Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
The practical understanding of the characteristics of ac circuits in rlc, rc, and rl configurations, both in series and parallel. It covers the analysis of voltage and current waveforms, phase differences, and the mathematical relationships between voltage, current, and circuit elements. Detailed explanations of the experiments conducted, the measurement procedures, and the comparison between the experimental results and the calculated values. It aims to help students comprehend the behavior of ac circuits and the factors that influence the voltage and current in these circuits. The document could be useful for university students studying electrical engineering, electronics, or related fields, as it provides a comprehensive understanding of ac circuit analysis and the practical application of theoretical concepts.
Typology: Study Guides, Projects, Research
1 / 28
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
Tanggal Masuk Laporan : 12 Mei 2024 ___________________________________________
Pukul : 08. 15 ________________________________________________
Catatan:
Tanggal Masuk Revisi : ______________________________________________________
Pukul : ______________________________________________________
Nilai Sementara Nilai Akhir
Korektor
...............................
......
Asisten
Rifqi Akmal Mujahidin
CO Asisten
Ferdinan Estomihi Simorangkir
Pada rangkaian AC yang hanya terdapat komponen resistor, karena saat arusnya nol tegangan
juga bernilai nol, dan arus bernilai maksimum ketika tegangan juga bernilai maksimum, maka
dapat dikatakan bahwa arus dan tegangan pada rankaian tersebut adalah sefase (Ling, et al.,
Gambar 1.2 Bentuk gelombang arus dan tegangan saat melewati resistor (Ling, et al., 2021).
Lalu pada rangkaian yang hanya terdiri dari komponen kapasitif dan generator AC,
berlaku hubungan:
C
(t) = V 0
sin ωt (1.4)
Diketahui hubungan bahwa Q = CV, maka diperoleh:
Q(t) = CV C
(t) = CV 0
sin ωt (1.5)
Karena definisi dari arus adalah banyaknya muatan yang mengalir per satuan waktu, maka
𝐶
𝑑𝑄(𝑡)
𝑑𝑡
0
0
Karena cos ωt = sin (ωt+π/2), maka persamaan 1.6 dapat kita tulis
𝐶
0
𝜋
2
Pada rangkaian RC, V C
mencapai maksimum setelah I C
mencapai nilai maksimum, sehingga
pada saat tegangan bernilai nol, arus yang mengalir pada rangkaian RC akan bernilai
maksimum. Perbedaan fase dari kedua gelombang tersebut sebesar seperempat siklus atau π/
rad dan gelombang arus bergerak mendahului tegangannya (Ling, et al., 2021).
Gambar 1.3 Perbedaan gelombang arus dan tegangan saat melewati kapasitor (Ling, et al.,
Sementara pada rangkaian RL (rangkaian yang hanya terdiri dari komponen induktor),
beda potensial pada induktor adalah V L
(t) = dI L
(t)/dt. Kita asumsikan bahwa tegangan di
sekitar loop adalah nol. Akibatnya, tegangan dari sumber AC harus dialirkan melalui induktor
agar hilang. Dengan menghubungkan loop ini ke sumber tegangan AC, kita akan
mendapatkan:
𝑑𝐼
𝐿
(𝑡)
𝑑𝑡
𝑉
0
𝐿
Untuk mendapatkan besar arus yang melewati induktor, kita integralkan persamaan 1.8,
sehingga diperoleh:
𝐿
𝑉
0
𝜔𝐿
𝑉
0
𝜔𝐿
𝜋
2
0
𝜋
2
Perbedaan fase gelombang tegangan dan arus pada rangkaian RL adalah π/2 rad atau
seperempat siklus. Gelombang arus tertinggal seperempat siklus dibandingkan dengan
gelmbang tegangannya. Sehingga pada saat tegangan bernilai nol arusnya akan bernilai
minimum (Ling, et al., 2021).
Gambar 1.4 Perbedaan gelombang arus dan tegangan saat melewati induktor (Ling, et al.,
Suatu rangkaian yang disusun oleh komponen resistor, induktor, dan kapasitor sering
disebut sebagai rangkaian RLC. Pada rangkaian RLC yang disusun secara seri, sesuai dengan
hukum kirchoff, maka tegangan total pada rangkaian RLC adalah:
𝑅
𝐿
𝐶
Besar tegangan total pada rangkaian RLC tersebut merupakan penjumlahan secara vektor dari
tegangan yang melalui resistor, tegangan yang melalui induktor, dan tegangan yang melalui
kapasitor. Pada diagram fasor tegangan induktor dan tegangan kapasitor tegak lurus terhadap
tegangan resistor. Dengan menggunakan rumus phytagoras, kita dapat menentukan V m
Peralatan yang digunakan pada praktikum kali ini terdiri dari voltmeter AC,
amperemeter AC, signal generator, oscilloscope, dan rangkaian uji berupa rangkaian DC,
RC, dan RL.
(a) (b)
Gambar 2.1 (a) Amperemeter (b) Voltmeter
Gambar 2.2 Osiloskop
Gambar 2.3 Rangkaian uji
Gambar 2.4 Signal Generator
Bentuk sinyal tegangan VAD di oscilloscope:
Bentuk sinyal tegangan VBD di oscilloscope:
Tegangan Nilai RMS
Arus Nilai Arus
I1 1764,8 mA
I2 21,4 mA
I3 1158,9 mA
I4 2274,8 mA
Bentuk sinyal tegangan VAD di oscilloscope:
Tegangan Nilai RMS
Arus Nilai Arus
I1 207,4 mA
Bentuk sinyal tegangan VAD di oscilloscope:
Bentuk sinyal tegangan VAD di oscilloscope:
Tegangan Nilai RMS
Arus Nilai Arus
I1 209,6 mA
Bentuk sinyal tegangan VAD di oscilloscope:
Bentuk sinyal tegangan VBD di oscilloscope:
Tegangan Nilai RMS
Arus Nilai Arus
I1 1832,0 mA
I2 17,4 mA
I4 1819, 6 mA
1
√ (
1
𝑅
)
2
+(
1
𝑋
𝐿
−
1
𝑋
𝐶
)
2
1
√ (
1
)
2
+(
1
62 , 8
−
1
159 , 235669
)
2
1
2πfC
1
2 x π x 1000 Hz x 10
− 6
F
2
2
2
2
R
V
R
2 , 018
C
V
X
C
2 , 018
159 , 235669
V
Z
𝑅
𝐶
2 , 018
𝑉 =
√ 𝑉
𝑅
2
𝐶
2
=
√ 𝐼
𝑅
2
𝑋𝐶
2
= √( 0 , 0002018 )
2
2
= 0 , 0126746 𝑉
R
C
R
R
x R = 0 , 0001929 x 10. 000 = 1 , 929 V
C
C
x XC = 0 , 01211412 x 159 , 235669 = 1 , 929 V
𝑅
𝑉
𝑅
1 , 929
C
V
X
C
1 , 929
159 , 235669
R
C
1
√ (
1
𝑅
)
2
+(
1
𝑋
𝐶
)
2
1
√ (
1
)
2
+(
1
159 , 235669
)
2
𝐿
𝑅
𝑉
𝑍
2 , 014
V(t) = VR + VL = 0,016 + 1,999 = 2,015 V
2
2
2
2
R
L
R
R
x R = 0 , 0001926 x 10. 000 = 1 , 926 V
L
L
x XL = 0 , 03066879 x 62 , 8 = 1 , 926 V
𝑅
𝑉
𝑅
1 , 926
L
V
X
L
1 , 926
62 , 8
R
L
Pada praktikum kali ini digunakan beberapa alat seperti voltmeter aC,
amperemeter AC, signal generator, oscilloscope, dan rangkaian uji DC dan AC.
Voltmeter AC digunakan agar tegangan/beda potensial listrik dapat diukur,
Amperemeter AC digunakan agar arus listrik yang mengalir pada rangkaian dapat
diukur, signal generator digunakan umtuk ditampilkannya gelombang dengan frekuensi,
amplitudo dan bentuk gelombang yang bisa diatur, oscilloscope digunakan agar sinyal
listrik dalam bentuk grafik gelombang sinyal pada layar termasuk amplitudo (tegangan)
dan frekuensinya dapat ditampilkan. Rangkaian uji (rangkaian DC dan AC) berfungsi
sebagai tempat komponen-komponen listrik diuji, sehingga hasilnya nanti dapat
dihasilkan lewat osiloskop. Untuk komponennya, tahanan digunakan sebagai
penghambat dan pengatur arus listrik pada suatu rangkaian, sehingga arus dapat
disalurkan sesuai dengan kebutuhan. Kapasitor digunakan agar muatan listrik dapat
disimpan dalam bentuk medan listrik untuk waktu yang singkat. Dan terakhir induktor
digunakan untuk menyimpan energi dalam bentuk medan magnet.
Setiap alat yang digunakan pada praktikum ini terdapat caranya masing-masing
agar dapat dioperasikan. Adapun cara untuk pengoperasian alat. Percobaan yang
pertama pada rangkaian RLC seri dan paralel. Langkah pertama yang harus dilakukan
yaitu rangkaian uji, voltmeter, amperemeter, dan signal generator dinyalakan.
Kemudian keadaan saklar pada rangkaian uji diatur sehingga diperoleh rangkaian RLC
seri. Kemudian, voltmeter dan amperemeter diatur pada mode AC. Pada channel 1
amperemeter yang diposisikan di titik-titik yang sesuai. Langkah terakhir yang harus
dilakukan yaitu semua alat dimatikan.
Setelah dilakukannya percobaan rangkaian AC didapatkan data hasil percobaan
serta hasil perhitungan seperti pada tabel diatas. Pada rangkaian RLC seri diperoleh nilai
tegangan dan nilai arus berdasarkan data hasil percobaan. Diperoleh nilai tegangan VAD
sebesar 2,035 V, VAB sebesar 1,833 V, V BC
sebesar 2,016 V, dan V CD
sebesar 0,17 V,
serta diperoleh nilai arus I 1
sebesar 2 ,118 A. Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh
nilai tegangan V R
sebesar 2118 V, V L
sebesar 13,3 V, dan V C
sebesar 33,73 V, serta
arus I Total
sebesar 0,2165 A. Besar tegangan dan arus yang diperoleh dari data hasil
percobaan dan hasil perhitungan memiliki nilai yang berbeda. Hal tersebut dapat terjadi,
karena pada perhitungan tegangan dipengaruhi oleh nilai arus dan nilai reaktansi
induktif serta kapasitif, sedangkan nilai arus pada perhitungan dipengaruhi oleh nilai
tegangan serta nilai impedansi. Sedangkan pada rangkaian RLC paralel diperoleh nilai
tegangan dan nilai arus berdasarkan data hasil percobaan. Diperoleh nilai tegangan VAD
sebesar 1,939 V, VAB sebesar 1,743 V, dan V BD
sebesar 0,205 V, serta diperoleh nilai
arus I 1 sebesar 1,7648 A, I 2 sebesar 0,0214 A, I 3 sebesar 1,1589 A, dan I 4 sebesar 2,
A. Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh nilai tegangan V R
sebesar 1,939 V, V L
sebesar 1,939 V, dan V C
sebesar 1,939 V, serta diperoleh nilai arus I R
sebesar 0,
L
sebesar 0,0308758 A, dan I C
sebesar 0,0121769 A. Besar tegangan yang diperoleh
dari data hasil percobaan dan hasil perhitungan memiliki hasil nilai yang sama. Namun,
untuk besar arus yang diperoleh dari data hasil percobaan dan hasil perhitungan
memiliki nilai yang berbeda. Hal tersebut dapat disebabkan oleh kesalahan praktikan
dalam membaca nilai arus yang ditampilkan oleh amperemeter.
Pada rangkaian RC seri diperoleh nilai tegangan dan nilai arus berdasarkan data
hasil percobaan. Diperoleh nilai tegangan V AD
sebesar 2,0 18 V, V AB
sebesar 0,037 V,
dan V BD
sebesar 2,01 5 V, serta diperoleh nilai arus I 1
sebesar 0,2 074 A. Berdasarkan
hasil perhitungan, diperoleh nilai tegangan I R
sebesar 0,0002018 A, I C
sebesar 0,
A, dan I Total
sebesar 0,0002018 A, serta V Total
sebesar 0,0126746 V. Besar tegangan dan
arus yang diperoleh dari data hasil percobaan dan hasil perhitungan memiliki nilai yang
berbeda. Hal tersebut dapat terjadi, karena pada perhitungan tegangan dipengaruhi oleh
nilai tegangan pada resistor dan kapasitor, sedangkan nilai arus pada perhitungan
dipengaruhi oleh nilai tegangan serta nilai impedansi. Sedangkan pada rangkaian RC
paralel diperoleh nilai tegangan dan nilai arus berdasarkan data hasil percobaan.
Diperoleh nilai tegangan V AD
sebesar 1,9 2 9 V, V AB
sebesar 1 ,879 V, dan V BD
sebesar
0, 34 V, serta diperoleh nilai arus I 1
sebesar 1,9036 A, I 2
sebesar 0 , 0345 A, dan I 3
sebesar
1,9044 A. Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh nilai tegangan V R
sebesar 1,9 2 9 V,
dan V C
sebesar 1,9 2 9 V, serta diperoleh nilai arus I R
sebesar 0,00019 2 9 A, I C
sebesar
0,0 1211412 A, dan I Total
sebesar 0,01230702 A. Besar tegangan yang diperoleh dari data
hasil percobaan dan hasil perhitungan memiliki hasil nilai yang sama. Namun, untuk
besar arus yang diperoleh dari data hasil percobaan dan hasil perhitungan memiliki nilai
yang berbeda. Hal tersebut dapat disebabkan oleh kesalahan praktikan dalam membaca
nilai arus yang ditampilkan oleh amperemeter.
Pada rangkaian RL seri diperoleh nilai tegangan dan nilai arus berdasarkan data
hasil percobaan. Diperoleh nilai tegangan V AD
sebesar 2,01 4 V, V AB
sebesar 0,037 V,
BC
sebesar 1,999 V dan V CD
sebesar 0,016 V, serta diperoleh nilai arus I sebesar
0, 0002014 A. Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh nilai tegangan I R
sebesar
0,0002018 A, serta V Total
sebesar 2,015 V. Besar tegangan dan arus yang diperoleh dari
data hasil percobaan dan hasil perhitungan memiliki nilai yang berbeda. Hal tersebut
dapat terjadi, karena pada perhitungan tegangan dipengaruhi oleh nilai tegangan pada
resistor dan induktor, sedangkan nilai arus pada perhitungan dipengaruhi oleh nilai
tegangan serta nilai impedansi. Sedangkan pada rangkaian RL paralel diperoleh nilai
tegangan dan nilai arus berdasarkan data hasil percobaan. Diperoleh nilai tegangan V AD
sebesar 1,92 6 V, V AB
sebesar 1,8 06 V, dan V BD
sebesar 0, 165 V, serta diperoleh nilai
arus I 1
sebesar 1, 832 A, I 2
sebesar 0,0 174 A, dan I 4
sebesar 1 ,8196 A. Berdasarkan hasil
perhitungan, diperoleh nilai tegangan V R
sebesar 1,92 6 V, dan V C
sebesar 1,92 6 V, serta
diperoleh nilai arus I R
sebesar 0,000192 6 A, I L
sebesar 0,0 3066879 A, dan I Total
sebesar
0,0 3086139 A. Besar tegangan yang diperoleh dari data hasil percobaan dan hasil
perhitungan memiliki hasil nilai yang sama. Namun, untuk besar arus yang diperoleh
dari data hasil percobaan dan hasil perhitungan memiliki nilai yang berbeda. Hal
tersebut dapat disebabkan oleh kesalahan praktikan dalam membaca nilai arus yang
ditampilkan oleh amperemeter.
