Tujuan 1. Memahami penggunaan teorema Thevenin dan teorema Norton pada rangkaian arus searah 2. Memahami Teorema Superposisi p 3. Memahami Teorema Res

Percobaan 2 Rangkaian Arus Searah dan Nilai Statistik Resistansi EL2193 Praktikum Rangakain Elektrik

© mth 2011

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

Tujuan 1. Memahami penggunaan teorema Thevenin dan teorema Norton pada rangkaian arus searah 2. Memahami Teorema Superposisi p p 3. Memahami Teorema Resiprositas 4 Dapat merancang Rangkaian Pembagi 4. Tegangan 5. Memahami 5 e a a rangkaian a g a a resistor es sto se seri da dan pa paralel ae 6. Memahami nilai statistik resistansi © mth 2011


Teorema Rangkaian

© mth 2011


Theorema dan Hukum • Apa arti theorema theorema? ? Apa beda theorema dengan hukum? hukum? – Theorema diterima kebenarannya kebenarannya,, tidak dapat dibuktikan secara langsung tetapi dapat dibuktikan secara p parsial atau tak langsung, langsung g g, g, contoh:: Theori Evolusi contoh – Hukum diterima kebenarannya kebenarannya, y , dapat p dibuktikan secara langsung langsung,, contoh: contoh: Hukum Ohm, Hukum Newton © mth 2011


Theorema Thevenin dan Norton • • • •

Dapat menyederhanakan masalah Mudah dimengerti atau dipahami Banyak digunakan pada analisis rangkaian Rangkaian Thevenin dan Norton dapat saling dipertukarkan • Menurunkan theorema lain: Theorema Millman • Contoh penggunaan dalam Elektronika: Sumber sinyal pada analisis penguat © mth 2011


Theorema Thevenin a a

Rangkaian Aktif Li i Linier

b

RT

+ V T -

b sumber independen V1, V2, …, Vm I1, I2, …, In

RT

VT = Vabb|ab oc

Gambar 1

RT = Rab|V1=VV2=..=VVm=0;0; I1=II2=,,=IIn=00 © mth 2011


Theorema Norton a Rangkaian Aktif Linier

a b

IN

RN b

sumber independen V1, V2, …, Vm I1, I2, …, In

Gambar 2

RN IN = Iabb|ab sc RN = Rab|V1=VV2=..=VVm=0;0; I1=II2=,,=IIn=00 © mth 2011


Rangkaian Aktif Linier? • Aktif Aktif:: ada sumber tegangan g g atau sumber arus independen • Linier Linier:: seluruh komponen pasif atau sumber dependen mempunyai hubungan arus tegangan linier li i y = f( linier f(x1+x + 2) = f( f(x1) + f(x f( 2) contoh: V=IR, v = L di/dt, dan I = C dv/dt nonlinier y = f(x1+x2) ≠ f(x1) + f(x2) contoh: i = Is exp(v/V p( T) © mth 2011


Theorema Superposisi • Menyederhanakan analisis rangkaian dengan analisis terpisah untuk setiap sumber • Mudah dimengerti g atau dipahami p • Banyak digunakan pada analisis rangkaian • Contoh penggunaan dalam Elektronika: Analisis penguat sinyal sinyal kecil dengan DC dan ac terpisah

© mth 2011


Teorema Superposisi a sumber independen dalam rangkaian V1, V2, …, Vm Im+1, Im+2, …, Im+n

Rangkaian Aktif Linier

Iab b

m+n

Iab = i=1 Σ Iabi |(V U I)j = 0, (j≠i) m+n

Gambar 3

Vab =ii=1Σ V | abi (V U I)j = 0, (j≠i) 1 © mth 2011


Teorema Resiprositas p

a

Ipq =Iab

Rangkaian Linier

VX b

q Bagaimana dengan tegangan? Vpq=Vab?

p

a Rangkaian g Linier

b Gambar 4

VX

Berlakukah untuk sumber arus?

q © mth 2011


Nilai Riil Komponen (Resistansi)

© mth 2011


Standar Nilai Komponen • Standar nilai komponen pasif – Nilai diberikan dengan pola n x 10m , contoh 27 x 103 = 27k – Nilai Nilai--nilai n mengikuti keluarga standard EIA yang dikenali d dengan E3 E3, E6 E6, E12 E12, E24 d dst. t – E3 berarti hanya tersedia 3 nilai untuk n, E6 tersedia 6 nilai (termasuk nilai pada E3), E12 tersedia t di 12 nilai il i (t (termasuk k nilai il i pada d E6) E6), dst. – Setiap keluarga pengulangan urutan nilai berada satu dekade di atasnya, contoh E3: 10, 22, 47, 47, 10 100, 0, 22 220, 0, 47 470, 0, 10 1000, 00, 22 2200, 00, 4700, 47 00, 10 10000 000 dst © mth 2011


Standard Nilai dan Toleransi • Standar EIA • Memberikan nilai yang jangkauannya mendekati nilai kontinyu akibat adanya toleransi (+ dan -) E3 toleransi 50% E6 toleransi 20% E12 toleransi t l i 10% E24 toleransi 5% E48 toleransi 2% E96 toleransi 1% E192 toleransi0.5, 0.25, 0.1% dan yang lebih baik © mth 2011


Angka pada Standard Nilai E3 (50%) Nom Min 100

50

E6 (20%)

Max

Nom Min

150

100 150

220

110

330

220 330

470

235

705

470 680

80 12 176 264 376 544

E12 (10%) Max

Nom Min

120

100

90

110

120

108

132

150

135

165

180

162

198

220

198

242

270

243

292

330

297

393

390

351

423

470

423

517

560

504

616

680

612

748

820

738

902

180 264 396 564 816

Max

© mth 2011


Nilai Tersedia dan Perilaku Statistik • Ketersediaan di pasar – Resistor • Sangat mudah didapat E12 (10%) • Biasanya tersedia E24 (5%)

– Kapasitor • Mudah didapat E6 (20%)

• Distribusi nilai riil – nilai mengikuti distribusi gauss – deviasi standar berkisar setengah toleransi © mth 2011


Percobaan

© mth 2011


Percobaan A VS B

C J i Jaringan Pasif Linier N

I=?

RL D

• Arus I akan diukur secara langsung dan dibandingkan dengan hasil perhitungan menggunakan Theorema Thevenin dan Norton • Hubungkan beban pada rangkaian dan ukur arus I Gambar 5

© mth 2011


Percobaan Theorema Thevenin (1) C

Jaringan Pasif Linier N

A

VS B

RL=∞

V

D C A

VS=0 B Gambar 6


RL=∞ D

Ω

• Bangun rangkaian k i Thevenin – ukur tegangan pada terminal rangkaian dengan beban terbuka (VT) – ukur resistansi terminal dengan sumber nol (RT) © mth 2011


Percobaan Theorema Thevenin (2) RT + V T -

Gambar 7

I=?

• Gantikan rangkaian sumber b tegangan t d dan jaringan N dengan rangkaian g Theveninnya y (sumber tegangan bernilai VT dan resistor RL bernilai R ) T • Gunakan rangkaian untuk menghitung arus I • Bandingkan hasilnya dengan pengukuran © mth 2011


Percobaan Theorema Norton (1) C


A

VS B

RL=0

I

D C A

VS=0 B Gambar 9


RL=∞ D

Ω

• Bangun rangkaian Norton – ukur arus pada terminal rangkaian dengan hubung singkat (IN) – Gunakan resistansi hasil sebelumnya untuk (RN=RT) © mth 2011


Percobaan Theorema Norton (2) C

IN

RL

RN D

Gambar 10

I=?

• Gantikan rangkaian sumber tegangan dan jaringan N dengan rangkaian N t Nortonnya ( (sumber b arus bernilai IN dan resistor bernilai RN) • Gunakan rangkaian untuk menghitung arus I • Bandingkan hasilnya dengan pengukuran © mth 2011


Catatan: • Resistansi Thevenin RT atau Resistansi Norton RN diperoleh dengan memanfaatkan resistansi variabel yang diset nilainya tepat sebesar RT atau RN • Untuk resistor variabel ini dapat digunakan resistor yang tersedia di kit praktikum atau menggunakan resistor metrik © mth 2011


Percobaan Thorema Superposisi • Lakukan p pengamatan g ((1)) dengan g V1=0,, V2 ((2)) dengan g V1, V2=0 dan (3) dengan V1 dan V2 untuk arus dan tegangan pada R4

R1 V1

R3

R2

R4 V2

I= ? © mth 2011


Percobaan Theorema Resiprositas • Lakukan pengamatan berikut V1

R1

R1

I=?

R2

R3 R4

R5

R2

R3 R4

R5

I=?

V1

© mth 2011


Percobaan Pembagi Tegangan • Gunakan g generator fungsi g untuk memberikan teganannya, amati, dan ukur

RA

VS

RA

© mth 2011


Merangkai Resistor Merangkai Seri dan Paralel • Susun resistor seri dan atau paralel dari yang tersedia untuk nilai – – – – –

70 Ω 870 Ω 5,2 kΩ kΩ 1,72 MΩ MΩ 36,7 kkΩ Ω

• Ukur Uk resitansi it i yang di diperoleh l h © mth 2011


Mengamati Perilaku Statistik Resistor • Ukur 100 buah resistor 1 kΩ kΩ • Masukkan dalam kelompok jangkauan nilai resistansi, 0‐967, 956‐972, 973‐977, 978‐982, 983‐987, 988‐992, 993‐997, 997 998‐1002, 1002 1003‐1007, 1007 1008‐1012, 1012 1013‐1017, 1017 1018‐1022,1023‐1027, 1028‐1032, 1033‐ …Ω • Hitung (cacah, count) jumlah resistor dalam masingmasingmasing kelompok • Gabungkan hasil perhitungan dengan semua kelompok d l dalam satu t rombongan b d dan b buatkan tk hi histogramnya t • Lakukan analisis pada sebaran nilai yang diperoleh © mth 2011


Kit Percobaan

© mth 2011


Foto Kit Thevenin Norton

© mth 2011


SELAMAT MELAKUKAN PERCOBAAN © mth 2011


Tujuan 1. Memahami penggunaan teorema Thevenin dan teorema Norton pada rangkaian arus searah 2. Memahami Teorema Superposisi p 3. Memahami Teorema Res

Recommend Documents