Prak1 Resonansi Seri

Praktikum Rangkaian Listrik 2

[Percobaan I Rangkaian Resonansi Seri ]

PERCOBAAN I RANGKAIAN RESONANSI SERI A. Tujuan :

Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa dapat : • Menentukan frekuensi resonansi dari rangkaian resonansi paralel dengan komponen yang telah ditentukan. • Menghitung faktor kwalitas dari rangkaian resonansi paralel. • Menentukan nilai L dan C pada rangkaian resonansi paralel dalam range frekuensi resonansi 1 KHz s/d 3 KHz. 

I

Atur E = 1 Volt Konstan (dari FG) Ukur VR untuk setiap setiap perubahan perubahan f dari 100 Hz s/d 3 kHz, dengan dengan step 100 Hz. Catat hasil pengukuran pada tabel. Hitung I = VR / R, kemudian plot karakteristik resonansi paralel seperti pada gambar disamping. Dari kurva, maka dapat ditentukan frekuensi resonansinya. resonansinya. Catat nilai f r dari gambar tsb.



Imax



I Max

2



B = f 2 − f 1

f 1

f r

f 2

f

S = Q = f 2 / B

Kurva Karakteristik Resonansi Seri

f r =

B. Rangkaian Percobaan :

No.

I

R=100 Ω

FG L=50 mH 1 Volt (konstan)

Program Studi Mekatronika

2π LC

Tabel data pengukuran

1. Pengukuran Arus

∼

1

C=0,5µ C=0,5µF

VR

1. 2. 3. . . . . . . . .

F (kHz) 0.1 0.2 0.3 0.4 . . . . . . . 5

VR (mV)

I=VR /R (mA)

halaman 1


[Percobaan I Rangkaian Resonansi Seri ] 2. Pengukuran Faktor Kwalitas (Q) I

R=100 Ω

FG VL

∼ 1 Volt (konstan)

VC

C. Tabel Data Pengukuran No

f (kHz)

1.

1

2.

2

3.

3

4.

4

5.

5

VL(mV)

VC (mV)

L (mH)

C (µF)

Q

D. Tugas sebagai analisa data :

1. Dari percobaan (1) hitung f r secara teoritis, kemudian bandingkan dengan f r dari hasil pengukuran. 2. Dari percobaan (2) hitung Q secara teoritis, kemudian bandingkan dengan hasil percobaan. Jika ada perbedaan hitung prosentase kesalahan menggunakan rumus sbb : error (%) =

Qteori − Q praktek Qteori

x100%

3. Beri penjelasan secara ilmiah apa penyebab terjadinya kesalahan data dalam pengukuran.


halaman 2



Dasar Teori Resonansi Apabila pada suatu rangkaian listrik R-L-C, frekuensi tegangan AC diubah-ubah, maka Z akan berubah. Dan, apada suatu frekuensi tertentu akan terjadi resonansi dimana komponen kapasitansi akan saling menghapuskan dengan komponen induktifnya (jXL=jXC). Dan, rangkaian akan bersifat sebagai tahanan murni. Frekuensi tersebut dinamakan frekuensi resonansi. Ada dua jenis rangkaian resonansi yang akan dibahas , yaitu resonansi seri yang bersal dari rangkaian seri RLC dan resonansi paralel yang berasal dari rangkaian paralel RLC. Gambar 1. rangkaian resonansi seri

Perhatikan gambar 1., yaitu rangkaian seri RLC dan impedansi Z(j ω): (1) (2) Frekuensi resonansi akan terjadi, apabila komponen kapasitif salig menghapuskan dengan komponen induktifnya (ωL=1/ ωC), dan rangkaian akan bersifat sebagai tahanan murni (Z=R) Frekuensi resonansi = ω0, maka: (3) Jika, ω0 = 2.π.f 0, maka: (4) Selanjutnya, dibahas menegenai faktor kualitas (Q) dari rangkaian seri RLC, yatu : • Pada frekuensi resonansi : • Tegangan pada induktor : • Tegangan pada kapasitor : Karena : • Definisi dari faktor kualitas : Penjelasan Faktor resonansi Kondisi resonansi adalaha dimana nilai E R=IR.R=E, atau seperti penurunan rumus dibawah ini : (5) (6) Faktor kualitas adalah nilai yang menentukkan besarnya pengalian tegangan sumber terhadap tegangan pada masing-masing L dan C. (7) (8) Faktor kualitas suatu rangkaian resonansi seri didefinisikan sebagai rasio antara tegangan induktif dengan tegangan resistif. (9) (10)


halaman 3



Dari rumus diatas tampak bahwa semakin tinggi Q dari suatu rangkaian menghasilkan selektivitas yang baik. Selektifitas biasa dinyatakan dengan bandwith -3DB. Impedansi seri untuk rangkaian diatas dalam Q adalah : (11) Beberapa definisi yang perlu diketahui : 1. Resonansi Adalah sustu kondisi dimana komponen reaktansi dari suatu impedansi berharga nol pada frekuensi tertentu (fr). 2. Bandwith / Lebar pita Perbedaan antara frekuensi atas dan frekuensi bawah, respon amplitudo -3dB dibawah respon passband. Sehingga yang diloloskan hanya antara f1 dan f2. Diluar frekuensi tersebut akan diredam secara signifikan. 3. Faktor kualitas (Q) Parameter untuk mengukur tingkat selektifitas rangkaian, yang dirumuskan dengan : (12) 4. Faktor bentuk atau shape factor (SF) Perbandingan BW 60 dB terhadap BW 3 dB pada rangkaian resonator, dengan rumus : (13) 5. Ultimate Attenuation Yaitu redaman minimum akhir yang diinginkan atau dikehendaki rangkaian resonansi diluar passband. 6. Ripple Ukuran dari kerataan passband rangkaian rangkaian resonansi yang dinyatakan dalam dB. 7. Tuning Pengaturan harga L dan C agar dapat beresonansi pada frekuensi kerjanya. Kurva Arus Resonansi Seri Gambar 2. Kurva arus pada rangkaian resonansi seri


halaman 4

Prak1 Resonansi Seri

Recommend Documents