Laporan Elektronika Resonansi R-L-C



Resonansi R-L-C

Abstrak
Telah dilakukan praktikum tentang Resonansi R-L-C. Praktikum ini bertujuan untuk  menyelidiki pengaruh perubahan frekuensi sumber terhadap karakteristik ragkaian R-L-C, menginterpretasi kurva respon rangkaian R-L-C seri serta menentukan frekuensi resonansi dan faktor kualitas rangkaian R-L-C seri dan parallel. Pengumpulan data dilakukan dengan mengganti besar resistansi resistor dimulai dari 15 W, 56 W, dan 100 W yang di hubungkan dengan AFG (Audio Function Generator) dan di rangkai di atas papan rangkaian serta mengukur tegangan dengan menggunakan multimeter AC. Hal ini dlakukan untuk memperoleh frekuensi maksimun (frekuensi resonansi)  dari setiap resistansi resistor yang dapat dilihat setelah di plot pada kurva dan dari kurva itulah faktor kualitas dapat ditentukan. Berdasarkan hasil analisis data disimpulkan bahwa Perubahan frekuensi tentunya mempengaruhi kuat arus listrik dan tegangannya. Semakin besar frekuensi sumber maka kuat arus dan tegangan dalam rangkaian RLC akan semaikn besar hingga mencapai nilai Imaks dan pada saat itu terjadi frekuensi resonansi dan arus atau tegangan kembali ke titik minimumnya. Kurva respon frekuensi rangkaian RLC seri untuk R1, R2, dan R3 menunjukkan bahwa Q1>Q2>Q3 dimanaR3>R2>R1. Seingga dapat disimpulkan bahwa semakin besar hambatan maka nilai Q akan semakin kecil. Frekuensi resonansi dan faktor kulitas dari rangkaian RLC  dapat di tentkan berdasarkan rumus dan berdasarkan anlisis grafiknya.
Kata kunci : Resonansi R-L-C, Frekuensi resonansi, resistansi resistor, dan faktor kualitas.



A.  Metode Dasar
B. Identifikasi Variabel
C. Definisi Variabel
D. Alat dan bahan
G. Pembahasan
H. Kesimpulan
Rangkaian R – L – C adalah suatu rangkaian listrik yang terdiri atas komponen resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) yang disusun secara seri atau paralel. Konfigurasi ini membentuk suatu sistem osilator harmonik. Rangkaian R – L – C sering disebut rangkaian penala (tuner) dan rangkaian resonansi.
Rangkaian R – L – C  banyak digunakan dalam perangkat-perangkat osilator harmonik dan pesawat radio penerima. Rangkaian R – L – C berfungsi untuk memilih suatu rentang frekuensi yang cukup sempit dari spektrum total gelombang radio yang sangat lebar.
(Dasar, 2013)
Tinjau sebuah sebuah rangkaian yang terdiri atas hambatan R, induktansi L dan kapasitor C yang terhubung secara seri dan dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan yang berubah terhadap waktu vs (t) seperti pada Gambar 3.7.

a.    Variabel Manipulasi    : Frekuensi sumber yang satuannya (Hz)
b.    Variabel Respon          : Tegangan  satuannya (V) dan kuat arus listrik satuaanya (A).
c.    Variabel Kontrol         : Resistansi Resistor (R1, R2 dan R3) satuannya Ohm(W), kapasitansi kapasitor satuannya (F) dan induktansi induktor satuannya (H).
d.     
a.    Variabel manipulasi
Frekuensi sumber merupakan frekuensi yang berasal dari AFG dan terbaca pada kotak frekuensinya dimana satuanyaa adalah Hz
b.    Variabel Respon         
·      Tegangan  merupakan besarnya tegangan yang bersal dari rangkaian yang diukur dengan menggunakan multimeter yang dirangkai parallel dengan resistornya dalam satuan mV.
·      Kuat arus listrik merupakan besarnya kuat arus yang mengalir pada rangkaian dan nilainya diperoleh dari nilai tegangan yang terukur pada multimeter dibagi dengan nilai resistansi resistor yang digunakan dan dalam satuan mA.
c.    Variabel Kontrol        
·      Resistansi Resistor (R1, R2 dan R3) merupakan kemampun resistor alam menghambat muatan dengan niali 15W, 56W, dan 100W.
·      kapasitansi kapasitor merupakan kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan pada rangkaian dalam satuan F
·      induktansi induktor merupakan kemampuan induktor untuk menimbulkan medan magnet akibat muatan listrik yang mengalir pada induktor.
1.    Audio Function
Generator (AFG)    1 buah
2.    Multimeter AC        1 buah
3.    LCR Meter              1 buah
4.    Papan Rangkaian,   1 buah
5.    Resistor                  1 buah
6.    Kapasitor                1 buah
7.    Induktor                 1 buah
8.    Kabel Penghubung 6 buah


b.     Menghubungkan vi rangkaian dengan output Audio Function Generator (AFG) pada gelombang sinus dengan amplitudo 5 Vrms (mengukur secara langsung dengan menggunakan digital AC  voltmeter).
c.     Menghubungkan digital AC voltmeter pada keluaran rangkaian (titik a dan b).
d.     Untuk mengamati perubahan arus I (= VR/R) sebagai fungsi frekuensi dan pada frekuensi berapa terjadi keadaan resonansi, yaitu nilai arus (atau tegangan pada R) menjadi maksimum, menaikkan frekuensi AFG dengan cepat sambil mengamati besar tegangan pada digital AC voltmeter, setelah itu menurunkan kembali ke frekuensi 100 Hz.
Perlu diingat bahwa : Pada keadaan resonansi untuk RLC seri, impedansi rangkaian menjadi minimum atau arus menjadi maksimum. Namun dalam praktek, lebih mudah mengukur tegangan pada rangkaian daripada mengukur arus. Amperemeter AC yang peka sukar diperoleh apalagi yang mampu bekerja pada frekuensi tinggi.
e.    Menaikkan frekuensi AFG dengan interval 300 Hz dan mencatat besar tegangan pada R untuk setiap interval tersebut hingga Anda memperoleh nilai tegangan yang kurang lebih sama pada saat frekuensi mula-mula.
f.     Mencatat pada tabel pengamatan!

Kegiatan yang dilakukan pada praktikum resonansi RLC ini adalah menyelidiki pengaruh perubahan frekuensi sumber terhadap tegangan dan kuat arus listrik.
Pada kegiatan ini susunan R, L dan C itu di rangkai seri. Adapun variabel manipulasinya adalah frekuensi sumber sedang variabel responnya yaitu tegangan dan kuat arus listrik. Sedang alat ukur yang digunakan untuk mebaca tegangannya yaitu multimeter AC.
Menurut teori, keadaan resonansi terjadi apabila nilai xL=xC,sehingga akan diperoleh tegangan atau arus maksimum pada harga frekuensi :
fo=
Selain itu, faktor kualitas dapat di tentukan  dengan cara Q= . Dimana dari persamaan disamping dilihat bahwa semakin besar nilai Q maka R kecil karena Q dan R berbanding terbalik.
Pada kegiatan ini, kita mengambil data sebanyak tiga kali dengan hambatan yang berbeda yakni R=15W, R=56W, R=100W.
Pada ketiga jenis hambatan tersebut, diperoleh frekuensi resonansi menurut teori sebesar 17921 Hz, sedang nilai Q untuk R1= 26.95, nilai Q untuk R2=7.22 dan nilai Q untuk R3=4.04. Serta pada kegiatan ini kita pula memeroleh nilai lebar pita untuk R1,R2,R3 masing-masing 665 Hz, 24782 Hz dan 4436 Hz.
Data yang diperoleh dari praktikum dapat dilihat dari grafik hubungan antara perubahan frekuensi terhadap kuat arus listrik. Dari ketiga grafik diatas untuk masing-masing R1, R2, dan R3 diperoleh nilai frekuensi pada saat terjadi Imaks  itu nilainya 15700 Hz, 15400 Hz dan 15100 Hz dan apabila telah mencapai Imaks maka arusnya akan kembali ke keadaan minimum. Sedang nilai Q untuk masing-masing R1,R2, dan R3 itu sama dengan 14.27, 5,26, dan 3,87. Nilai frekuensi dan Q yang didapat secara teori memiliki perbedaan dengan yang diperoleh pada saat praktikum dan perbedaannya dapat dilihat dari %diff nya. Hal ini dapat terjadi karena praktikan kurang teliti pada saat pengambilan data serta ada pula sumbangsi dari kesalahan alat.
Berdasarkan hasil percobaan, dapat diketahui bahwa frekuensi resonansi diperoleh pada saat terjadinya Imaks dan Q itu akan bernilai semakin besar jika nilai R bernilai kecil. Hal ni sudah sesuai dengan apa yang dikatakan teori.
1.    Perubahan frekuensi tentunya mempengaruhi kuat arus listrik dan tegangannya. Semakin besar frekuensi sumber maka kuat arus dan tegangan dalam rangkaian RLC akan semaikn besar hingga mencapai nilai Imaks dan pada saat itu terjadi frekuensi resonansi dan arus atau tegangan kembali ke titik minimumnya.
2.    Kurva respon frekuensi rangkaian RLC seri untuk R1, R2, dan R3 menunjukkan bahwa Q1>Q2>Q3 dimanaR3>R2>R1. Seingga dapat disimpulkan bahwa semakin besar hambatan maka nilai Q akan semakin kecil.
3.    Frekuensi resonansi dan faktor kulitas dari rangkaian RLC  dapat di tentkan berdasarkan rumus dan berdasarkan anlisis grafiknya.
Daftar Pustaka
Bakri, A. H., Martawijaya, M. A., & Saleh, M. (2008). Dasar-Dasar Elektronika Buku 1. Makassar: Universitas Negeri Makassar.

Dasar, T. E. (2013). Penuntun Praktikum Elektronika Dasar. Makassar: Laboratorium Unit Elektronika dan Instrumentasi.

Purwadi, B., & Abdulrahman, F. (n.d.). Elektronika 1. Jakarta: Proyek Pendidikan Tenaga Akademik.

Sutrisno. (1986). Elektronika Teori dan Aplikasinya. Bandung: ITB.

Untuk mendapatkan versi lengkapnya, silahkan unduh/download DISINI


Postingan terkait: