MODUL V VARIASI TEGANGAN Sukma Sewiji (H1E014046) Asisten : Riska Ayu Tanggal Percobaan : 25/05/2016 PAF15211P – Praktikum Elektronika Dasar 2
Laboratorium Elektronika, Instrumentasi, dan Geofisika – Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Unsoed Abstrak Variasi Tegangan merupakan acara kelima dari serangkaian acara praktikum Elektronika Dasar 2. Praktikum Variasi Tegangan melibatkan alat dan bahan seperti CRO, generator isyarat, breadboard, MMD, resistor 10 kΩ dan 20 kΩ, variabel resistor (VR), dioda, serta kapasitor 1000µF/100V. Praktikum ini bertujuan agar praktikan dapat memahami berbagai variasi yang dapat dikerjakan dengan tegangan, diantaranya membuat rangkaian pembagi tegangan dan pelipat tegangan. Langkah kerja pada rangkaian pembagi tegangan yaitu merangkai dengan resistor 20 kΩ dan 10 kΩ, mengatur tegangan keluaran, menghubungkan rangkaian dengan generator isyarat, mengukur nilai tegangan pada resistor satu dan dua, mengganti resistor satu dengan VR, mengatur nilai tegangan pada VR agar minimum, serta mengukur nilai VR di setiap variasi tegangan. Sedangkan langkah kerja pada rangkaian pelipat tegangan yaitu membuat rangkaian dengan empat dioda, mengatur tegangan keluaran, menghubungkan rangkaian dengan pembangkit isyarat, dan mengukur tegangan pada titik A, B, C, dan D. Hasil dari praktikum Variasi Tegangan yaitu nilai tegangan satu, nilai tegangan dua, dan nilai tegangan VR pada rangkaian pembagi tegangan, sedangkan pada rangkaian pelipat tegangan didapat nilai tegangan serta faktor kelipatan. Kata kunci : Pembagi tegangan, pelipat tegangan, nilai tegangan, dan faktor kelipatan. 1.
PENDAHULUAN
Praktikum Variasi Tegangan merupakan praktikum yang dilakukan dengan membuat rangkaian pembagi tegangan dan rangkaian pelipat tegangan. Rangkaian pembagi tegangan merupakan rangkaian yang cara kerjanya berdasarkan Hukum Kirchoff. Hukum Kirchoff adalah suatu peraturan atau hukum yang mengatur tentang jalannya arus dan jumlah tegangan dalam suatu rangkaian arus listrik yang mempunyai lebih dari satu sumber gaya gerak listrik yang berbeda kekuatannya. Sedangkan rangkaian pelipat tegangan adalah rangkaian yang dapat menghasilkan tegangan DC beberapa kali lebih besar dari tegangan puncak sinyal input. Dengan kata lain, sinyal DC yang dihasilkan dapat sebesar 2x, 3x, 4x, dan seterusnya dari besarnya sinyal AC yang masuk rangkaian [3]. Nilai kelipatan yang dihasilkan disebut faktor kelipatan.
Berdasarkan rangkain tersebut akan dicari nilai tegangan pada resistor dan nilai tegangan pada VR pada rangkaian pembagi tegangan serta faktor kelipatan pada rangkaian pelipat tegangan.
2.
STUDI PUSTAKA
Rangkaian pembagi tegangan merupakan rangkaian yang cara kerjanya berdasarkan Hukum Kirchoff. Hukum Kirchoff adalah suatu peraturan atau hukum yang mengatur tentang jalannya arus dan jumlah tegangan dalam suatu rangkaian arus listrik yang mempunyai lebih dari satu sumber gaya gerak listrik yang berbeda kekuatannya. Hukum Kirchoff ada dua, yaitu: a.
Hukum I Kirchoff
Hukum pertama ini disebut juga dengan Hukum Arus Kirchoff yang berbunyi: “Jumlah arus yang menuju titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang meninggalkan titik percabangan tersebut.” Artinya jumlah kuat arus pada semua cabang yang bertemu pada satu titiksama dengan nol. Hukum ini adalah konsekuensi dari hukum kekekalan muatan. Muatan yang masuk kesebuah simpul harus meninggalkan simpul tersebut karena muatan tisak dapat terakumulasi pada sebuah simpul. Secara matematis Hukum I Kirchoff dapat dituliskan sebagai berikut. I = I1 + I2 + I3 + ...
(1)
b. Hukum II Kirchoff Hukum ini disebut juga Hukum tegangan Kirchoff yang berbunyi: “Jumlah tegangan yang mengelilingi lintasan tertutup sama dengan nol.” Hukum ini merupakan konsekuensi kekekalan energi dan sufat konservatif rangkaian listrik. Hukum tegangan Kirchoff dapat diterapkan pada rangkaian dengan beberapa cara yang berbeda [1]. Secara matematis hukum tegangan Kirchoff dapat dituliskan sebagai berikut. V = 0 atau
+ IR = 0
(2)
Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed
1
b) Mengatur agar tegangan keluaran dari generator isyarat sebesar 20 Vpp pada frekuensi 1 kHz; c) Menghubungkan rangkaian dengan pembangkit isyarat; d) Mengukur tegangan pada R1 dan R2 dengan osiloskop; e) Mengganti R1 dengan VR; f) Mengatur VR agar tegangan pada R2 bervariasi dari minimum sampai maksimum (memvariasikan setiap 2 Vpp); g) Mengukur VR pada setiap variasi tegangan. 2) Rangkaian Pelipat Tegangan a) Membuat rangkaian seperti Gambar 5. 2 pada breadboard;
Pada rangkaian tidak bercabang, umumnya besarnya arus listrik yang mengalir pada setiap titik dalam rangkaian besarnya sama. Sedangkan pada rangkaian bercabang maka besarnya arus yang masuk percabangan akan sama dengan besarnya arus listrik yang keluar dari percabangan. Hal inilah yang mendasari Hukum I Kirchoff [2].
Rangkaian pelipat tegangan adalah rangkaian yang dapat menghasilkan tegangan DC beberapa kali lebih besar dari tegangan puncak sinyal input. Dengan kata lain, sinyal DC yang dihasilkan dapat sebesar 2x, 3x, 4x, dan seterusnya dari besarnya sinyal AC yang masuk rangkaian [3]. Nilai kelipatan sinyal DC yang dihasilkan disebut faktor kelipatan. Rangkaian pelipat tegangan dapat dibuat dengan komponen dasar dioda dan kapasitor, dengan konfigurasi setengah gelombang dan gelombang penuh. Rangkaian ini banyak digunakan pada pembangkit tegangan tinggi. Namun, dengan arus yang kecil seperti pada catu daya tabung gambar [4]. Rangkaian pelipat tegangan juga digunakan pada rangkaian pencatu tabung sinar katoda [3].
3.
Gambar 5. 2. Rangkaian Pelipat Tegangan
METODOLOGI
3.1 ALAT DAN BAHAN a) b) c) d) e) f) g) h)
Osiloskop atau CRO Generator isyarat Breadboard MMD Dioda VR 100 kΩ Kapasitor 1000µF/100V Resistor 10 kΩ dan 20 kΩ.
3.2 CARA KERJA 1) Rangkaian Pembagi Tegangan a) Membuat rangkaian seperti Gambar 5. 1 dengan R1 20 kΩ dan R2 10 kΩ pada papan rangkaian; Gambar 5. 1. Rangkaian Pembagi Tegangan
b) Mengatur agar tegangan keluaran dari pembangkit isyarat sebesar 2 Vpp pada frekuensi 1 kHz; c) Menghubungkan rangkaian dengan pembangkit isyarat; d) Mengukur tegangan pada titik A, B, C, dan D dengan osiloskop.
4.
HASIL DAN ANALISIS
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan diperoleh beberapa data, yaitu : Tabel 5. 1. Data Pengukuran Rangkaian Pembagi Tegangan (1) R1 (kΩ)
R2 (kΩ)
V1 (V)
20
10
15
V2 (V) VG (V) 5
20
Tabel 5. 2. Data Pengukuran Rangkaian Pembagi Tegangan (2) No.
R2 (kΩ)
V2 (Vpp)
1
10
1,4
VR1 (Ω) 94,4
V1 (Vpp) 16
VG (V) 20
Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed
2
2
10
3,4
40
15
20
3
10
5,4
20,2
15
20
4
10
7,4
11,2
15
20
5
10
9,4
6,5
14
20
6
10
11,4
3,9
12
20
7
10
13,4
1,1
7
20
Tabel 5. 3. Data Pengukuran Rangkaian Pelipat Tegangan Posisi
V (V)
VG (V)
A
0,81
2
Faktor Kelipatan -
B
1,62
2
0,81
C
2,42
2
0,80
D
3,25
2
0,83
Berdasarkan Tabel 5. 1 dan Tabel 5. 2 dapat dilihat bahwa yang diukur hanyalah nilai tegangan. Hal ini dikarenakan rangkaian yang digunakan yaitu rangkaian pembagi tegangan. Rangkaian pembagi tegangan merupakan rangkaian yang cara kerjanya berdasarkan Hukum Kirchoff. Hukum Kirchoff adalah suatu peraturan atau hukum yang mengatur tentang jalannya arus dan jumlah tegangan dalam suatu rangkaian arus listrik yang mempunyai lebih dari satu sumber gaya gerak listrik yang berbeda kekuatannya. Pada rangkaian bercabang, maka besarnya arus yang masuk percabangan akan sama dengan besarnya arus listrik yang keluar dari percabangan [2] sehingga nilai I1 akan sama dengan nilai I2.
dihasilkan dapat sebesar 2x, 3x, 4x, dan seterusnya dari besarnya sinyal AC yang masuk rangkaian.
DAFTAR PUSTAKA [1]
Novitasari, Desy, dkk., Hukum Kirchoff, Universitas Lambung Mangkurat, Banjarmasin, 2015.
[2]
Tim Dosen Pendidikan Fisika, Modul Fisika Dasar II, UNLAM, Banjarmasin, 2015.
[3]
http://fshamouzcier.blogspot.co.id/2012/03 /clamper-cliper-dan-pelipat-tegangan.html, 1 Juni 2016, 14.42 WIB.
[4]
Sari, Mutiara Indah, Elektronika Dasar I, Institut Agama Islam Negeri Raden Intan Lampung, Bandar Lampung, 2013.
LAMPIRAN 1.
Gambar 5. 3. Lembar Kerja
2.
Gambar 5. Tegangan
Pada rangkaian pelipat tegangan (lihat Tabel 5. 3), terdapat faktor pelipat tegangan. Faktor pelipat tegangan yaitu nilai kelipatan sinyal DC yang dihasilkan oleh rangkaian pelipat tegangan [3]. Berdasarkan Tabel 5. 3, diperoleh faktor kelipatan tegangan sebesar 0,81 volt pada titik B, 0,80 volt pada titik C, dan 0,83 volt pada titik D.
5.
KESIMPULAN
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa variasi tegangan dapat dilakukan pada berbagai rangkaian, antara lain: 1.
Rangkaian pembagi tegangan, yaitu rangkaian yang cara kerjanya berdasarkan Hukum Kirchoff;
2.
Rangkaian pelipat tegangan, yaitu rangkaian yang dapat menghasilkan tegangan DC beberapa kali lebih besar dari tegangan puncak sinyal input. Dengan kata lain, sinyal DC yang
4.
Rangkaian
Pembagi
Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed
3
3.
Gambar 5. 5. Rangkaian Pelipat Tegangan
Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed
4
