laporan fisika resonansi listrik(l3).docx
TRANSCRIPT
RESONANSI LISTRIK
(Percobaan L – 3)
Nama : Inayah Rohmaniyah
Nomor Mahasiswa : 5415117403
Jurusan/Program Studi : Teknik Sipil
Nama Partner 1 : Ellis Yuniar Hinada
Nomor Mahasiswa : 5415117395
Jurusan/Program Studi : Teknik Sipil
Nama Partner 2 : Muaslihatun Soleha
Nomor Mahasiswa : 5415117388
Jurusan/Program Studi : Teknik Sipil
Tanggal Percobaan Dilakukan Selasa, 04/12/2012
PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN TEKNIK BANGUNAN
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
2012
RESONANSI LISTRIK
A. TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan besarnya tahanan dan induksi diri sebuah kumparan pemadam.
B. TEORI SINGKAT
Impedansi dari rangkaian bolak balik dari rangkaian seri L – R – C tergantung pada
frekuensi, karena reaktansi induktif langsung dan reaktansi kapasitif berbanding terbalik dengan
frekuensi. Bila sebuah sumber arus dengan tegangan pada ujung-ujungnya tetap tetapi
frekuensinya berubah-ubah, dihubungkan dalam rangkaian, maka arus I akan berubah-ubah
sesuai dengan frekuensi. Arus I menjadi maksimum pada saat impedansi Z minimum.
Frekuensi dimana arus I menjadi maksimum dinamakan frekuensi resonansi f0. Pada saat
ini impedansi Z sama dengan tahanan R dan reaktansi induktif (XL) sama besar dengan reaktansi
kapasitif (XC). Sehingga :
I=VZ
=VR
2 f 0 L= 12 f 0 C
L= I
4 π 2 f 0 2C
Di mana : I = Besarnya arus efektif.
V = Tegangan arus bolak-balik dalam volt.
R = Tahanan, dalam ohm.
L = Induksi dari pada inductor, dalam Henry.
C = Kapasitas dari kapasitor, dalam Farad.
F0 = Frekuensi arus bolak-balik.
Gambar : Rangkaian Seri
C. ALAT-ALAT YANG DIPERLUKAN :
1. Kumparan pemadam, terdiri atas inductor dan tahanan jadi satu.
2. Kapasitor yang dapat diubah-ubah kapasitasnya.
3. Ampermeter AC.
4. Sumber arus.
5. Kebel-kabel penghubung.
D. JALANNYA PERCOBAAN :
1. Membuat rangkaian seperti gambar, dengan tidak menghubungkan dengan
sumber arus lebih dahulu.
2. Periksa sekali lagi rangkaian tersebut, kemudian tanyakan pada asisten.
3. Menghubungkan dengan sumber arus melalui trafo. Atur tegangan untuk 6 Volt.
4. Mengubah-ubah harga C, sehingga memperoleh harga I maksimum. Mengubah
harga C dimulai dengan 0,01 Fd, seterusnya sehingga 20 Fd.
5. Bila sudah didapat I maksimum, ulangi beberapa kali dengan menambah dan
mengulangi C.
6. Mencatat pengamatan I maksimum, kapasitas dan tegangan.
C
E
L + R
SA
7. Mengulangi percobaan di atas dengan tegangan 9 Volt dan 12 Volt. Hasil
perhitungan ketiga percobaan dibuat rata-rata.
E. DATA PENGAMATAN :
No Tegangan
(Volt)
Kapasitas
(Farad)
Arus Maks.
(Milli-amp)
Tahanan
(Ohm)
Induksi Diri
(Henry)
I. 6 Volt 1) 3,5.102
2) 3,7.102
3) 3,9.102
4
4
4
1500 Ω
1500 Ω
1500 Ω
2,89
2,74
2,60
II. 9 Volt 1) 3,9.102
2) 3,7.102
3) 3,5.102
4
4
4
1285,71 Ω
1285,71 Ω
1285,71 Ω
2,60
2,74
2,89
III. 12 Volt 1) 3,5.102
2) 3,7.102
3) 3,9.102
4
4
4
1200 Ω
1200 Ω
1200 Ω
2,89
2,74
2,60
Keterangan : F0 diambil frekuensi arus bolak balik = 50
F. TUGAS
1. Mencari Tahanan ( R )
1) Tegangan 6 Volt
a. Arus maks (I1 = 4.10-3 A)
R=VoltI
= 6
4.1 0−3=1500 Ω
b. Arus maks (I2 = 4.10-3 A)
R=VoltI
= 6
4.1 0−3=1500 Ω
c. Arus maks (I3 = 4.10-3 A)
R=VoltI
= 6
4.1 03=1500 Ω
2) Tegangan 9 Volt
a. Arus maks (I1 = 7.10-3 A)
R=VoltI
= 9
7.10−3=1285,71 Ω
b. Arus maks (I2 = 7.10-3 A)
R=VoltI
= 9
7.10−3=1285,71 Ω
c. Arus maks (I3 = 7.10-3 A)
R=VoltI
= 9
7.10−3=1285,71 Ω
3) Tegangan 12 Volt
a. Arus maks (I1 = 10.10-3 A)
R=VoltI
= 12
10.10−3=1200 Ω
b. Arus maks (I2 = 10.10-3 A)
R=VoltI
= 12
10.10−3=1200 Ω
c. Arus maks (I3 = 10.10-3 A)
R=VoltI
= 12
10.10−3=1200 Ω
2. Mencari Induksi Diri (Henry)
1) Tegangan 6 Volt
a. Kapasitas 3,5 fd ( C )
L= 1
4 × π2× f 02 ×C
= 1
4 × 3,1 42 ×5 02 ×3,5.1 0−6=2,89 Henry
b. Kapasitas 3,7 fd ( C )
L= 1
4 × π2× f 02 ×C
= 1
4 × 3,1 42 ×5 02 ×3,7.1 0−6=2,74 Henry
c. Kapasitas 3,9 fd ( C )
L= 1
4 × π2× f 02 ×C
= 1
4 × 3,1 42 ×5 02 ×3,9.1 0−6=2,60 Henry
2) Tegangan 9 Volt
a. Kapasitas 3,9 fd ( C )
L= 1
4 × π2× f 02 ×C
= 1
4 × 3,1 42 ×5 02 ×3,9.1 0−6=2,60 Henry
b. Kapasitas 3,7 fd ( C )
L= 1
4 × π2× f 02 ×C
= 1
4 × 3,1 42 ×5 02 ×3,7.1 0−6=2,74 Henry
c. Kapasitas 3,5 fd ( C )
L= 1
4 × π2× f 02 ×C
= 1
4 × 3,1 42 ×5 02 ×3,5.1 0−6=2,89 Henry
3) Tegangan 12 Volt
a. Kapasitas 3,5 fd ( C )
L= 1
4 × π2× f 02 ×C
= 1
4 × 3,1 42 ×5 02 ×3,5.1 0−6=2,89 Henry
b. Kapasitas 3,7 fd ( C )
L= 1
4 × π2× f 02 ×C
= 1
4 × 3,1 42 ×5 02 ×3,7.1 0−6=2,74 Henry
c. Kapasitas 3,9 fd ( C )
L= 1
4 × π2× f 02 ×C
= 1
4 × 3,1 42 ×5 02 ×3,9.1 0−6=2,60 Henry
3. Penjabaran rumus bahwa dalam keadaan resonansi maka Z = R
Z={R+( X L−XC )}
Z={R+( X L−XC )}
Z={R+(1−1 ) }
Z=R
4. Penjabaran rumus bahwa dalam keadaan resonansi maka XL = XC !
Pada keadaan resonansi, impedansi mencapai minimum dan pada saat itu I mencapai
maksimum, sedangkan XL dan XC mempunyai nilai sama karena bertemu di satu titik.
Jika arus listrik melewati rangkaian seri R – L – C, aka nada nilai beda potensial melalui
inductor atau kapasitor. namun beda potensial akan bernilai 0 jika melalui gabungan inductor –
kapasitor. Sebabnya adalah karena beda potensial sesaat melalui inductor dan kapasitor berbeda
fase 1800. Jadi mungkin besar, resultannya tiap saat adalah nol.
V = I.X = I ( XL – XC ) = 0
Dari situ, XL - XC = 0
Maka : XL = XC
5. Kenapa dalam keadaan seperti di atas di sebut resonansi?
Dalam rangkaian R – L – C, nilai kapasitor dapat diubah-ubah sehingga frekuensinya
pegas-massa yang digantung seiring berubah-ubahnya nilai XC dan XL. Dan pada suatu saat itu
nilai impedansi minimum dan bernilai sama dengan daya hambatnya. Peristiwa berubah-ubahnya
frekuensi disebut resonansi.
G. KESIMPULAN
Syarat terjadinya frekuensi resonansi adalah bahwa XL = XC sehingga harga Z =
R, yang sekaligus mendapatkan nilai arus listrik I yang maksimum.
Pada percobaan ini didapatkan 3 kali terjadinya resonansi yaitu pada nilai
kapasitansi 3,5F, 3,6F dan 3,7F.
Pada rangkaian R – L – C yang dipasang secara seri dapat menghasilkan frekuensi
resonansi. Hal ini dikarenakan nilai kapasitor yang diubah-ubah sehingga
menghasilkan arus yang maksimum dan impedansinya minimum.