Popular Post

Selamat datang di www.correyananta.com, saya correy ananta selaku pembuat website ini merasa bangga ketika anda berkenan untuk berkunjung ke website saya. saya adalah seorang mahasiswa di surya university, saya mengambil program studi teknik fisika energi, kami disini lebih di fokuskan untuk belajar dalam membuat inovasi-inovasi yang baru dan efektif. inovasi-inovasi tersebut lebih ke peran penggunaan bahan bakar baru dan terbarukan, seperti geothermal, solar cell, hydro and ocean energy , dan wind energy.

RANGKAIAN RLC DAN OSILASI PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

Posted by : Correy Ananta Senin, 11 April 2016


LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II
RANGKAIAN RLC dan OSILASI



Oleh :
CORREY ANANTA ADHILAKSMA
1400510001


LABORATORIUM FISIKA DASAR
PHYSICS ENERGY ENGGINEERING
SURYA UNIVERSITY
2015

  1. Tujuan
Mempelajari femomena pelepasan elektron dari kapasitor melalui resistor dan responnya terhadap tegangan sinusoidal
  1. Dasar Teori
Rangkaian RLC merupakan rangkaian baik yang dihubungkan dengan paralel ataupun secara seri, namun rangkaian tersebut harus terdiri dari kapasitor, induktor, dan resistor. Penamaan RLC sendiri juga memiliki alasan tersendiri, yaitu disebabkan nama yang menjadi symbol listrik biasanya pada kapasitansi, induktansi dan ketahanannya masing-masing. Rangkaian ini akan beresonansi dengan suatu cara yang sama yaitu sebagai Rangkaian LC, bersamaan dengan terbentuknya osilator harmonik.
Pada ekperimen kali ini dipelajari rangkaian listrik analog dengan osilator harmonik. Untuk memperkenalkan ide dasar dari rangkaian ini, hal pertama yang perludilakukan adalah membayangkan rangakain seperti gambar berikut :
Untuk sirkuit ini terdapat berbagai macam jenis dari RLC. Hal ini menyebabkan rangkaian RLC adalah jenis yang paling banyak dipakai diantara banyaknya jenis rangkaian osilator. Pada televisi ataupun radio, terdapat alat penerima yang disebut tuning. Rangkaian tuning ini sangat penting, karena penggunaannya yang untuk memilih rentang dari frekuensi sempit pada gelombang radio embien.
Sirkuti yang disetel adalah nama lain yang sering disebut sebagai rangkaian RLC. Penggunaan rangkaian ini bisa dipakai untuk band stop filter ataupun pada band pass filter. Contoh dari band pass filter adalah tuning aplikasi. Penggambaran dari filter RLC sendiri adalah sebagai sirkuti order kedua, artinya bahwa tiap-tiap arus maupun tegangan di rangkaian bisa digambarkan dgn persamaan diferensial orde ke-2 dalam analysis rangkaian.
Dalam Rangkaian RLC terdapat 3 elemen penting yang bisa dikombinasi dalam beberapa topologi yang beda-beda. Kombinasi ketiga elemen tersebut bisa dengan cara paralel ataupun seri, karenanya disebut sebagai rangkaian yang sederhana dalam konsepnya serta mudah sekali untuk melakukan analisa terhadapnya.Namun bisa diatur sedemikian rupa untuk keperluan yang praktis dalam sirkuit yang nyata.

  1. Prosedur Kerja
Alat dan Bahan
  1. Resistor
  2. Kapasitor
  3. Induktor
  4. Generator sinyal
  5. Osiloskop
  6. Multimeter digital

Langkah Kerja Eksperimen
  1. Osilasi
  1. Dalam ekperimen ini kami menyusun rangkaian seperti gambar dibawah ini
  1. Disini kami menggunakan resistor 50, 100 dan 150 ohm, sehingga nilai resistor sesungguhnya yang digunakan sebesar 100, 150 dan 200 ohm, hal ini karena generator sinyal memberikan output 50 ohm. Selain itu juga digunakan induktansi 100 mikroH dan kapasitor 30 pikoFarad.
  2. Setelah tersusun kemudian kami mengukur frekuensi dan waktu paruh dari osilasi yang meluruh tersebut. Lalu dari situ kemudian kami menghitung dan
  1. Critical Damping
  1. Dalam ekperimen ini kami menggunakan tambahan resistor variabel di depan resistor yang telah terpasang pada ekperimen sebelumnya
  2. Kemudian kami mengubah nilai resistor variabel sampai fenomena seperti dibawah ini teramati di osiloskop
  1. Setelah fenomena pada gambar diatas telah terbentuk pada osiloskop, kemudian pengamatan ini dibandingkan dengan nilai yang didapatkan dari prediksi pada persamaan berikut
  1. Kemudian pula kami mengamati ketika nilai R melebihi nilai critical damping.
  1. Respon Frekuensi
  1. Dalam mempelajari respon rangkaian terhadap tegangan sumber yang sinusoidal, kami mengubah sumber tegangan dari square-wave menjadi sinusoidal, lalu digunakan metode pola lissajous untuk menentukan beda fase antara tegangan sumber dengan tegangan pada kapasitor.
  2. Kemudian kami membandingkan nilai beda fase pada perhitungan dengan prediksi dari nilai-nilai yang tertera pada komponen.
  3. Setelah itu kami memperhatikan nilai muatan maksium yang terukur pada osiloskop, yang setelah itu dibandingkan dengan nilai muatan maksimum yang dihitung dengan nilai prediksi muatan maksimum
  1. Quality Factor
  1. Dalam ekperimen ini kami mencari titik frekuensi setengah daya, kemudian menghitung nilai dan QF dari rangkaian.
  2. Kami membandingkan nilai QF yang didapatkan pada eksperimen ini dengan nilai QF sebelumnya (peluruhan osilasi)
  1. Data pengamatan Eksperimen
  1. Osilasi
R (ohm)
L(H)
C(F)
Vmax
f(Hz)
T1/2 (s)
50
1.00E-04
3E-11
3.4
1100
3.10E-06
100
1.00E-04
3E-11
3.2
1100
2.25E-06
150
1.00E-04
3E-11
3.05
1100
1.75E-06
hambatan output
50
ohm


ln 2
0.693




  1. Critical Damping
R multimeter(ohm)
L(H)
C(F)
2250
1.00E-04
3E-11

  1. Respon Frekuensi
A
B
F(Hz)
ω
φ
tanφ
6.8
1.36
13
81.64
11.53
2.03E-01
7
0.68
20
125.6
5.57
9.75E-02
7.5
0.36
40
251.2
2.75
4.80E-02
7.9
0.16
60
376.8
1.16
2.00E-02
8
0.04
80
502.4
0.28
4.89E-03
R=
150
Ω



L=
0.0001
H



C=
1.00E-09
F









  1. Quality Factor
fo
f1/2
1400
2000
Δω =
3768
R=
150
L=
1.00E-04
C =
1.00E-07

  1. Pengolahan Data
  1. Osilasi
R (ohm)
L(H)
C(F)
Vmax
f(Hz)
T1/2 (s)
Ï„
Ï„ literatur
Ï„ relatif
50
1.00E-04
3E-11
3.4
1100
3.10E-06
4.47E-06
2.00E-06
55.29%
100
1.00E-04
3E-11
3.2
1100
2.25E-06
3.25E-06
1.33E-06
58.93%
150
1.00E-04
3E-11
3.05
1100
1.75E-06
2.53E-06
1.00E-06
60.40%
hambatan output
50
ohm





ln 2
0.693






Berlaku Rumus :

  1. Critical Damping
R multimeter(ohm)
L(H)
C(F)
QF
f(Hz)
Rliteratur
Rrelatif
2250
1.00E-04
3E-11
740.741
1100
3651.48
62.29%
Berlaku Rumus :



  1. Respon Frekuensi
A
B
F(Hz)
ω
φ
tanφ
tan φ literatur
φ literatur
φrelatif
dho B
dho A
dhoφ
6.8
1.36
13
81.64
11.53
2.03E-01
1.2E-05
7.02E-04
1.00E+00
0.00023
9E-06
1.53E-02
7
0.68
20
125.6
5.57
9.75E-02
1.9E-05
1.08E-03
1.00E+00
0.00021
1.9E-06
1.44E-02
7.5
0.36
40
251.2
2.75
4.80E-02
3.8E-05
2.16E-03
9.99E-01
0.00018
4.1E-07
1.34E-02
7.9
0.16
60
376.8
1.16
2.00E-02
5.7E-05
3.24E-03
9.97E-01
0.00016
6.6E-08
1.27E-02
8
0.04
80
502.4
0.28
4.89E-03
7.5E-05
4.32E-03
9.85E-01
0.00016
3.9E-09
1.25E-02
R=
150
Ω









L=
0.0001
H









C=
1.00E-09
F










Berlaku Rumus :














  1. Quality Factor
fo
f1/2
ωo
ω1/2
QF
QFliteratur
Qfrelatif
1400
2000
8792
12560
1.16667
3.3333333
65%
Δω =
3768





R=
150





L=
1.00E-04





C =
1.00E-07





Berlaku Rumus :

  1. Analisis Hasil
  1. Osilasi
Dalam ekperimen kali ini kami melakukan pengamatan terhadap kegunaan R.
Didapatkan data bahwa nilai waktu relaksasi rataannya sebesar dan literatur rataannya sebesar . Ketika nilai R meningkat maka waktu relaksasi semakin menurun, dapat dilihat dalam tabel. Dapat ditarik kesimpulan bahwa kegunaan R terhadap waktu relaksasi adalah sebagai penghambat waktu yang dibutuhkan agar amplitudo berkurang menjadi 1/e dari amplitudo awalnya.

  1. Critical Damping
Dalam eksperimen kali ini, kami melakukan pengamatan terhadap fenomena seperti berikut ini:





kami melakukannya dengan mengubah nilai resistor variabel, ketika kami mengubah nilai resistor tersebut ke nilai yang besar maka fenomena ini tidak dapat teramati, sedangkan ketika kita mengubah nilai resistor ke nilai yang kecil fenomena ini dapat teramati. Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa ketika nilai R kecil maka arus yang mengalir dari generator sinyal sempat berosilasi artinya arus tersebut memutari suatu rangkaian tersebut sampai arus tersebut habis. Sedangkan ketika nilai R besar maka arus yang mengalir tersebut  tidak sempat berosilasi atau dapat dikatakan arus yang mengalir langsung habis.

  1. Respon Frekuensi
Dalam eksperimen ini kami melakukan perbandingan nilai  yang didapatkan dengan literatur, didapatkan bahwa rata-ratanya sebesar 4.258 dan literatur rata-ratanya sebesar . Tentu dari apa yang kami dapatkan ini bahwa literatur menunjukan perbandingan nilai yang terlampau jauh sekali dengan pada percobaan. Akan tetapi ketika frekuensinya semakin meningkat maka nilai percobaan dan literatur semakin menurun, ini berarti bahwa nilai dipengaruhi oleh frekuensi.

  1. Quality Factor
Dalam eksperimen kali ini kami melakukan perbandingan antara nilai QF yang didapat dari perhitungan dengan QF dari literatur, nilai QF yang kami dapatkan 1.167 dan QF literatur 3.33. QF sendiri merupakan rasio dari energi maksimum yang hilang setiap siklusnya, dalam eksperimen ini seharusnya didapatkan QF sebesar 3.33 akan tetapi dari perhitungan dan pengamatan yang kami lakukan didapatkan QF sebesar 1.167. menurut saya pribadi nilai QF tidak akan bisa sama dengan 3.33 hal ini karena dipengaruhi titik frekuensinya.

  1. Kesimpulan
Dalam eksperimen kali kami menyimpulkan bahwa kami dapat membutikan fenomena pelepasan elektron dari kapasitor melalui resistor dan responnya terhadap tegangan sinusoidal. Tentu hal ini dapat dibuktikan dari pengamatan-pengamatan kami pada eksperimen osilasi yang mengatakan bahwa R menghambat waktu yang dibutuhkan agar amplitudo berkurang menjadi 1/e dari amplitudo awalnya, eksperimen critical damping yang mengatakan bahwa ketika R besar arus tidak sempat berosilasi dan ketika R kecil arus sempat berosilasi, eksperimen respon frekuensi mengatakan bahwa nilai dipengaruhi oleh frekuensi, dan yang terakhir eksperimen quality factor mengatakan bahwa nilai QF dipengaruhi nilai titik frekuensinya.

Translate

Diberdayakan oleh Blogger.

Labels

- Copyright © CorreyAnanta.com - Date A Live - Powered by Blogger - Designed by Johanes Djogan -