1. Pendahuluan
1.1 Teori Thevenin
Pernyataan
teorema thevenin adalah sebagai berikut:
Sepanjang perhatian tertuju pada beban,
setiap jaringan satu-port yang mengandung unsure hambatan dan sumber energi
dapat diganti dengan suatu kombinasi seri sumber tegangan ideal VT
dan hambatan RT dengan VT sebagai tegangan rangkaian
satu-port terbuka dan RT sebagai rasio tegangan rangkaian-terbuka
terhadap arus hubung singkat.
Gambar
2.1
Jika kedua jaringan pada gambar di
atas harus setara untuk semua nilai hambtan beban, keduanya harus setara untuk
nilai-nilai ekstrem seperti RL =
~ dan RL = 0. Nilai RL = ~ bersangkutan dengan keadaan
rangkaian terbuka; dan dengan membandingkan kedua jaringan, tegangan rangkaian
terbuka VRT pada jaringan asli sama dengan V pada rangkaian
ekivalen. Nilai RL = 0 berarti keadaan hubung singkat; dengan membandingkan
kedua jaringan, arus hubung singkat HIS pada jaringan asli sama dengan VT/RT
untuk rangkaian ekivalen. Maka, persamaan:
dan 
1.2 Daya
Ungkapan daya dinyatakan dalam tegangan yang terdapat padanya dan arus
yang melaluinya. Tegangan didefinsikan sebagai energi yang dibelanjakan, dan daya adalah laju
dengan mana energi dibelanjakan.
Jika satu joule
energi diperlukan untuk memindahkan muatan satu coulomb melalui alat, maka laju
pengeluaran energi persatuan waktu untuk memindahkan satu coulomb muatan
perdetik melalui alat adalah satu watt. Tenaga yang diserap ini haruslah
sebanding dengan banyaknya coulomb yang dipindahkan per deitk, atau arus, dan
sebanding dengan energi yang diperlukan untuk memindahkan satu coulomb melalui
elemen, atau teganan, atau watt. Jadi dapat dijelaskan pada persamaan
berikut :
P = v i
1.3 Kapasitor
Definisi kapasitansi dengan
hubungan tegangan arus adalah
sedangkan kapasitansi dengan
hubungan bahan adalah
1.4 Time constant
Konstanta waktu dari rangkaian RC
adalah
2. Tujuan
- Menemukan metode penyerdehanaan rangkaian untuk mencari arus yang mengalir pada salah satu cabang rangkaian
- Memahami kapasitansi dan rangkaian kapasitor baik dirangkai seri maupun paralel
- Memahami daya listrik dan transfer daya listrik
- Menyelidiki
faktor-faktor yang menentukan waktu charge
dan discharge dari rangkaian
kapasitor dan resistor
3. Tugas Pendahuluan
·
Apa itu charge dan discharge pada kapasitor? Apa
pengaruhnya pada rangkaian?
·
Cari artikel tentang time konstan dan sebutkan
daftar pustakanya!
4. Peralatan
yang diperlukan:
- Circuit construction deck
- Multimeter 2 buah
- Komponen pasif
- Oscilloscope
- Stopwatch atau penunjuk waktu lainnya
5. Prosedur percobaan
PERHATIAN : “JANGAN MENYALAKAN
POWER SUPPLY SEBELUM RANGKAIAN SIAP AGAR ALAT DAPAT BERFUNGSI DENGAN BAIK”.
A. Thevenin
·
Hubungkan power supply ke supply line, pastikan
tegangan outputnya pada keaadaan minimal
·
Rangkailah seperti gambar berikut:
Gambar 2.2
·
Set tegangan output power supply sebesar 10
volt. Hitung arus yang
melalui Resistor 680 ohm dengan menggunakan multimeter I . Catat
hasilnya.
·
Menurut
teorema thevenin rangkaian dapat disederhanakan seperti berikut
Gambar 2.3
Terlihat
bahwa rangkaian menjadi seperti sebuah sumber tegangan E dengan tahanan dalam r
yang dihubungkan ke beban R 680 ohm.
·
Untuk mencari E, ganti resistor 680 ohm dengan
multimeter sehingga rangkaian seperti berikut, catat tegangannya
Gambar 2.4
·
Untuk mencari r, matikan power supply, dan lepas
terminalnya dari rangkaian. Sambungkan kedua terminal rangkaian yang tadinya
merupakan input dari power supply ganti resistor 680 ohm dengan multimeter dan
catat besar tahanannya.
·
Buat rangkaian menjadi seperti berikut
Gambar 2.5
·
Catatlah pada tabel 2.1
·
Dapatkan nilai rata-rata dari r.
Tugas analisa
1.
Cari arus yang melalui 680 ohm dari rangkaian yang
telah disederhanakan dengan teorema thevenin. Apakah hasilnya sama dengan
pengukuran yang pertama?
2. Cari arus dengan menggunakan hukum
kirchoff!
B. Daya
·
Buat rangkaian seperti berikut
Gambar 2.6
·
Isi tabel 2.2
·
Buat rangkaian seperti berikut
Gambar 2.7
set
E = 10 V dan r = 470 ohm, isi tabel 2.3
Tugas
Analisa:
1. Dari tabel pertama buat grafik P
Vs V dan P Vs I, analisalah grafik tersebut !
2. Dari tabel kedua buat grafik P Vs
RL dan P Vs I !
C. Kapasitor
·
Buatlah rangkaian seperti gambar berikut
Gambar 2.8
set
saklar pada posisi A, dan
set tegangan power supply sampai voltmeter menunjuk 20V. set saklar pada posisi
B dan pastikan voltmeter menunjuk 0V.
·
Isi tabel 2.4
Tugas
analisa
1.
Buat analisa grafik I vs t, Vc vs t
D. Time constant
·
Buatlah rangkaian seperti dibawah ini.
Gambar
2.9
·
Atur tegangan supply menjadi 20 volt.
·
Catat waktu yang diperlukan kapasitor untuk
mencapai time constant saat kondisi
charge dan discharge pada tabel 2.5 dan pada level tegangan 4,8,12,16, dan 20
volt
·
Gambarkan
grafik hubungan antara tegangan kapasitor dengan waktu dan arus(ic)terhadap
waktu di bawah ini.
Tugas
analisa
1.Buatlah grafik hubungan charge dan
discharge kapasitor
2.Jika rangkaian diganti seperti
dibawah ini
Gambar 2.10
Maka
kita mempunyai suatu rumus untuk menghitung besarnya tegangan kapasitor ec=
E-(E-Eo)e^(-t/RC) dimana E adalah tegangan maksimum dari square wave. Jika tegangan E=20V , R=3.3 Kohm, C=1µF
hitunglah besarnya ec pada t=14ms!!
·
Gambarkan
grafik output ec dari rangkaian diatas!
Tugas Pengembangan
1.
Pada rangkaian RC diketahui harga R=1Kohm dan C= 4 µF
dan tegangan supply 10 Volt. Pada saat saklar di On tentukan besarnya ec dengan interval 2ms mulai dari t=0 sampai
t=16 ms dan gambarkan grafik hubungan ec terhadap waktu.
2.
Dari soal no 1 hitung juga nilai dari ic antara t=0
sampai t=16ms dan gambarkan grafik hubungan ic terhadap waktu!!
3.
Apakah yang dimaksud dengan constant time dan rise time?
4. Jelaskan teorema Norton dan
bagaimanakah aplikasi teorema Norton dan Thevenin?
5. Jelaskan yang dimaksud dengan inductor dan
persamaannya?
LEMBAR DATA
PERCOBAAN P2
Thevenin
Tabel 2.1
|
Tegangan
power supply / VM (volt)
|
AM
(ampere)
|
r=(VM/AM)-R680
|
|
2
|
|
|
|
4
|
|
|
|
6
|
|
|
|
8
|
|
|
Daya
Tabel 2.2
|
V (V)
|
I
(mA)
|
P
= V I (mW)
|
|
0
|
|
|
|
2
|
|
|
|
4
|
|
|
|
6
|
|
|
|
8
|
|
|
|
10
|
|
|
Tabel 2.3
|
Beban
(RL)
ohm
|
Arus
(I)
mA
|
Daya
(P=I2RL)
mW
|
|
100
|
|
|
|
220
|
|
|
|
330
|
|
|
|
680
|
|
|
|
1k
|
|
|
Kapasitor
Tabel 2.4
|
Vs
(volt)
|
Vc
(volt)
|
|
4
|
|
|
8
|
|
|
12
|
|
|
16
|
|
|
20
|
|
Time
constant
Tabel
2.5
|
Vs
(volt)
|
t
Charge
|
t
discharge
|
|
4
|
|
|
|
8
|
|
|
|
12
|
|
|
|
16
|
|
|
|
20
|
|
|
Postingan
0 komentar:
Posting Komentar