16
Praktikum Dasar Teknik Elektro
MODUL V RANGKAIAN PEMBAGI TEGANGAN DENGAN BEBAN A.
Tujuan
Tujuan pembuatan laporan Pembagi Tegangan Tanpa Beban ini antara lain sebagai berikut : 1. Menjelaskan karakteristik pembagi tegangan dengan beban, 2. Menghitung nilai pembagi tegangan dengan beban secara teori, 3. Mengukur nilai pembagi tegangan dengan beban secara praktek,
B.
Teori Dasar
Rangkaian pembagi tegangan menggunakan dasar rangkaian pembagi tegangan tanpa beban, yang dihubungkan dengan sebuah beban secara paralel pada R2, maka menjadi suatu pembagi tegangan dengan beban, dan merupakan suatu rangkaian campuran, yang ditunjukkan dalam Gambar 5.1.
I R
1
U
I
I I
q b
q
R
2
I
b
U
b
R
b
A ru s k o m p o n en q u ad rat A ru s b eb an
Gambar 5.1 Pembagi tegangan dengan beban Tegangan jatuh pada beban terletak pada resistor paralel R2,b. Tegangan total U berpengaruh pada resistor total R1 + R2,b. Pembagi tegangan dengan beban menggunakan rumus, sebagai berikut: R2,b Ub U R1 + R2,b
Program Studi Teknik Elektro Untidar
17
Praktikum Dasar Teknik Elektro
Nilai resistor ekivalen R2 dan Rb paralel: R2,b
R2 Rb R2 + Rb
R2,b = resistor paralel dalam ,
Dengan:
R1 = resistor bagian dalam , U = tegangan total dalam V, Ub = tegangan beban dalam V. Contoh: Hitung tegangan Ub sebagai pembagi tegangan, sebagai berikut: a) Dengan resistor beban, b) Tanpa resistor beban, I R 1=20k
I
U = 14 0 V
Iq
R 2= 40k
U
b
R b= 1 0 k
b
Gambar 4.2 Rangkaian pembagi tegangan dengan beban Solusi: a. Berdasarkan rumus pembagi tegangan dengan beban menjadi: Ub = U
R 2,b R1 + R 2,b
:
Ub =
Nilai resistor paralel:
Program Studi Teknik Elektro Untidar
140 V 8000 28 000
40 V
18
Praktikum Dasar Teknik Elektro R 2,b =
R 2 Rb R 2 + Rb
:
R 2,b =
40 k 10 k 40 k 10 k
400 (k) 2 50 k
8 k
Nilai resistor total: R total = 20 k + 8 k 28 k
R total = R1 + R 2,b :
b. Berdasarkan rumus pembagi tegangan (tanpa beban): U b' = U
R2 : R1 + R2
U b' =
140 V 40 000 93,3 V 60 000
Berdasarkan hasil perhitungan tersebut, menunjukkan bahwa pembagi tegangan dengan beban, hasil tegangan keluaran berkurang sangat besar. Hal tersebut disebabkan karena arus melalui resistor beban maka nilai resistor total rangkaian mengecil, sehingga penyerapan arus meningkat dan tegangan jatuh pada resistor R1 lebih besar, hal tersebut menyebabkan tegangan Ub menjadi lebih kecil. Untuk memperkecil perbedaan tegangan pada rangkaian pembagi tegangan tanpa beban ke rangkaian pembagi tegangan dengan beban, maka resistor beban terpasang harus lebih besar dari resistor total pembagi tegangan. Namun terdapat sesuatu yang harus diperhatikan, yaitu resistor pembagi tegangan jangan sampai menjadi terlalu kecil, sehingga menyebabkan arus Iq mengalir sangat besar dan terjadi kerugian yang besar. Rangkaian pembagi tegangan dengan digunakan untuk pembangkit tegangan yang tetap dan untuk mempertahankan arus yang melalui beban dalam keadaan tetap kecil dalam suatu rangkaian.
Daftar Alat
C.
Sumber tegangan DC
Tahanan (R1=100Ω, R2=470Ω, R3= 820Ω)
Potensiometer
Multimeter
Papan percobaan
Kabel penghubung
Program Studi Teknik Elektro Untidar
19
Praktikum Dasar Teknik Elektro
D.
LANGKAH KERJA
1. Menggunakan Resistor yang diubah-ubah: a. Membuat rangkaian seperti gambar berikut:
b. Multimeter dihubungkan pada ujung-ujung potensiometer untuk mendapatkan nilai tahanan pada Rseri, nilai yang terbaca dicatat dalam Tabel 5.1. c. Voltmeter dihubungkan pada V1 untuk mengukur tegangan pada R1 dan voltmeter dihubungkan pada V2 untuk mengukur tegangan pada R2 berbeban. d. Ganti Rbeban sesuai nilai tabel praktikum. e. Potensiometer diputar pada posisi yang berbeda. f. Hasil praktikum dicatat dalam Tabel 5.1. g. Langkah-langkah tersebut diulangi untuk nilai tegangan sumber yang berbeda sehingga mahasiswa mendapatkan nilai perbandingan. Hasil praktikum dicatat dalam Tabel 5.2. E. DATA PERCOBAAN Dengan tegangan sumber (Vs) = V Program Studi Teknik Elektro Untidar
20
Praktikum Dasar Teknik Elektro Tabel 5.1 Hasil perhitungan rangkaian pembagi tegangan dengan beban Rpotensiometer ()
Posisi
Vs
Potensio
(Volt)
meter Rmin =
Rmax =
Rtotal =
R1 (pot) ()
R2(pot) ()
Rbeban
Rbeban
Rbeban
(100 )
(470 )
(820 )
V1 (V)
1
1k
3.5k
2
2k
2.5k
3
3k
1.5k
4
4k
0.5k
5
4.3k
0.2k
V2(V)
V1(V)
V2(V)
V1(V)
V2(V)
Tabel 5.2 Hasil pengukuran rangkaian pembagi tegangan dengan beban Rpotensiometer ()
Posisi
Vs
Potensio
(Volt)
meter Rmin =
R1 (pot) ()
1
3 4
Rtotal =
Rbeban
Rbeban
Rbeban
(100 )
(470 )
(820)
V1 (V)
2 Rmax =
R2(pot) ()
5
F. Analisa Percobaan a) Perhitungan. Pada posisi .......Ω : R2b =
R 2∗Rb R 2+ Rb
V2 =
R2b R 1+ R 2 b
xV
V1 =
R1 R 1+ R 2 b
xV
b) Grafik hasil percobaan
Program Studi Teknik Elektro Untidar
V2(V)
V1(V)
V2(V)
V1(V)
V2(V)
21
Praktikum Dasar Teknik Elektro G. Kesimpulan
Program Studi Teknik Elektro Untidar
