PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK
LAPORAN PERCOBAAN
TEORI SUPERPOSISI DAN TEORI LOOP
Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Praktik Rangkaian Listrik Semester 2
PEMBIMBING :
Sri Anggraeni K, S.T, M.Eng.
Nama : Amira Nur Fauziyah
NIM : 3.33.15.0.02
Kelas : TK – 1A
JURUSAN TEKNIK ELEKTRONIKA
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2016
PERCOBAAN 6
TEORI SUPERPOSISI dan TEORI LOOP
6.1. Tujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa dapat menjelaskan :
Menyederhanakan rangkaian komplek dengan catu daya lebih dari satu.
Memahami penggunaan Hukum Ohm, Hukum Kirchoff pada rangkaian komplek dengan catu daya lebih dari satu.
Menggunakan teori superposisi dan teori loop pada rangkaian komplek dengan catu daya lebih dari satu.
6.2. Landasan Teori
Kedua buah teori di atas dapat digunakan untuk menyelesaikan persoalan rangkaian komplek dengan catu daya lebih dari satu,
Teori Superposisi
Teori Superposisi merupakan salah satu metode penyelesaian secara bertahap. Tahap I sumber daya I aktif dan sumber daya yang lain diganti tahanan dalam, tahap berikutnya sumber daya II aktif sumber sumber daya lain diganti dengan tahanan dalamnya. Nilai arus sebenarnya adalah penjumlahan dari masing-masing sumber daya.
Contoh aplikasi teori superposisi ditunjukkan gambar 6.1 dan gambar 6.2. Gambar 6.1a adalah suatu rangkaian listrik yang akan dianalisa, terdiri dari dua sumber tegangan dan satu sumber arus. Aplikasi teori superposisi pada rangkaian tersebut, dimana sumber tegangan E1 aktif sedang sumber arus Is dan sumber tegangan E2 diganti tahanan dalamnya (sumber arus dibuka open circuit dan sumber tegangan dihubung singkat), sehingga terbentuk rangkaian gambar 6.1b. Rangkaian yang ditunjukkan gambar 6.b, menjadi lebih sederhana dari sebelumnya, sehingga penyelesaiannya lebih mudah. Terlihat bahwa rangkaian yang terbentuk adalah rangkaian seri dari R1 dan R2 dengan catu daya E1, sehingga besarnya arus :
I1' = I2' = E1 / (R1 + R2)
Untuk catu daya sumber E2, I3 terbuka dan E1 terhubung singkat, maka terbentuk rangkaian gambar 6.2a, dan berlaku persamaan:
I1''' = I3'''{R2/(R1+R2)}
I2''' = I3'''{R1/(R1+R2)}
Dengan memperhatikan polaritas aliran arus menggunakan kirchoff arus (KCL). Hasil akhir masing-masing I1, I2 dan I3 dapat dinyatakan sebagai berikut:
I1 = I1' + I1'' + I1'''
I2 = I2' + I2'' + I2'''
I3 = I3' + I3'' + I3'''
Teori Loop
Teori ini juga merupakan salah satu metode untuk menyelesaikan rangkaian komplek dengan cara bertahap melalui persamaan-persamaan loop, sesuai dengan jumlah loop-loop pada rangkaian, seperti ditunjukkan pada contoh rangkaian gambar 6.3.
Dengan menggunakan teori loop rangkaian pada gambar 6.3, dilakukan perhitungan secara bertahap melalui loop I, dilanjutkan dengan loop-loop lainnya yaitu :
loop I (gambar 6.3.b) dapat dinyatakan oleh persamaan berikut ini (R2 + R3)(I1 + I3) – R3(I2 – I3) = E1
loop II (gambar 6.3.c) dapat dinyatakan oleh persamaan berikut ini
R3(I2 – I3) + (R2 + R3)(I2 – I3) = E2
Dengan menyederhanakan kedua persamaan diatas atau dengan metode determinan, dan memperhatikan polaritas loop terhadap hasil perhitungan, melalui kirchoff arus (KCL), maka : I1, I2 dan I3 dapat dihasilkan.
6.3. Daftar Alat dan Komponen yang Digunakan
1. Catu daya 0 – 40 Volt/DC : 2 buah
2. Multimeter analog : 1 buah
3. Multimeter digital : 1 buah
4. Resistor 100 : 1 buah
5. Resistor 470 : 1 buah
6. Resistor 1 K : 1 buah
7. Papan rangkaian breadboard : 1 buah
8. Kawat penghubung rangkaian : 1 buah
6.4. Langkah Percobaan
Teori Loop
Susunlah rangkaian dengan benar seperti pada gambar 6.4 dibawah
Pastikan tegangan catu sesuai permintaan di dalam percobaan
Hitunglah arus I1, I2 dan I3 dengan teori loop, masukkan tabel
Ukurlah arus I1, I2 dan I3. Catat pada tabel
Gantilah R1, R2 dan R3 sesuai tabel 6.1, ulangi langkah 3 dan 4
Teori Superposisi
Buatlah rangkaian seperti 6.5
Hitunglah arus I1', I2' dan I3', masukkan tabel
Ukurlah arus I1', I2' dan I3'. Catat pada tabel
Gantilah R1, R2 dan R3 sesuai tabel 6.2, ulangi langkah 3 dan 4
Buatlah rangkaian seperti pada gambar 6.6
Hitunglah arus I1'', I2'' dan I3'', masukkan tabel
Ukurlah arus I1'', I2'' dan I3''. Catat pada tabel
Gantilah R1, R2 dan R3 sesuai tabel 6.2, ulangi langkah 3 dan 4
Hitunglah I1 = I1'+I2'', I2 = I2'+I3'', I3 = I3'+I3'', masukkan tabel
6.5. Hasil Percobaan
Tabel 6.1. Rangkaian Awal
R1 ( )
R2 ( )
R3 ( )
I1 (mA)
I2 (mA)
I3 (mA)
teori
praktek
teori
praktek
teori
Praktek
100
470
1 K
13,8 kanan
10,67
3,51 kanan
2,29
10,3 bawah
10,55
470
1 K
100
19,5 kanan
19,95
6,11 kiri
6,10
25,6 bawah
25,4
1 K
100
470
4,2 kanan
4,45
11,7 kiri
11,45
15,9 bawah
13,3
Tabel 6.2 E1 aktif (sumber: 11,67 V)
R1 ( )
R2 ( )
R3 ( )
I1 (mA)
I2 (mA)
I3 (mA)
Teori
Praktek
teori
praktek
teori
Praktek
100
470
1 K
27,7 kanan
27,7
18,67 kanan
18,6
8,91 bawah
8,8
470
1 K
100
20,9 kanan
20,7
1,9 kanan
1,8
19 bawah
18,5
1 K
100
470
10,8 kanan
10,53
8,91 kanan
8,93
1,9 bawah
1,88
Tabel 6.3 E2 aktif (sumber: 8,67 V)
R1 ( )
R2 ( )
R3 ( )
I1 (mA)
I2 (mA)
I3 (mA)
teori
praktek
teori
praktek
teori
Praktek
100
470
1 K
14,1 kiri
15,3
15,5 kiri
14,02
1,41 bawah
1,38
470
1 K
100
1,41 kiri
1,37
8,01 kiri
6,62
6,61 bawah
5,65
1 K
100
470
6,6 kiri
6,61
20,7 kiri
20,22
14,1 bawah
15,18
Tabel 6.4 E1 dan E2 aktif
R1 ( )
R2 ( )
R3 ( )
I1 (A)
I2 (A)
I3 (A)
teori
praktek
teori
praktek
teori
Praktek
100
470
1 K
13,7
12,4
3,17
4,58
10,32
10,18
470
1 K
100
19,49
19,33
7,11
4,82
25,6
24,15
1 K
100
470
4,2
3,92
11,79
11,29
16
17,06
6.6. Pembahasan
6.7. Pertanyaan
1. Bandingkan hasil pengukuran dari percobaan loop terhadap hasil perhitungan teori loop !
2. Bandingkan hasil pengukuran dari percobaan teori superposisi terhadap hasil perhitungan teori superposisi !
3. Digunakan dimanakah analisis teori superposisi dan teori loop tersebut ?
4. Bandingkan analisis dari kedua teori diatas !
6.8. Jawaban Pertanyaan
6.9. Kesimpulan
