihat pada Gambar 5.1 (c)

4. Band rejection filter (melewatkan frekuensi dibawah batas rendah dan diatas

tinggi)

23

Batas frekuensi antara sinyal yang dapat diteruskan dan yang diredam / ditahan disebut dengan

frekuensi cut-off. Frekuensi cut-off dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut:

Dimana:

R: Nilai hambatan

C: Nilai kapasitor

(a) (b)

(c)

Gambar 5.1. (a) Low pass filter, (b) High pass filter, (c) Band pass filter

Kegiatan Praktikum:

Percobaan 1 : Membuktikan fungsi kapasitor sebagai penyimpan muatan listrik

Langkah Kerja:

1. Siapkan kapasitor elco (polar) yang akan dipakai dan multimeter.

2. Atur posisi multimeter pada posisi ohmmeter pada batas 100X, lalu hubungkan sesuai

dengan kutub kapasitor.

3. Perhatikan jarum ketika mengisi.

4. Lepaskan kapasitor tadi, ubah multitester ke posisi voltmeter 10V DC kemudian

hubungkan kembali dengan kapasitor.

5. Perhatikan gerakan jarum ketika mengosongkan isi kapasitor.

6. Ulangi beberapa percobaan ini dengan nilai kapasitor yang berbeda.

7. Catat kembali hasilnya dan lalukan analisa dan evaluasi

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

Title

Nu mb er Revis ionSize

A

Date: 9/26 /20 11 Sheet of

File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:

R

R

R

RC

C C

C

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

Title

Nu mb er Revis ionSize

A

Date: 9/26 /20 11 Sheet of

File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:

R

R

R

RC

C C

C

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

Title

Nu mb er Revis ionSize

A

Date: 9/26 /20 11 Sheet of

File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:

R

R

R

RC

C C

C

24

Percobaan 2 : Low pass filter

Gambar 5.2. Rangkaian Low pass filter

Langkah Kerja:

1. Siapkan generator sinyal (sinus) dan osiloskop

2. Siapkan kapasitor dan resistor yang akan digunakan

3. Mintalah nilai-nilai resistor dan kapasitor yang akan digunakan untuk rangkaian low pass filter

4. Rangkailah kapasitor dan resistor menjadi rangkaian Low Pass Filter seperti pada Gambar 5.2.

5. Aturlah supaya channel 1 pada osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang input dan

channel 2 pada osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang output rangkaian low pass

filter

6. Tentukan frekuensi awal yang akan diukur (f1) Hz

7. Nyalakan semua alat dan catat fekuensi awal dan amplitude pada input dan output

8. Naikkan frekuensinya 2 kali frekuensi semula (f2) dan catat kembali datanya

9. Ulangi percobaan berkali-kali dengan menaikkan nilai frekuensi 2 kali lipat sampai batas yang

ditentukan oleh asisten praktikum.

10. Buatlah grafik respon frekuensinya pada kertas semilog atau boleh juga millimeter blok.

11. Tentukanlah daerah frekuensi cut off (fc) pada grafik low pass filter yang dibuat.

12. Hitunglah frekuensi cut 0ff (fc) dengan menggunakan rumus.

Percobaan 3 : High pass filter

Gambar 5.3. Rangkaian High pass filter

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

Title

Nu mb er Revis ionSize

A

Date: 9/26 /20 11 Sheet of

File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:

R

R

R

RC

C C

CINPUT INPUT INPUTOUTPUT OUTPUT OUTPUT

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

Title

Nu mb er Revis ionSize

A

Date: 9/26 /20 11 Sheet of

File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:

R

R

R

RC

C C

CINPUT INPUT INPUTOUTPUT OUTPUT OUTPUT

25

Langkah Kerja:

1. Siapkan generator sinyal (sinus) dan osiloskop

2. Siapkan kapasitor dan resistor yang akan digunakan

3. Mintalah nilai-nilai resistor dan kapasitor yang akan digunakan untuk rangkaian high pass

filter

4. Rangkailah kapasitor dan resistor menjadi rangkaian High Pass Filter seperti pada Gambar

5.3.

5. Aturlah supaya channel 1 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang input dan channel

2 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang output rangkaian high pass filter

6. Tentukan frekuensi awal yang akan diukur (f1) Hz

7. Nyalakan semua alat dan catat fekuensi awal dan amplitude pada input dan output

8. Naikkan frekuensinya 2 kali frekuensi semula (f2) dan catat kembali datanya

9. Ulangi percobaan berkali-kali dengan menaikkan nilai frekuensi 2 kali lipat sampai batas yang

ditentukan oleh asisten praktikum.

10. Buatlah grafik respon frekuensinya pada kertas semilog atau boleh juga millimeter blok.

11. Tentukanlah daerah frekuensi cut off (fc) pada grafik high pass filter yang dibuat.

12. Hitunglah frekuensi cut off (fc) dengan menggunakan rumus.

26

PRAKTIKUM VI

KAPASITOR II

Tujuan Percobaan:

Mengetahui fungsi kapasitor sebagai filter (band pass filter)

Dasar Teori:

Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan

cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Satuan dari kapasitor adalah

Farad (F). Namun Farad adalah satuan yang terlalu besar, sehingga digunakan:

Pikofarad (pF) =

Nanofarad (nF) =

Microfarad ( ) =

Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

menampung muatan electron. Rumus kapasitor sebagai penyimpan muatan dapat ditulis :

Q = CV

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

V = besar tegangan dalam V (volt)

Kapasitansi dari kondensator dapat ditentukan dengan rumus:

C : Kapasitansi

ε0 : permitivitas hampa

εr : permitivitas relatif

A : luas pelat

d :jarak antar pelat/tebal dielektrik

Adapun cara memperbesar kapasitansi kapasitor atau kondensator dengan jalan:

4. Menyusunnya berlapis-lapis.

5. Memperluas permukaan variabel.

6. Memakai bahan dengan daya tembus besar.

Berdasarkan kegunaannya kondensator dibagi dalam:

27

4. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)

5. Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco)

6. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya.Untuk lebih

sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan

electrochemical.

4. 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.Umumnya kapasitor

kelompok ini adalah non-polar.

5. Kapasitor Electrolytic

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya

adalah lapisan metal-oksida.Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor

polar dengantanda + dan – di badannya.kapasitor ini dapat memiliki polaritas karena proses

pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif

katoda.

6. Kapasitor Electrochemical

Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini

adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik,

karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil.

Kegunaan kapasitor salah satunya adalah sebagi filter.Filter adalah rangkaian untuk

meneruskan atau menahan sinyal pada daerah frekuensi tertentu. Filter dapat didesain dengan

rangkaian reaktif ( R, C). Atas dasar daerah frekuensinya, filter dibagi menjadi:

1. Low pass filter (melewatkan frekuensi rendah dibawah nilai batas), seperti yang

terlihat pada Gambar 6.1 (a)

2. High pass filter (melewatkan frekuensi tinggi diatas nilai batas), seperti yang

terlihat pada Gambar 6.1 (b)

3. Band pass filter (melewatkan frekuensi antara batas rendah dan tinggi), ), seperti

yang terlihat pada Gambar 6.1 (c)

4. Band rejection filter (melewatkan frekuensi dibawah batas rendah dan diatas

tinggi)

28

Batas frekuensi antara sinyal yang dapat diteruskan dan yang diredam / ditahan disebut dengan

frekuensi cut-off. Frekuensi cut-off dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut:

Dimana:

R: Nilai hambatan

C: Nilai kapasitor

(a) (b)

(c)

Gambar 6.1. (a) Low pass filter, (b) High pass filter, (c) Band pass filter

Kegiatan Praktikum:

Percobaan : Band pass filter

Gambar 6.2. Rangkaian Band Pass Filter

Langkah Kerja:

1. Siapkan generator sinyal (sinus) dan osiloskop

2. Siapkan kapasitor dan resistor yang akan digunakan

3. Mintalah nilai-nilai resistor dan kapasitor yang akan digunakan untuk rangkaian band pass

filter

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

Title

Nu mb er Revis ionSize

A

Date: 9/26 /20 11 Sheet of

File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:

R

R

R

RC

C C

C

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

Title

Nu mb er Revis ionSize

A

Date: 9/26 /20 11 Sheet of

File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:

R

R

R

RC

C C

C

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

Title

Nu mb er Revis ionSize

A

Date: 9/26 /20 11 Sheet of

File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:

R

R

R

RC

C C

C

1

1

2

2

3

3

4

4

D D

C C

B B

A A

Title

Nu mb er Revis ionSize

A

Date: 9/26 /20 11 Sheet of

File: Q:\b ah an mod ul skema\cap asitor.SCHD OC Drawn By:

R

R

R

RC

C C

CINPUT INPUT INPUTOUTPUT OUTPUT OUTPUT

29

4. Rangkailah kapasitor dan resistor menjadi rangkaian Band Pass Filter seperti pada Gambar

6.2.

5. Aturlah supaya channel 1 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang input dan channel

2 osiloskop digunakan untuk mengamati gelombang output rangkaian band pass filter

6. Tentukan frekuensi awal yang akan diukur (f1) Hz

7. Nyalakan semua alat dan catat fekuensi awal dan amplitude pada input dan output

8. Naikkan frekuensinya 2 kali frekuensi semula (f2) dan catat kembali datanya

9. Ulangi percobaan berkali-kali dengan menaikkan nilai frekuensi 2 kali lipat sampai batas yang

ditentukan oleh asisten praktikum.

10. Buatlah grafik respon frekuensinya pada kertas semilog atau boleh juga millimeter blok.

11. Tentukanlah daerah frekuensi cut off (fc) pada grafik band pass filter yang dibuat.

12. Hitunglah frekuensi cut off (fc) dengan menggunakan rumus.

30

PRAKTIKUM VII

MODUL CATU DAYA TEREGULASI DAN TAK TEREGULASI

Tujuan Percobaan:

Dapat merancang dan membuat catu daya tak teregulasi

Dapat merancang dan membuat catu daya teregulasi

Dapat memahami prinsip kerja berbagai macam catu daya

Dasar teori:

Rangkaian catu daya berfungsi untuk menyeediakan arus dan tegangan tertentu sesuai

dengan kebutuhan beban dari sumber daya listrik yang ada. Untuk catu daya DC, akan diperlukan

suatu rangkaian yang dapat mengubah tegangan AC menjadi tegnagn DC.

Catu Daya atau sering disebut dengan Power supply adalah sebuah piranti yang berguna

sebagai sumber listrik untuk piranti lain. Pada dasarnya Catu Daya bukanlah sebuah alat yang

menghasilkan energi listrik saja, namun ada beberapa Catu Daya yang menghasilkan energi

mekanik, dan energi yang lain. Daya untuk menjalankan peralatan elektronik dapat diperoleh dari

berbagai sumber. Beberapa contoh catu daya dapat dilihat pada Gambar 7.1.

Gambar 7.1. Macam-macam catu daya

31

Macam-macam Catu Daya

Secara garis besar, Power supply elektrik dibagi menjadi dua macam, yaitu Power supply

Linier dan Switching Power supply.

1. Power supply Linier

Merupakan jenis power supply yang umum digunakan. Cara kerja dari power supply ini adalah

mengubah tegangan AC menjadi tegangan AC lain yang lebih kecil dengan bantuan

Transformator. Tegangan ini kemudian disearahkan dengan menggunakan rangkaian

penyearah tegangan, dan dibagian akhir ditambahkan kapasitor sebagai pembantu

menyearahkan tegangan sehingga tegangan DC yang dihasilkan oleh power supply jenis ini

tidak terlalu bergelombang. Selain menggunakan dioda sebagai penyearah, rangkaian lain dari

jenis ini menggunakan regulator tegangan sehingga tegangan yang dihasilkan lebih baik

daripada rangkaian yang menggunakan dioda. Power supply jenis ini dapat menghasilkan

tegangan DC yang bervariasi antara 0 – 30 Volt dengan arus antara 0 – 5 Ampere.

2. Switching Power supply

Power supply jenis ini menggunakan metode yang berbeda dengan power supply linier. Pada

jenis ini, tegangan AC yang masuk ke dalam rangkaian langsung disearahkan oleh rangkaian

penyearah tanpa menggunakan bantuan transformer. Cara menyearahkan tegangan tersebut

adalah dengan menggunakan frekuensi tinggi antara 10 KHz hingga 1 MHz, dimana frekuensi

ini jauh lebih tinggi daripada frekuensi AC yang sekitar 50Hz. Pada switching power supply

biasanya diberikan rangkaian feedback agar tegangan dan arus yang keluar dari rangkaian ini

dapat dikontrol dengan baik.

Kegiatan Praktikum

Percobaan 1. Membuat catu daya tak teregulasi

Gambar 7.2. catu daya tak teregulasi

Langkah kerja :

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 7.2

2. Amati bentuk gelombang dengan menggunakan osiloskop

32

3. Hitung besar tegangan keluarannya

4. Ulangi percobaan langkah 1-3 dengan mengganti tegangan pada trafo sekundernya

Percobaan 2. Membuat catu daya teregulasi

Gambar 7.3. catu daya teregulasi

Langkah kerja :

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 7.3

2. Amati bentuk gelombang dengan menggunakan osiloskop

3. Hitung besar tegangan keluarannya

4. Ulangi percobaan langkah 1-3 dengan mengganti tegangan pada trafo sekundernya

Keterangan:

Untuk semua percobaan diharapkan berhati-hati dalam pemasangan alat ukur dan komponen,

karena kesalahan pemasangan dapat menyebabkan kerusakan pada alat ukur dan komponen.

Sebelum menyalakan sumber tegangan pada rangkaian mintalah persetujuan dan

pengecekan terlebih dahulu kepada asisten praktikum. Bila asisten telah menyatakan layak

maka praktikan boleh menyalakan sumber tegangan dan bisa memulai mengambil data.

Untuk semua kerusakan alat yang disebabkan kesalahan praktikan yang tidak mendapat

persetujuan asisten terlebih dahulu akan ditanggung sepenuhnya oleh praktikan untuk

perbaikan ataupun penggantian komponen alat-alat yang rusak saat praktikum berlangsung.