laporan listrik2

59
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Resistor Resistor merupakan komponen pasif sehingga dalam kerjanya tidak memrlukan catu daya. Bentuk, ukuran bahan dan resistensinya beragam tapi mudah dikenali. Besarnya resistensi dinyatakan dalam satuan Ohm, kila Ohm dan mega Ohm, yang dicantumkan pada setiap resistor dalam bentuk lambang bilangan atau cincin kode warna. Untuk menyatakan resistensi dan kemampuan dayanya, berbagai resistor dibuat dari bahan yang berbeda dengan sifat-sifat yang berbeda juga. Untuk menyatakan resistensi dalam teori dan praktek ditulis dengan huruf R. Resistor dikelompokkan menjadi : Resistor tetap (metal film resistor, metal oxide resistor, Carbon film Resistor, dll) Resistor Variabel (potensiometer, Trimer potensiometer, Hemoistor PTC/NTC, dll) Untuk resistor tetap, harga resistansi dapat dilihat berdasarkan gelang warna, dengan kode sebagai berikut : Tabel 1: Harga resistansi berdasarkan warna Warna Nilai Pengali Toleransi Tolerans

Upload: dandan-fardan

Post on 30-Jun-2015

136 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: laporan listrik2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Resistor

Resistor merupakan komponen pasif sehingga dalam kerjanya tidak memrlukan catu

daya. Bentuk, ukuran bahan dan resistensinya beragam tapi mudah dikenali. Besarnya

resistensi dinyatakan dalam satuan Ohm, kila Ohm dan mega Ohm, yang dicantumkan pada

setiap resistor dalam bentuk lambang bilangan atau cincin kode warna.

Untuk menyatakan resistensi dan kemampuan dayanya, berbagai resistor dibuat dari

bahan yang berbeda dengan sifat-sifat yang berbeda juga. Untuk menyatakan resistensi dalam

teori dan praktek ditulis dengan huruf R.

Resistor dikelompokkan menjadi :

Resistor tetap (metal film resistor, metal oxide resistor, Carbon film Resistor, dll)

Resistor Variabel (potensiometer, Trimer potensiometer, Hemoistor PTC/NTC, dll)

Untuk resistor tetap, harga resistansi dapat dilihat berdasarkan gelang warna, dengan kode

sebagai berikut :

Tabel 1: Harga resistansi berdasarkan warna

Warna Nilai Pengali Toleransi

komposisi

Toleransi

Film

Hitam 0 100 20% 0

Coklat 1 101 1% 1%

Merah 2 102 2% 2%

Jingga 3 103 3% -

Kuning 4 104 - -

Hijau 5 105 4% 0,5%

Biru 6 106 6% 0,25%

Ungu 7 107 12,5% -

Abu-abu 8 10-2 30% -

Page 2: laporan listrik2

Putih 9 10-1 10% -

Perak - 10-2 10% -

Emas - 10-1 5% -

Tidak berwarna - - 20% -

2.1.1 Kode Warna

Banyaknya kode warna pada setiap resistor berjumlah 4 cincin atau berjumlah 5

cincin (lihat gambar 1).

Gambar 1: Resistor dengan 4 cincin

Resistansi yang terdiri dari 4 cincin meliputi :

cincin 1,2 digit (nilai)

cincin 3 pengali

cincin 4 toleransi

Resistansi yang terdiri dari 5 cincin meliputi :

Cincin 1,2,3, digit (nilai)

Cincin 4 pengali

Cincin 5 toleransi

Gambar 2: Resistor dengan 5 cincin

Dalam praktek resistansi dapat dihitung berdasarkan kode warna diatas memakai

alat multimetar atau dengan hukum Ohm

Page 3: laporan listrik2

V = I. R

Hal yang paling penting selain besar tahanan (resistansi) adalah daya atau watt

resistor, agar dapat diketahui harga arus masimum yang diperbolehkan pada resistor

tersebut.

Contoh : Resitor dengan 100 / 0,25 watt, artinya arus yang diperbolehkan bekerja pada

resistor tersebut adalah I = 50 mA. (ingat P = V.I = I2. R = V2/R).

2.2 Kapasitor

Kondensator (Capasitor) adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan

listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.

Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad. Ditemukan oleh Michael Faraday (1791-

1867). Kondensator kini juga dikenal sebagai "kapasitor", namun kata "kondensator" masih

dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada

tahun 1782 (dari bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk

menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kebanyakan

bahasa dan negara yang tidak menggunakan bahasa Inggris masih mengacu pada perkataan

bahasa Italia "condensatore", seperti bahasa Perancis condensateur, Indonesia dan Jerman

Kondensator atau Spanyol Condensador.

Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif

serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif) pada skema

elektronika.

Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak

mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih

berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering

disebut kapasitor. Lambang kapasitor (tidak mempunyai kutub) pada skema

elektronika.

Page 4: laporan listrik2

Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap negara tergantung pada

masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan orang tersebut hanya

menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar.

Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang

pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C). Satuan dalam kondensator disebut Farad.

Satu Farad = 9 x 1011 cm² yang artinya luas permukaan kepingan tersebut menjadi 1 Farad

sama dengan 106 mikroFarad (µF), jadi 1 µF = 9 x 105 cm².

Satuan-satuan sentimeter persegi (cm²) jarang sekali digunakan karena kurang praktis,

satuan yang banyak digunakan adalah:

1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad)

1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad)

1 µF = 1.000 nF (nano Farad)

1 nF = 1.000 pF (piko Farad)

1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad)

Adapun cara memperluas kapasitor atau kondensator dengan jalan:

1. Menyusunnya berlapis-lapis.

2. Memperluas permukaan variabel.

3. Memakai bahan dengan daya tembus besar.

2.2.1 Prinsip dasar dan spesifikasi elektriknya

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan

dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik,

gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-

muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat

yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan

positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif

tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-

konduktif. Muatan elektrik ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-

muatan positif dan negatif di awan.

Page 5: laporan listrik2

Gambar 3: Prinsip dasar kapasitor

2.2.2 Wujud dan Macam kondensator

Berdasarkan kegunaannya kondensator kita bagi dalam:

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

2. Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco)

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

Kondensator (Capasitor) adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam

medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan

listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad. Ditemukan oleh Michael

Faraday (1791-1867). Kondensator kini juga dikenal sebagai "kapasitor", namun kata

"kondensator" masih dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh Alessandro Volta

seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari bahasa Itali condensatore), berkenaan

dengan kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding

komponen lainnya. Kebanyakan bahasa dan negara yang tidak menggunakan bahasa

Inggris masih mengacu pada perkataan bahasa Italia "condensatore", seperti bahasa

Perancis condensateur, Indonesia dan Jerman Kondensator atau Spanyol Condensador.

Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan

negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif) pada skema elektronika.

Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah,

tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat

pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang

sering disebut kapasitor (capacitor). Lambang kapasitor (tidak mempunyai kutub) pada

skema elektronika.

Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap negara tergantung

pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan orang tersebut hanya

menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar.

Page 6: laporan listrik2

Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang

pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C).

Satuan dalam kondensator disebut Farad. Satu Farad = 9 x 1011 cm² yang artinya luas

permukaan kepingan tersebut menjadi 1 Farad sama dengan 106 mikroFarad (µF), jadi 1

µF = 9 x 105 cm².

Satuan-satuan sentimeter persegi (cm²) jarang sekali digunakan karena kurang

praktis, satuan yang banyak digunakan adalah:

1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad) 1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad) 1 µF = 1.000 nF

(nano Farad) 1 nF = 1.000 pF (piko Farad) 1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad)

Adapun cara memperluas kapasitor atau kondensator dengan jalan :

Menyusunnya berlapis-lapis

Memperluas permukaan variabel

Memakai bahan dengan daya tembus besar

Wujud dan Macam kondensator Berdasarkan kegunaannya kondensator kita bagi

dalam :

Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah)

Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco)

Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah)

2.2.3 Kapasitansi

Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat

menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb =

6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah

kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat

memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis :

Q = CV ………………………………………….(1)

Dimana :

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

V = besar tegangan dalam V (volt)

Page 7: laporan listrik2

Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas

area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k)

bahan dielektrik. Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut :

C = (8.85 x 10-12) (k A/t) ……………………………….(2)

Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang

disederhanakan.

Tabel 2: Contoh konstanta (k)

Udara vakum k = 1

Aluminium oksida k = 8

Keramik k = 100 - 1000

Gelas k = 8

Polyethylene k = 3

Untuk rangkain elektronik praktis, satuan farads adalah sangat besar sekali.

Umumnya kapasitor yang ada di pasar memiliki satuan uF (10-6 F), nF (10-9 F) dan pF (10-

12 F). Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran sebuah

kapasitor. Misalnya 0.047 uF dapat juga dibaca sebagai 47 nF, atau contoh lain 0.1 nF

sama dengan 100 pF.

2.2.4 Tipe Kapasitor

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

lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor elektrostatik, elektrolytik

dan elektrochemical.

1. Kapasitor Elektrostatik

Kapasitor elektrostatik 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. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material

seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar),

polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya.

Page 8: laporan listrik2

Mylar, MKM, MKT adalah beberapa contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor

dengan bahan-bahan dielektrik film. Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar.

2. Kapasitor Elektrolytik

Kelompok kapasitor elektrolytik terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan

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

ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat

memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa

sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda.

Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium, magnesium,

titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksidasi sehingga

membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui

proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup

kedalam larutan electrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan

electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan

mengoksidai permukaan plat metal. Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan

terbentuk lapisan Aluminium-oksida (Al2O3) pada permukaannya.

Gambar 4: Kapasitor Elco

Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan

electrolyte(katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebagai

dielektrik. Dari rumus (2) diketahui besar kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal

dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat

kapasitor yang kapasitansinya cukup besar.

Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan

adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah

Page 9: laporan listrik2

Aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini

biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang

kapasitansinya besar. Sebagai contoh 100 uF, 470 uF, 4700 uF dan lain-lain, yang sering

juga disebut kapasitor elco.

Bahan electrolyte pada kapasitor Tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat.

Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang menjadi

elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-dioksida. Dengan demikian

kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan

mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih

tahan lama. Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat

dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal.

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. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk

mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk applikasi

mobil elektrik dan telepon selular.

2.2.5 Membaca Kapasitansi

Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan

angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya

pada kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 22uF/25v.

Kapasitor yang ukuran fisiknya mungil dan kecil biasanya hanya bertuliskan 2

(dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka satuannya adalah pF (pico

farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi

kapasitor tersebut adalah 47 pF.

Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan

angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya,

berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000 dan seterusnya. Misalnya pada

kapasitor keramik tertulis 104, maka kapasitansinya adalah 10 x 10.000 = 100.000 pF

atau = 100 nF. Contoh lain misalnya tertulis 222, artinya kapasitansi kapasitor tersebut

adalah 22 x 100 = 2200 pF = 2.2 nF.

Page 10: laporan listrik2

Selain dari kapasitansi ada beberapa karakteristik penting lainnya yang perlu

diperhatikan. Biasanya spesifikasi karakteristik ini disajikan oleh pabrik pembuat didalam

datasheet. Berikut ini adalah beberapa spesifikasi penting tersebut.

2.2.6 Tegangan Kerja (working voltage)

Tegangan kerja adalah tegangan maksimum yang diijinkan sehingga kapasitor

masih dapat bekerja dengan baik. Para elektro-mania barangkali pernah mengalami

kapasitor yang meledak karena kelebihan tegangan. Misalnya kapasitor 10 uF 25 V, maka

tegangan yang bisa diberikan tidak boleh melebihi 25 volt dc. Umumnya kapasitor-

kapasitor polar bekerja pada tegangan DC dan kapasitor non-polar bekerja pada tegangan

AC.

2.2.7 Temperatur Kerja

Kapasitor masih memenuhi spesifikasinya jika bekerja pada suhu yang sesuai.

Pabrikan pembuat kapasitor umumnya membuat kapasitor yang mengacu pada standar

popular. Ada 4 standar popular yang biasanya tertera di badan kapasitor seperti C0G

(ultra stable), X7R (stable) serta Z5U dan Y5V (general purpose). Secara lengkap kode-

kode tersebut disajikan pada table berikut.

Tabel 3: Kode karakteristik kapasitor kelas I

Koefisien

Suhu

Faktor Pengali

Koefisien Suhu

Toleransi

Koefisien

Suhu

Simbol

PPM

per

Co

Simbol Pengali SimbolPPM

per Co

C 0.0 0 -1 G +/-30

B 0.3 1 -10 H +/-60

A 0.9 2 -100 J +/-120

M 1.0 3 -1000 K +/-250

P 1.5 4 -10000 L +/-500

Page 11: laporan listrik2

ppm = part per million

Tabel 4: Kode karakteristik kapasitor kelas II dan III

suhu kerja

minimum

suhu kerja

maksimum

Toleransi

Kapasitansi

Simbol Co Simbol Co Simbol Persen

Z +10 2 +45 A+/-

1.0%

Y -30 4 +65 B+/-

1.5%

X -55 5 +85 C+/-

2.2%

6 +105 D+/-

3.3%

7 +125 E+/-

4.7%

8 +150 F+/-

7.5%

9 +200 P+/-

10.0%

R+/-

15.0%

S+/-

22.0%

T+22% /

-33%

U +22% /

-56%

Page 12: laporan listrik2

V+22% /

-82%

2.2.8 Toleransi

Seperti komponen lainnya, besar kapasitansi nominal ada toleransinya. Tabel

diatas menyajikan nilai toleransi dengan kode-kode angka atau huruf tertentu. Dengan

table di atas pemakai dapat dengan mudah mengetahui toleransi kapasitor yang biasanya

tertera menyertai nilai nominal kapasitor. Misalnya jika tertulis 104 X7R, maka

kapasitasinya adalah 100 nF dengan toleransi +/-15%. Sekaligus dikethaui juga bahwa

suhu kerja yang direkomendasikan adalah antara -55Co sampai +125Co (lihat tabel kode

karakteristik)

2.2.9 Insulation Resistance (IR)

Walaupun bahan dielektrik merupakan bahan yang non-konduktor, namun tetap

saja ada arus yang dapat melewatinya. Artinya, bahan dielektrik juga memiliki resistansi.

walaupun nilainya sangat besar sekali. Phenomena ini dinamakan arus bocor DCL (DC

Leakage Current) dan resistansi dielektrik ini dinamakan Insulation Resistance (IR).

Untuk menjelaskan ini, berikut adalah model rangkaian kapasitor.

Gambar 5: Model kapasitor

Dimana :

C = Capacitance

ESR = Equivalent Series Resistance

L = Inductance

IR = Insulation Resistance

Jika tidak diberi beban, semestinya kapasitor dapat menyimpan muatan selama-

lamanya. Namun dari model di atas, diketahui ada resitansi dielektrik IR(Insulation

Resistance) yang paralel terhadap kapasitor. Insulation resistance (IR) ini sangat besar

(MOhm). Konsekuensinya tentu saja arus bocor (DCL) sangat kecil (uA). Untuk

Page 13: laporan listrik2

mendapatkan kapasitansi yang besar diperlukan permukaan elektroda yang luas, tetapi ini

akan menyebabkan resistansi dielektrik makin kecil. Karena besar IR selalu berbanding

terbalik dengan kapasitansi (C), karakteristik resistansi dielektrik ini biasa juga disajikan

dengan besaran RC (IR x C) yang satuannya ohm-farads atau megaohm-micro farads.

2.2.10 Dissipation Factor (DF) dan Impedansi (Z)

Dissipation Factor adalah besar persentasi rugi-rugi (losses) kapasitansi jika

kapasitor bekerja pada aplikasi frekuensi. Besaran ini menjadi faktor yang diperhitungkan

misalnya pada aplikasi motor phasa, rangkaian ballast, tuner dan lain-lain. Dari model

rangkaian kapasitor digambarkan adanya resistansi seri (ESR) dan induktansi (L). Pabrik

pembuat biasanya meyertakan data DF dalam persen. Rugi-rugi (losses) itu didefenisikan

sebagai ESR yang besarnya adalah persentasi dari impedansi kapasitor Xc. Secara

matematis di tulis sebagai berikut :

Gambar 6: Grafik Dissipation Factor (DF) dan Impedansi (Z)

Dari penjelasan di atas dapat dihitung besar total impedansi (Z total) kapasitor adalah:

Page 14: laporan listrik2

Gambar 7: Grafik Impedansi (Z)

Karakteristik respons frekuensi sangat perlu diperhitungkan terutama jika kapasitor

bekerja pada frekuensi tinggi. Untuk perhitungan- perhitungan respons frekuensi dikenal

juga satuan faktor qualitas Q (quality factor) yang tak lain sama dengan 1/DF.

2.3 Multimeter

Multimeter dirancang dan diproduksi secara massal untuk para ahli teknok. Bahkan

kadang-kadang tipe yang paling mudah digunakan dan paling murah, memiliki feature yang

tidak kita butuhkan untuk digunakan. Pengukuran digital menunjukkan angka-angka melalui

layarnya, layar tersebut biasanya terbuat dari kristal cair.

Gambar dibawah ini menunjukkan sebuah digital multimeter (gambar switched range

multimeter), dibagian tengahnya terdapa sakelar putar untuk memilih fungsi yang kita

inginkan.

Jika sakelar diputar kearah 20 VDC, maka 20 V adalah maksimum tegangan yang dapat

diukur, tanda ”V=” yang menyatakan pengukuran untuk arus searah (DC), sedangkan tanda

”V~” menyatakan pengukuran untuk arus bolak-balik (AC).

Untuk pengukuran lain, sakelar harus diputar ke posisi yang sesuai.

Page 15: laporan listrik2

(switched range multimeter) (autoranging multimeter)

Gambar 8: Multimeter

2.2.1 Jenis-jenis multimeter

1. Multimeter non elektronis

Multimeter jenis bukan elektronik kadang-kadang disebut juga AVO-meter,

VOM (Volt-Ohm-Meter), Multitester, atau circuit Tester. Pada dasarnya alat ini

merupakan gabungan dari alat ukur searah, tegangan searah, resistansi, tegangan

bolak-balik. Untuk mengetahui fungsi dan sifat multimeter yang dipergunakan

pelajarilah baik-baik spesifikasi teknik (technical specification) alat tersebut.

Spesifikasi yang harus diperhatikan terutama adalah:

Batas ukur dan skala pada setiap besaran yang diukur: tegangan searah (DC

volt),

Tegangan bolak-balik (AC volt), arus searah (DC ampere, mA, μA), arus

bolak-balik (AC amp) resistansi (ohm, kilo ohm).

Sensitivitas yang dinyatakan dalam ohm-per-volt pada pengukuran tegangan

searah dan bolak-balik.

Ketelitian yang dinyatakan dalam %

Daerah frekuensi yang mampu diukur pada pengukuran tegangan bolak-balik

(misalnya antara 20 Hz sampai dengan 30 KHz).

Baterai yang diperlukan

Sebelum menggunakan alat tersebut, perlu dipelajari

cara membaca skala

cara melakukan “zero adjustment” (membuat jarum pada kedudukan nol)

cara memilih batas ukur

cara memilih terminal, yaitu mempergunakan polaritas (tanda + dan -) pada

pengukuran tegangan dan arus searah

Page 16: laporan listrik2

Dalam memilih batas ukur tegangan atau arus perlu diperhatikan faktor

keamanan dan ketelitian. Mulailah dari skala yang cukup besar untuk keamanan

alat, kemudian turunkanlah batas ukur sedikit demi sedikit. Ketelitian akan paling

baik bila jarum menunjuk pada daerah dekat dengan skala maksimum.

Pada pengukuran tegangan searah maupun bolak-balik, perlu diperhatikan

sensitivitas meter yang dinyatakan dalam ohm per volt. Sensitivitas meter sebagai

pengukur tegangan bolak-balik lebih rendah daripada sensitivitas sebagai

pengukur tegangan searah.

Resistensi dalam voltmeter (dalam ohm)=batas ukur x sensitivitas

Pada pengukuran tegangan bolak-balik perlu diperhatikan pula spesifikasi

daerah frekuensi (frequency converege/range). Perlu diketahui bahwa multimeter

mempunyai kemampuan yang terbatas, dan bahwa harga efektif (rms = root mean

square) tegangan bolak-balik umumnya dikalibrasi (ditera) dengan gelombang

sinusoidal murni. Bila kita ingin mengukur tegangan tegangan bolak-balik yang

mengandung tegangan searah, misalnya pada anoda suatu penguat tabung trioda

atau pada kolektor suatu penguat, suatu penguat transistor, maka terminal kita

hubungkan seri dengan sebuah kapasitor dengan kapasitas 0,1 mikrofarad.

Kapasitor ini akan mencegah mengalirnya arus searah, tetapi tetap dapat

mengalirkan arus bolak-balik. Pada multimeter tertentu, kadang-kadang kapasitor

ini telah terpasang didalamnya.

2. Multimeter elektronis

Multimeter ini dapat mempunyai nama: Viltohymst, VTM + Vacuum Tube

Volt Meter, Solid State Multimeter = Transistorized Multimeter. Alat ini

mempunyai fungsi seperti multimeter non elektronis. Adanya rangkaian elektronis

menyebabkan alat ini mempunyai beberapa kelebihan. Bacalah spesifikasi alat

tersebut. Perhatikan "resistasi dalam" (input resistance, input impedance) pada

pengukuran tegangan DC dan AC.

Page 17: laporan listrik2

2.2.2 Multimeter sebagai Alat Ukur Besaran lain

Dengan menggunakan prinsip pengukuran yang telah diterangkan di atas (yaitu

pengukuran arus searah, tegangan bolak-balik dan resistansi) multimeter dapat juga

dipergunakan untuk mengukur besaran-besaran (atau sifat-sifat komponen) secara tidak

langsung)

Beberapa contoh diantaranya adalah:

mengukur polaritas dan baik buruknya dioda secara sederhana

mengetahui baik buruknya transistor secara sederhana

mengukur kapasitansi

mengukur induktansi

bila pada multimeter ditambahkan rangkaian tertentu, multimeter tersebut dapat

berfungsi sebagai :

- Transistor tester

- Wattmeter

- Pengukur suhu

2.2.3 Beberapa catatan tentang Penggunaan Multimeter

Dalam keadaan tidak dipakai, selector sebaiknya pada kedudukan AC volt

pada harga skala cukup besar (misalnya 250 volt). Hal ini dimaksudkan untuk

menghindari kesalahan pakai yang membahayakan multimeter.

Sebelum mulai mengukur suatu besaran listrik perhatikanlah lebih dahulu

besaran apakah yang hendak diukur dan kira-kira berapakah besaranya,

kemudian pilihlah kedudukan selector dan skala manakah yang akan

dipergunakan. Perhatikan pula polaritas (tanda + dan -) bila perlu.

Pada waktu mulai melakukan pengukuran arus dan tegangan, bila tidak dapat

dipastikan besarnya arus/ tegangan tersebut, maka mulailah dari batas ukur

yang paling besar. Setelah itu selector dapat dipindahkan ke batas ukur yang

lebih rendah untuk memperoleh ketelitian yang lebih baik.

Pada pengukuran tegangan dan arus, pembacaan meter akan paling teliti bila

penunjukan jarum terletak di daerah dekat skala penuh, sedangkan pada

Page 18: laporan listrik2

pengukuran resistansi bila penunjukan jarum terletak di daerah pertengahan

skala.

Harus diperhatikan: pengukuran resistansi hanya boleh dilakukan pada komponen

atau rangkaian tidak mengandung sumber tegangan.

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan :

1. Breadboard

2. Kabel penghubung

3. Signal generator

4. Multimeter

5. Hambatan 47 ohm

6. Kapasitor 5.6 µF dan 1 µF

7. Induktor 0.5 mH dan 1 mH

3.2 Prosedur :

A. Rangkaian RC seri

Page 19: laporan listrik2

1. Komponen R = 47 ohm dan C = 5.6 µF dipasang secara seri menjadi rangkaian RC

seri.

2. Signal generator dengan keluaran sekitar 2 volt dan frekuensi 500 Hz disiapkan

kemudian dihubungkan dengan rangkaian RC seri.

3. Tegangan pada R, C dan RC diukur dengan alat multimeter tegangan AC.

4. Prosedur diatas diulangi dengan memakai komponen R = 47 ohm dan C = 1 µF.

B. Rangkain RL seri

1. Komponen R = 47 ohm dan L = 0.5 mH dipasang secara seri menjadi rangkaian

RL seri.

2. Signal generator dengan keluaran sekitar 2 volt dan frekuensi 500 Hz disiapkan

kemudian dihubungkan dengan rangkaian RL seri.

3. Tegangan pada R, C dan RC diukur dengan alat multimeter tegangan AC.

4. Frekuensi diubah menjadi 1000 Hz dan langkah 1 sampai dengan langkah 3

diulangi.

5. Induktor dilepas dari rangkaian kemudian hambatan dalam induktor diukur dengan

menggunakan multimeter pada pengukuran hambatan.

6. Prosedur diatas diulangi dengan memakai komponen R = 47 ohm dan C = 1 µF.

BAB IV

HASIL

A. Rangkaian RC seri

1. Frekuensi 500 Hz

R C VR VC

VS =

VRC Z I θ (° ) Peff

) (µF) (Volt) (Volt) (Volt) (Ω) (Ampere) (watt)

47 4,7 6,33 6,22 2,32 82,436 0,085 49,869o 0,296

47 1 6,615 7,015 2,32 321,76 0,057 64,141o 0,1872

Perhitungan

Page 20: laporan listrik2

a. R 47 ohm dan C 4,7 µF

Xc= 1ωC

= 1

2 π 500 (4,7 ×10−6 )

¿67,7255

Z2=R2+Xc2=472× (67,7255 )2

=√6795,7444

Z = 82,436

I=V S

Z=

V R

R=

V C

X C

¿0,028=0,135=0,092

¿0,085

tanθ=¿V C

V R

=XC

R¿

¿44,498 °=55,24 °

θ=49 , 869 °

PMaks=V R I

¿0,538 watt

Peff =0,5 V R I

¿0,269watt

Diagram Fasor

VR

θ = 49,869 o

Page 21: laporan listrik2

VC VS

b. R 47 ohm dan C 1 µF

Xc= 1ωC

= 1

2 π ×500 (1×10−6 )

¿318,309

Z2=R2+Xc2=472× (318,309 )2

Z=321,760

I=V S

Z=

V R

R=

V C

X C

=V S

Z=0,00721 ,

V R

R=0,1407

V C

XC

=0,022

I ¿0,0567

tanθ=¿V C

V R

=XC

R¿

¿46,681 °=81,6006°

θ=64,141

PMaks=V R I

¿10,86 × (2,369× 10−3 )=0,0257 watt

Peff =0,5 V R I

¿6,615 ×0,0567

¿0,3744

Diagram Fasor

VR

θ = 64,11 0

Page 22: laporan listrik2

VC VS

2. Frekuensi 1000 Hz

R C VR VC

VS =

VRC Z I θ (° ) Peff

(Ω) (µF) (Volt) (Volt) (Volt) (Ω) (Ampere) (watt)

47 4.7 6,41 6,225 2,31

47 1 7,45 6,615 2,31

Perhitungan

a. R 47 ohm dan C 4,7 µF

Xc= 1ωC

= 1

2 π ×500 (1×10−6 )

¿33,863

Z2=R2+Xc2=472× (33,863 )2

Z=57,93

I=V S

Z=

V R

R=

V C

X C

=V S

Z=0.0399,

V R

R=0,1364

V C

XC

=0.184

= 0,1201

tanθ=¿V C

V R

=XC

R¿

¿V C

V R

=44,16=XC

R=35,77

θ=39,96 °

PMaks=V R I

Page 23: laporan listrik2

¿0,7698 watt

Peff =0,5 V R I

¿0,385

Diagram Fasor

VR

θ = 39,960

VS

VC

b. R 47 ohm dan C 1 µF

Xc= 1ωC

= 1

2 π ×1000 (1 ×10−6 )

¿159,155

Z2=R2+Xc2=472× (159,155 )2

Z=165,95

I=V S

Z=

V R

R=

V C

X C

V S

Z=0,0398 ,

V R

R=0,152,

V C

XC

=0,0415≫0,2333

tanθ=¿V C

V R

=XC

R¿

¿V C

V R

=41,60

¿XC

R=73,55

Page 24: laporan listrik2

θ=87,31°

PMaks=V R I

¿1,668 watt

Peff =0,5 V R I

¿0,834

Diagram Fasor

VR

θ = 57,575o

VS

VC

B. Rangkaian RL Seri

3. Frekuensi 500 Hz

R L VR VL

VS =

VRL Z I θ (° ) Peff

(Ω) (mF) (Volt) (Volt) (Volt) (Ω) (Ampere) (watt)

47 9 7,41 6,54 2,32

47 23 7,935 8,26 2,32

Perhitungan

a. R 47 ohm dan L 9,4 mF

X L=ωL=2 π ×500 (9 ×10−6 )

Page 25: laporan listrik2

¿0,028

Z2=( R+r )2+X L2 =(47+1 )2+4,72

Z=48

I=V S

Z=

V R

R=

V L

X L

V S

Z=0,048 ,

V R

R=0,1576,

V L

X L

=233,57

I =93,9092

tanθ=¿V L

(V R+V r )=

X L

( X R+X r )¿

Dimana Vr adalah

V S2=(V R+V r )2+V L

2

(2,32)2=(7,41+V r )2+¿

VR+V r=−6,1147

Sehingga tan θ adalah

tanθ=¿46,925 ° ¿

PMaks=(V R+V r ) I

¿−55,0323watt

Peff =0,5 (V R+V r ) I

¿−27,516

Diagram Fasor

Vr VR

θ = 46,925o

Page 26: laporan listrik2

Vs

b. R 47 ohm dan L 15 mF

X L=ωL=2 π ×500 (23 ×10−6 )

¿0,072

Z2=( R+r )2+X L2 =(47+1 )2+0,0722

Z=48 , 00

I=V S

Z=

V R

R=

V L

X L

V S

Z=0,048,

V R

R=0,1603 ,

V L

X L

=114,72

I ¿38,309

tanθ=¿V L

(V R+V r )=

X L

( X R+X r )¿

Dimana Vr adalah

V S2=(V R+V r )2+V L

2

5,3824=(7,53+V r )2+V L

V r=−0,397(dimutlakan)

Sehingga tan θ adalah

tanθ=¿ 8,26(7,53−0,397 )

=1,157≫θ=49,187 ° ¿

PMaks=(V R+V r ) I

¿0,342 watt

1 Peff=0,5 (V R+V r ) I

¿0,5 × 0,342

Page 27: laporan listrik2

¿0,17

Diagram fasor

VS VL,r VL

θ = 49,187o

Vr VR

4. Frekuensi 1000 HZ

R L VR VL

VS =

VRL Z I θ (° ) Peff

(Ω) (mF) (Volt) (Volt) (Volt) (Ω) (Ampere) (watt)

47 9 8,78 6,87 2,31

47 23 6,78 7,725 2,31

Perhitungan

a. R 47 ohm dan L = 9,4 mF

X L=ωL=2 π ×1000 (9×10−6 )

¿0,0565

Z2=( R+r )2+X L2 =(47+1 )2+0,05652

Z=48 , 00

I=V S

Z=

V R

R=

V L

X L

V S

Z=0,048,

V R

R=0,1868 ,

V L

X L

=121,6

I ¿40,6116

Page 28: laporan listrik2

tanθ=¿V L

(V R+V r )=

X L

( X R+X r )¿

Dimana Vr adalah

V S2=(V R+V r )2+V L

2

5,3361=( 8 ,78+V r )2+6,872

V r=−15,25

Sehingga tan θ adalah

tanθ=¿ 0 ,87(8 ,78−15 , 23 )

=−1,062≫θ=46 ,73 ° ¿

PMaks=(V R+V r ) I

¿−0,31056 watt

Peff =0,5 (V R+V r ) I

¿−0,15528

Diagram fasor

θ=46,73 °

VS VL VL

b. R 47 ohm dan L = 15 mF

X L=ωL=2 π ×1000 (23 ×10−6 )

¿0,1445

Z2=( R+r )2+X L2 =(47+1 )2+0,14452

Z=48 , 0002

I=V S

Z=

V R

R=

V L

X L

Page 29: laporan listrik2

V S

Z=0,048 ,

V R

R=0,14425 ,

V L

X L

=53,46

tanθ=¿V L

(V R+V r )=

X L

( X R+X r )¿

Dimana Vr adalah

V S2=(V R+V r )2+V L

2

5,3361=( 6 ,78+V r )2+7,7252

V r=−14,15

Sehingga tan θ adalah

tanθ=¿ 7 ,725(6 ,78−14 , 15 )

=−1 , 048≫θ=46 ,35 ° ¿

PMaks=(V R+V r ) I

¿−0,35watt

Peff =0,5 (V R+V r ) I

¿−0,176

Diagram Fasor

Vr VR

VS VL,r VL

θ=46,35 °

BAB IV

HASIL PENGAMATAN

4.1 Data Hasil Pengamatan

A. Rangkaian RC seri

1. Frekuensi 500Hz

Tabel 1:

Page 30: laporan listrik2

R (Ω) C (µ F) Vr (V) Vc (V) Vs = Vrc (V)

47 4,7 0,066 10,44 10,12

47 1 0,077 9,57 10,48

2. Frekuensi 1000Hz

Tabel 2:

R (Ω) C (µ F) Vr (V) Vc (V) Vs = Vrc (V)

47 4.7 10,90 10,69 4,80

47 1 12,4 10,86 4,80

B. Rangkaian RL seri

1. Frekuensi 500Hz

Tabel 3:

R (Ω) C (µ F) Vr (V) Vc (V) Vs = Vrc (V)

47 0.5 0.0666 8.96 7.34

47 1 0.8 7.46 8.88

2. Frekuensi 1000Hz

Tabel 4:

R (Ω) L Vr (V) Vc (V) Vs = Vrc (V)

47 9 µF 11,35 5,3 4,80

47 15 mH 10,80 11,30 4,80

Page 31: laporan listrik2

4.2 Data Hasil Perhitungan

A. Rangkaian RC seri

1. Frekuensi 500Hz

Tabel 1: Data percobaan dengan frekuensi 500 Hz

R

(Ω)

C (F) Vr (V) Vc (V) Vs = Vrc

(V)

Z ( Ω) I (A) Θ (0) Peff

(watt)

47 4,7x10-6 10,25 10,26 4,74 82,436 0,057 45,03 0,292

47 1 x10-6 10,86 9,42 4,74 321,76

1

0,015 40,94 0,082

a. R = 47 ohm dan C = 4.7 μF = 4.7x10-6F

Xc = 1/ωC

= 1/2πfC

= 1/(2π)x (500) x (4,7x10-6 ) = 67,7 ohm

Z2 = R2 + Xc2

= 472 + 67,72

= 6795.744 → Z = 82.436 ohm

I = Vs/Z

= 4,74/82,436

= 0,057 A

Tan θ = Vc/Vr

= 10.26/10,25 = 1,001

Θ = 45,030

Pmax = Vr x I

= 10,25 x 0,057 = 0,584 watt

Page 32: laporan listrik2

Peff = 0,5 x Vr x I

= 0,5 x 0,584 = 0,292 watt

b. R = 47 ohm dan C = 1 μF = 1x10-6F

Xc = 1/ωC

= 1/2πfC

= 1/(2π) x (500) x (1 x10-6 ) = 318 ohm

Z2 = R2 + Xc2

= 472 + 3182

= 103530,2 → Z = 321,761ohm

I = Vs/Z

= 4,74/321,761

= 0,015 A

Tan θ = Vc/Vr

= 9,42/10,86 = 0,867

Θ = 40,940

Pmax = Vr x I

= 10,86 x 0,015 = 0,163 watt

Peff = 0,5 x Vr x I

= 0,5 x 0,163 = 0,082 watt

2. Frekuensi 1000 Hz

Tabel 2: Data percobaan dengan frekuensi 1000 Hz

Page 33: laporan listrik2

R

(Ω)

C (F) Vr (V) Vc (V) Vs =

Vrc (V)

Z ( Ω) I (A) Θ (0) Peff

(watt)

47 4,7 x10-6 10,90 10,69 4,80 57,928 0,083 44,44 0,452

47 1 x10-6 12,4 10,86 4,80 165,95 0,029 41,21 0,1798

a. R = 47 ohm dan C = 4.7 μF = 4.7x10-6F

Xc = 1/ωC

= 1/2πfC

= 1/(2π) x (1000) x (4,7x10-6 ) = 33,9 ohm

Z2 = R2 + Xc2

= 472 + 33.92

= 3355,686 → Z = 57,928 ohm

I = Vs/Z

= 4,80/57,928

=0,083 A

Tan θ = Vc/Vr

= 10,69/10,90 = 0,981

Θ = 44,440

Pmax = Vr x I

= 10,90 x 0,083 = 0,905 watt

Peff = 0,5 x Vr x I

= 0,5 x 0,905 = 0,452 watt

b. R = 47 ohm dan C = 1 μF = 1x10-6F

Xc = 1/ωC

Page 34: laporan listrik2

= 1/2πfC

= 1/(2π) x (1000) x (1 x10-6 ) = 159 ohm

Z2 = R2 + Xc2

= 472 + 1592

= 27539,3 → Z = 165,95ohm

I = Vs/Z

= 4,80/165,95

= 0,029 A

Tan θ = Vc/Vr

= 10,86/12,4 = 0,876

Θ = 41,210

Pmax = Vr x I

= 12,4 x 0,029 = 0,3596 watt

Peff = 0,5 x Vr x I

= 0,5 x 0,3596 = 0,1798 watt

B. Rangkaian RL seri

1. Frekuensi 500 Hz

Tabel 3: Data percobaan dengan frekuensi 500 Hz

R

(Ω)

L

(mF)

Vr (V) VL (V) Vs = VrL

(V)

Z ( Ω) I (A) Θ (0) Peff

(watt)

47 9,4 10,99 10,72 4,74 47 0,1 44,28 0,549

47 15 9,34 9,34 4,74 66,56 0,07 45 0,327

Page 35: laporan listrik2

a. R = 47 ohm dan L = 9,4 mF = 9,4 x 10-3 F

XL = 1/ωL

= 1/2πfL

= 1/(2π) x (500) x (9,4x10-3 ) = 0,034 ohm

Z2 = (R+r)2 + XL2

= 472 + 0,0342

= 2209 → Z = 47 ohm

I = Vs/Z

= 4,74/47

= 0,1 A

Tan θ = VL/(Vr+VR)

= 10,72/10,99

= 0,975

Θ = 44,280

Pmax = (Vr+VR) x I

= 10,99 x 0,1 = 1,099 watt

Peff = 0,5 x (Vr+VR) x I

= 0,5 x 1,099 = 0,549 watt

b. R = 47 ohm dan L = 155 mF = 15x10-3 F

XL = 1/ωL

= 1/2πfL

= 1/(2π) x (500) x (15 x10-3 ) = 47,124 ohm

Page 36: laporan listrik2

Z2 = (R+r)2 + XL2

= 472 + 47,1242

= 4429,661 → Z = 66,56 ohm

I = Vs/Z

= 4,74/66,56

= 0,07 A

Tan θ = VL/(Vr+VR)

= 9,34/9,34

= 1

Θ = 450

Pmax = (Vr+VR)x I

= 9,34 x 0,07 = 0,654 watt

Peff = 0,5 x (Vr+VR)x I

= 0,5 x 0,654 = 0,327 watt

2. Frekuensi 1000 Hz

Tabel 4: Data percobaan dengan frekuensi 1000 Hz

R

(Ω)

L

(mF)

Vr (V) VL (V) Vs = VrL

(V)

Z ( Ω) I (A) Θ (0) Peff

(watt)

47 9 11,35 5,3 4,80 73,53 0,065 25,03 0,369

47 15 10,80 11,30 4,80 47 0,102 46,3 0,55

a. R = 47 ohm dan L = 9 mF = 9 x 10-3 F

XL = 1/ωL

= 1/2πfL

= 1/(2π) x (1000) x (9x10-3 ) = 56,549 ohm

Page 37: laporan listrik2

Z2 =( R+r)2 + XL2

= (47+0)2 + 56,5492

= 5406,752 → Z = 73,53 ohm

I = Vs/Z

= 4,80/73,53

= 0,065 A

Tan θ = VL/(VR+Vr)

= 5,3/(11,35+0)

= 0,467

Θ = 25,030

Pmax = (Vr+VR) x I

= 11,35 x 0,065

= 0,738 watt

Peff = 0,5 x (Vr+VR) x I

= 0,5 x 0,738

= 0,369 watt

b. R = 47 ohm dan L = 15 mF = 15 x 10-3 F

Xc = 1/ωL

= 1/2πfL

= 1/(2π) x (1000) x (15x10-3 ) = 0,0106 ohm

Z2 = ( R+r)2 + XL2

= 472 + 0,01062

= 2209 → Z = 47 ohm

I = Vs/Z

Page 38: laporan listrik2

= 4,80/47

= 0,102 A

Tan θ = VL/(Vr+VR)

= 11,30/10,80

= 1,046

Θ = 46,30

Pmax = (Vr+VR) x I

= 10,80 x 0,102 = 1,102 watt

Peff = 0,5 x (Vr+VR) x I

= 0,5 x 1,102 = 0,55 watt

Page 39: laporan listrik2

LAMPIRAN

Page 40: laporan listrik2

BAB V

PEMBAHASAN

Perbandingan Hasil Pengukuran

A. Rangkaian RC Seri

Tabel 1: Data percobaan dengan frekuensi 500 Hz

R

(Ω)

C (F) Vr (V) Vc (V) Vs = Vrc

(V)

Z ( Ω) I (A) Θ (0) Peff

(watt)

47 4,7x10-6 10,25 10,26 4,74 82,436 0,057 45,03 0,292

47 1 x10-6 10,86 9,42 4,74 321,76

1

0,015 40,94 0,082

Tabel 2: Data percobaan dengan frekuensi 1000 Hz

R

(Ω)

C (F) Vr (V) Vc (V) Vs =

Vrc (V)

Z ( Ω) I (A) Θ (0) Peff

(watt)

47 4,7 x10-6 10,90 10,69 4,80 57,928 0,083 44,44 0,452

47 1 x10-6 12,4 10,86 4,80 165,95 0,029 41,21 0,1798

Jika dilihat dari perbedaan kedua tabel di atas, maka dapat dilihat perbedaan yang

signifikan pada masing-masing hasil pengukuran. Hal ini disebabkan oleh penambahan nilai

frekuensi. Dengan kenaikakan frekuensi perbedaan meliputi:

a) Perbedaan nilai Vr dan Vc yang ketika frekuensi dinaikkan menjadi 1000 Hz maka

nilai Vr dan Vc juga naik.

b) Perbedaan nilai Vs yang ketika frekuensi dinaikkan menjadi 1000 Hz maka nilai Vs

mengalami penurunan 0,06 volt.

c) Perbedaan nilai Z yang ketika frekuensi dinaikkan menjadi 1000 Hz maka nilai Z

mengalami penurunan ± 2 kali lipat dari Z di awal praktikum.

Masita Sahara

(240110080026)

Page 41: laporan listrik2

d) Perbedaan nilai I yang ketika frekuensi dinaikkan menjadi 1000 Hz maka nilai I

mengalami kenaikan dari I di awal praktikum

e) Perbedaan nilai Ө yang ketika frekuensi dinaikkan menjadi 1000 Hz maka nilai Ө

mengalami kenaikan dari Ө di awal praktikum dan penurunan diakhir praktikum.

f) Perbedaan nilai Peffektif yang ketika frekuensi dinaikkan menjadi 1000 Hz maka nilai

Peffektif mengalami kenaikan pula.

Page 42: laporan listrik2

B. Rangkaian RL Seri

Tabel 3: Data percobaan dengan frekuensi 500 Hz

R

(Ω)

L

(mF)

Vr (V) VL (V) Vs = VrL

(V)

Z ( Ω) I (A) Θ (0) Peff

(watt)

47 9,4 10,99 10,72 4,74 47 0,1 44,28 0,549

47 15 9,34 9,34 4,74 66,56 0,07 45 0,327

Tabel 4: Data percobaan dengan frekuensi 1000 Hz

R

(Ω)

L

(mF)

Vr (V) VL (V) Vs = VrL

(V)

Z ( Ω) I (A) Θ (0) Peff

(watt)

47 9 11,35 5,3 4,80 73,53 0,065 25,03 0,369

47 15 10,80 11,30 4,80 47 0,102 46,3 0,55

Jika dilihat dari perbedaan kedua tabel di atas, maka dapat dilihat perbedaan yang

signifikan pula pada masing-masing hasil pengukuran hal ini disebabkan oleh penambahan

nilai frekuensi. Dengan kenaikakan frekuensi perbedaan meliputi:

a) Perbedaan nilai Vr, VL , Z, I, dan Peffektif yang ketika frekuensi dinaikkan menjadi 1000

Hz maka nilai Vr, VL , Z, I, dan Peffektif menjadi tidak konstan.

b) Perbedaan nilai Vs yang ketika frekuensi dinaikkan menjadi 1000 Hz maka nilai Vs

mengalami kenaikan sebesar 0,06 volt.

c) Perbedaan nilai Ө yang ketika frekuensi dinaikkan menjadi 1000 Hz maka nilai Ө

mengalami penurunan diawal praktikum dan kenaikan diakhir praktimum.

Page 43: laporan listrik2

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Adapun dari praktikum diatas dapat ditarik kesimpulan:

1. Pada pecobaan dengan menaikkan nilai frekuensi maka dihasilkan kenaikan dan

penurunan yang signifikan pada variable yang ada. Tetapi semua tergantung apa

kebutuhan kita. Salah satunya jika kita membutuhkan daya yang besar maka naikkan

nilai frekuensinya. Karena p dan F dari praktikum diatas berbanding lurus. Jika F naik

maka P juga naik.

2. Pada pecobaan dengan mengganti nilai kapasitor maka dihasilkan kenaikan dan

penurunan yang signifikan pada variable yang ada. Tetapi semua tergantung apa

kebutuhan kita. Salah satunya jika kita membutuhkan daya yang besar maka ganti

kapasitornya dengan yang lebih besar. Karena daya dari praktikum diatas berbanding

lurus dengan nilai kapasitor. Jika C besar maka P juga besar.

6.2 Saran

Saran pada praktikum kali ini ialah materi praktikum sebaiknya diketahui terlebih

dahulu oleh praktikan agar tidak bingung ketika praktikum dan pengerjaan tugas

pendahuluan.

Masita Sahara

(240110080026)

Page 44: laporan listrik2

Pembahasan

Praktikum pertama adalah dengan membuat rangkaian RC dan rangkaian RL seri,

kemudian mengukur tegangan pada resistor, dan pada kapasitor dengan menggunakan

multimeter. Kemudian hasil dari pengukuran dengan alat di penghitungan manual. Terdapat

perbedaan, hal tersebut mungkin terjadi. Karena pada awal praktikum, terjadi sedikit

kesalahan, sehingga praktikum harus diulang. Kesalahan yang terjadi adalah pada saat

peletakan lead multimeter pada kedua kaki-kaki resistor, karena hasil yang didapat jauh

sangat kecil mendekati nol. Seharusnya salah satu lead dari multimeter didekatkan pada

sumber tegangan, maka hasil yang terbaca pun nilainya cukup rasional. Kemudian kesalahan

bisa terjadi pada saat membuat rangkaian listrik, bisa jadi kaki-kaki dari resistor maupun

kapasitor kurang menancap, sehingga kurang teralirkan dengan baik. Alat yang terbatas juga

bisa mempengaruhi hasil pengukuran, bisa jadi alat yang mulai kurang optimal

kemampuannya, mengakibatkan kekeliruan dalam pengukuran. Human error yang dilakukan

oleh praktikan yang kurang hati-hati mengakibatkan hasil kurang akurat, termasuk paralaks

ketika melakukan pembacaan skala pada multimeter.

Kesimpulan

• Reaktansi, pada dasarnya adalah inertia melawan pergerakan elektron, terjadi pada

setiap medan listrik atau magnit. Yang besarnya sebanding dengan besarnya tegangan

dan arus AC yang mengalir.

• Reaktansi umumnya terjadi pada induktor dan kapasitor, pada reaktansi murni,

tegangan yang dihambat berbeda fasa 900 dengan arusnya.

• Reaktansi secara matematis diberi simbol X, dengan satuan ohm.

• Impedansi, pada dasarnya adalah semua bentuk perlawanan terhadap aliran elektron,

termasuk resistansi dan reaktansi

• Impedansi umumnya terjadi pada semua jaringan dan semua komponen. tegangan

yang dihambat berbeda fasa antara 00 - 900 dengan arusnya.

• Impedansi secara matematis diberi simbol Z, dengan satuan ohm.

Saran

1. Berdoa sebelum memulai praktikum.

2. Adanya sedikit penjelasan teori tentang praktikum yang akan dilakukan.

3. Pengujian terhadap alat-alat yang digunakan untuk praktikum.

4. Sebaiknya praktikan lebih teliti lagi dalam melakukan praktikum.