Rangkaian Setara Thevenin Dan Norton

RANGKAIAN SETARA THEVENIN DAN NORTON Ayunita Alfiani *), Sari Wahyuni, Yola Ivonny Harianto Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi 2016

LATAR BELAKANG Di zaman modern ini alat elektronika sudah menjadi sesuatu yang sangat penting bagi setiap orang. Di sekeliling kita dalam kehidupan sehari-hari kita sering menjumpai barangbarang elekronik. Barang elektronik tersusun atas rangkaian elektronika yang dimana dapat menghantarkan arus listrik, mempunyai tegangan, serta hambatan, hal inilah yang bekerja dalam suatu rangkaian suatu barang elektronik sehingga barang tersebut dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Dalam elektronika terdapat berbagai macam rangkaian elektronika dari rangkaian yang paling sederhana hingga rangkaian yang sangat kompleks, dimana pada masing-masing rangkaian tersebut memiliki fungsi dan kegunaannya masing-masing. Rangkaian elektronika ini dasarnya adalah rangkaian yang sederhana hingga menjadi rangkaian yang kompleks. Rangkaian elektronika yang kompleks merupakan rangkaian elektronika yang sulit untuk dilakukan pengukuran terhadap rangkaian tersebut karena rangkaiannya yang rumit. Selain itu, untuk mampu melakukan pengukuran atau mengubah rangakaian tersebut menjadi rangkaian yang sederhana membutuhkan analisis dan penerapan beberapa teori untuk bisa menyelesaikan pengukuran pada rangkaian tersebut. Untuk sebuah perangkat elektronika yang menggunakan rangkaian sederhana yang dapat dengan mudah dilakukan analisis serta pengukuran besaran-besarannya, namun jika perangkat tersebut menggunakan rangkaian yang rumit maka akan sangat sulit untuk melakukan analisis maupun pengukuran terhadap rangkaiannya secara langsung. Para ilmuan mencari suatu strategi yang nantinya akan dapat digunakan untuk menganalisis rangkaian elektronika yang rumit hanya dengan menggunakan metode yang cukup sederhana. Strategi yang umum digunakan dalam meganalisis rangkaian listrik adalah melakukan penyederhanaan rangkaian seminimal mungkin. Dalam hal ini, bagaimana caranya agar mendapatkan sub rangkaian paling sederhana dimana paling sedikit elemennya tanpa mengubah besar arus dan tegangan diluar rangkaian. Rangkaian sederhana dengan hasil pengukuran yang sama dengan rangkaian aslinya tersebut disebut sebagai rangkaian setara. Dalam hal rangkaian setara dikenal rangkaian setara thevenin dan norton. Rangkaian setara thevenin merupakan rangkaian setara dengan hambatan yang disusun seri dengan sumber tegangan. Sedangkan rangkaian setara norton merupakan rangkaian setara dengan hambatan yang disusun paralel dengan sumber arus. Dengan rangkaian setara tersebut kita dapat melakukan pengukuran pada keluaran suatu rangkaian kompleks. Hal tersebutlah yang menjadi dasar untuk melakukan percobaan ini, dimana tujuan dari pelaksanaan percobaan ini adalah agar mahasiswa dapat melakukan pengukuran tegangan thevenin, hambatan thevenin, dan arus norton dari rangkaian-rangkaian sederhana dan menyelidiki pengaruh beban terhadap tegangan dan kuat arus output rangkaian elektronik dengan menggunakan teorema thevenin dan norton. Oleh karena itu percobaan kali ini diberi judul rangkaian setara thevenin dan norton. TUJUAN PERCOBAAN

Mahasiswa diharapkan dapat : 1. Melakukan pengukuran tegangan Thevenin, hambatan Thevenin dan arus Norton dari rangkaian-rangkaian sederhana. 2. Menyelidiki pengaruh beban terhadap tegangan dan kuat arus output rangkaian elektronik dengan menggunakan teorema Thevenin dan Norton. KAJIAN TEORI Pengertian hambatan setara tidak hanya digunakan untuk dua hambatan paralel saja, akan tetapi untuk segala macam hubungan antara beberapa buah hambatan. Dalam hal suatu rangkaian listrik yang mengandung sumber tegangan atau sumber arus, atau keduakeduanya, serta mengandung hambatan, kapasitor, dioda, transistor, transformator, dan sebagainya, kita dapat menggunakan pengertian rangkaian setara, untuk mempermudah membahas perilaku rangkaian dalam hubungannya dengan beban atau rangkaian lain (Sutrisno, 1986: 50). Teorema Thevenin Terkadang seseorang membuat suatu terobosan dalam bidang sains dan teknik dan membawa kita menuju sesuatu yang baru. Seorang Insinyur Perancis, ML.Thevenin, membuat suatu loncatan saat dia menemukan teorema yang diberi nama teorema Thevenin (Bakri, 2015: 41). Tegangan Thevenin

V TH , didefinisikan sebagai tegangan yang melewati terminal

beban saat hambatan beban terbuka. Karena ini, tegangan Thevenin terkadang disebut dengan tegangan rangkaian terbuka. Definisinya:

V TH =V OC

(1.1)

Hambatan Thevenin didefinisikan sebagai hambatan yang diukur antar terminal beban saat seluruh sumber dibuat nol (dihubungsingkat) dan hambatan beban terbuka. Definisinya:

RTH =R OC

(1.2)

Menurunkan sumber tegangan nol memiliki arti yang berbeda antara sumber tegangan dan sumber arus. Ketika kita menurunkan sumber tegangan menjadi nol, secara efektif kita menghubungsingkat sumber karena hal tesebut merupakan satu-satunya cara untuk menjamin tegangan nol ketika arus melewati sumber tegangan. Ketika kita menurunkan sumber arus menjadi nol, secara efektif kita membuka sumber hal tersebut merupakan satusatunya cara untuk menjamin arus nol ketika ada tegangan pada sumber arus, secara singkat : 1. Untuk membuat sumber tegangan menjadi nol, hubung singkat sumber. 2. Untuk membuat sumber arus menjadi nol, buka sumber. (Bakri, 2015:41-42) Gambar 1.1 memperlihatkan sebuah kotak hitam (black box) yang mengandung rangkaian dengan sumber searah (DC) dan hambatan linier (hambatan yang tidak berubah dengan naiknya tegangan). (Tim penyusun, 2016). a Rangkaian dengan sumber DC dan Tahanan Linier

(a)

+ VTH _

RTH

b (b)

a b

RL

Gambar 1.1. (a) kotak hitam yang mengandung rangkaian linier di dalamnya, (b) rangkaian setara Thevenin. Thevenin dapat membuktikan bahwa betapapun rumitnya suatu rangkaian dalam kotak hitam spseti pada gambar 1.1 (a) rangkaian tersebut akan menghasilkan arus beban yang sama dengan rangkaian sederhana pada gambar 1.1 (b). Penurunan :

I L=

V TH R TH + R L

Teorema Thevenin merupakan alat bantu aplikatif dalam dunia elektronika. Teorema ini tidak hanya menyederhanakan perhitungan, tetapi juga memungkinkan kita untuk menjelaskan operasi rangkaian yang tidak mampu dijelaskan hanya dengan menggunakan persamaan Kirchhoff. (Tim penyusun, 2016). Teorema Norton Arus Norton, IN, didefinisikan sebagai arus beban saat hambatan beban dihubung singkat. Karena ini, arus Norton terkadang disebut juga dengan arus hubung singkat (Short – Circuit Current, ISC). Sebagai definisi : Arus Norton : IN = ISC (1. 3) Hambatan Norton, RN, adalah hambatan yang diukur oleh ohmmeter pada terminal beban saat seluruh sumber diturunkan menjadi nol dan hambatan beban dibuka (dilepas). Sebagai definisi Hambatan Norton : RN = ROC (1.4) Karena hambatan Thevenin dan hambatan Norton memiliki definisi yang sama, maka dapat dituliskan : RN = RTH (1.5) Penurunan ini menunjukan bahwa hambatan Thevenin sama dengan hambatan Norton. Gambar 1.2 memperlihatkan sebuah kotak hitam (Black Box) yang mengandung rangkaian apa saja dengan sumber searah dan hambatan linier. a

a

Rangkaian dengan sumber DC dan Tahanan Linier

RL

IN

RN

RL

b

b (a) (b) Gambar 1.2. (a) kotak hitam yang mengandung rangkaian linier di dalamnya, (b) rangkaian setara Norton. Norton membuktikan bahwa rangkaian dalam kotak hitam pada seperti pada Gambar 1.2 (a) di atas akan menghasilkan tegangan beban yang sama dengan rangkaian sederhana Gambar 1.2 (b). Sebagai penurunan, theorema Norton terlihat sebagai berikut. VL = IN (RN | | RL) (1.6) a (Tim penyusun, 2016) Dengan kata lain, tegangan beban sama dengan arus Norton dikalikan dengan hambatan Rangkaian dengan sumber DC dan Tahanan Linier Norton yang parallel dengan hambatan beban.

(a)

b

Sebelumnya kita definisikan hambatan Norton setara dengan hambatan Thevenin. Tetapi perhatikan perbedaan posisi hambatan : hambatan Thevenin selalu seri dengan sumber tegangan, sedangkan hambatan Norton selalu parallel dengan sumber arus. Teorema Norton dapat diturunkan dari prinsip dualitas. Prinsip ini menyatakan bahwa untuk suatu theorema dalam analisis rangkaian elektris ada teorema rangkap (berlawanan) dimana satu besaran akan menggantikan besaran yang lain (Bakri, 2015: 47). METODE PERCOBAAN Alat dan Bahan Pada percobaan rangkaian setara Thevenin-Norton ini, alat dan bahan yang digunakan adalah: 1. Resistor 3 buah 2. Potensiometer 1 buah 3. Power supply 0-12 V dc 1 buah 4. Voltmeter 0-10 V dc, 1 buah 5. Amperemeter 0-1 A dc, 1 buah 6. Papan kit 1 buah 7. Kabel penghubung Identifikasi Variabel Kegiatan 1. Hubungan antara tegangan sumber terhadap tegangan thevenin dan arus norton. 1. Variabel manipulasi: Tegangan sumber / Vs (volt) 2. Variabel respon : Tegangan Thevenin / Voc (volt) dan arus Norton / IN (mA) 3. Variabel kontrol : Resistansi resistor / R (ohm) Kegiatan 2. Hubungan antara tegangan output dengan arus beban.. 1. Variabel manipulasi : Tegangan output / Vo (volt) 2. Variabel respon : Arus beban / IL (mA) 3. Variabel kontrol : Tegangan sumber / Vs (volt) dan resistansi resistor / R (ohm) Definisi Operasional Variabel Kegiatan 1. Hubungan antara tegangan sumber terhadap tegangan thevenin dan arus norton. 1. Tegangan sumber (Vs) adalah tegangan yang berasal dari power supply yang terbaca pada pada multimeter digital dimana besarnya mulai 2 V sampai 10 V dan satuannya adalah volt. 2. Tegangan Thevenin (Voc) adalahtegangan yang melewati resistor dan tegangan yang diukur pada saat hambatan beban dibuka yang terbaca pada multimeter digital yang satuannya adalah volt. 3. Arus Norton adalah arus yang meleawati terminal pada saat hambatan beban dibuka dan dihubung singkat serta diukur dengan menggunakan multimeter digital dengan satuan mA. 4. Resistansi resistor adalah nilai dari resistor yang digunakan sebagai penghambat berdasarkan spesifikasi dari cincin warna yang tertera pada resistor dengan satuan ohm. Kegiatan 2. Hubungan antara tegangan output dengan arus beban.. 1. Tegangan output adalah tegangan yang diukur pada saat potensiometer mengalami perubahan untuk mencapai tegangan maksimum dengan satuan volt

2. Arus beban adalah besarnya arus yang terukur melewati beban ketika potensiometer mengalami perubahan diukur dengan menggunakan multimeter digital dengan satuan mA. 3. Tegangan sumber (Vs) adalah tegangan yang berasal dari power supply yang terbaca pada pada multimeter digital dan satuannya adalah volt. 4. Resistansi resistor adalah nilai dari resistor yang digunakan sebagai penghambat berdasarkan spesifikasi dari cincin warna yang tertera pada resistor dengan satuan ohm. Prosedur Kerja Adapun prosedur kerja pada percobaan rangkaian setara Theveni-Norton adalah 1. Mencatat spesifikasi masing-masing komponen yang digunakan, 2. Kemudian dibuat rangkaian seperti gambar berikut di atas papan kit (resistor dipilih sedemikian rupa sehingga nilai R 1, R2 dan R3 tidak terlalu jauh perbedaannya untuk menghindari disipasi daya berlebih).

3. Setelah itu, tegangan sumber Vs diatur sebesar 2 V lalu diukur tegangan rangkaian buka (Voc) antara titik A dan B (tanpa beban R L) dan arus dihubung singkat (Isc) dengan multimeter digital melintasi A-B (Voc dan Isc tidak diukur bersamaan). 4. Diukur pula besar resistansi total rangkaian dengan melepas power supply (rangkaian dihubung singkat pada posisi sumber dan tanpa beban). 5. Kemudian dicatat hasilnya pada tabel hasil pengamatan dan langkah tersebut diulangi dengan memanipulasi tegangan sumbernya (4 V, 6 V, 8V dan 10 V). 6. Selanjutnya dipasang beban RL pada keluaran rangkaian seperti pada gambar berikut:

7. Kemudian, diatur potensiometer pada posisi minimum dan diukur tegangan keluaran (Vo) dan arus beban (IL). 8. Dilanjutkan dengan mengubah nilai RL hingga maksimum danhasilnya dicatat pada tabel hasil pengamatan. HASIL DAN ANALISIS Hasil Pengamatan R1 =

|1,800 ±5 | k Ω

|2,200 ±5 | k Ω R3 = |3,900 ±5 | k Ω R2 =

RTH = 1,58 k Ω Kegiatan 1 Tabel 1. Hubungan antara tegangan sumber terhadap tegangan thevenin dan arus norton. No Vs (volt) Voc (volt) IN (mA) 1.

|2,00 ± 0,01|

|0,5 ± 0,01|

|0,30 ± 0,01|

2.

|4,00 ± 0,01|

|1,05 ±0,01|

|0,64 ± 0,01|

3.

|6,00 ± 0,01|

|1,61 ±0,01|

|1,01 ±0,01|

4.

|8,00 ± 0,01|

|2,16 ± 0,01|

|1,34 ± 0,01|

5. 6.

|10,00 ±0,01|

|2,72 ±0,01|

|1,70 ± 0,01|

|12,00 ±0,01|

|3,29 ±0,01|

|2,06 ± 0,01|

Kegiatan 2 Vs = 12 volt Tabel 2. Hubungan antara tegangan output dengan arus beban. No. Vo (volt) IL (mA) 1.

|1,26 ± 0,01|

|1,27 ± 0,01|

2.

|1,83 ±0,01|

|0,92 ±0,01|

3.

|2,16 ± 0,01|

|0,71 ±0,01|

4.

|2,35 ± 0,01|

|0,58 ± 0,01|

5.

|2,49 ± 0,01|

|0,49 ± 0,01|

6. 7. 8. 9.

|2,51 ±0,01|

|0,41 ±0,01|

|2,57 ± 0,01|

|0,36 ± 0,01|

|2,63 ± 0,01|

|0,32 ±0,01|

|2,70 ± 0,01|

|0,29 ± 0,01|

Analisis Data Secara teori RTh = R3 + R1 // R2 RTh = 22 × 10

2

Ω +

(

R1× R2 R 1 + R2

)

Ω +

RTh = 22 × 102

( 56 ×102 Ω ) ×(33× 102 Ω)

(

(56 ×10 Ω)+(33 × 10 Ω)

(

1848× 104 Ω2 2 89 ×10 Ω

2

2

RTh = 22 × 102

Ω +

RTh = 22 × 102

Ω + 20,76 × 102 Ω

)

Ω

RTh = 42,76 × 102 RTh = 4,276 k Ω Secara praktikum

Ω

RTh = 42,5 × 102 RTh = 4,25 k Ω %diff =

%diff =

%diff =

%diff =

%diff =

|

R Th RTh

−RTh

praktikum

|

teori

rata −rata

|(

× 100 %

4,25 k Ω−4,276 k Ω R Th +R

|( |(

praktikum

Thteori

2

)

|

−0,026 k Ω 4,25 k Ω+ 4,276 k Ω 2

−0,026 k Ω 8,526 k Ω 2

)

|

× 100 %

%diff = 0,006099 × 100 % %diff = 0,61 % 1. Data 1 Untuk Vs = 2 V a. Tegangan thevenin Secara teori

R2 R 1+ R 2

|

× 100 %

kΩ |−0,026 4,263 k Ω |

VTh =

)

× 100 %

× Vs

× 100 %

)

2

VTh =

33 ×10 Ω 56 × 102 Ω+(33 ×102 Ω)

VTh =

33 × 10 Ω 2 89× 10 Ω

×2V

2

×2V

VTh = 0,3708 × 2 V VTh = 0,74 V Secara praktikum VTh = 0,668 V %diff =

%diff =

%diff =

%diff =

%diff =

|

V Th RTh

praktikum

−V Th

teori

rata −rata

|(

|

× 100 %

0,668V −0,74 V V Th +V praktikum

Thteori

2

)

|

× 100 %

|( )| |( )| −0,072V 0,668 V +0,74 V 2

−0,072V 1,408V 2

× 100 %

V |−0,072 0,704 V |

× 100 %

%diff = 0,1023 × 100 % %diff = 10,23 % b. Arus norton Secara teori IN =

V Th RTh

IN =

0,74 V 4,276 k Ω

IN = 0,17 mA Secara praktikum IN = 0,15 mA %diff =

|

IN IN

−I N

praktikum

rata −rata

teori

|

× 100 %

× 100 %

%diff =

%diff =

%diff =

%diff =

|(

0,15 mA−0,17 mA IN +I praktikum

N teori

2

)

|

× 100 %

|( )| |( )| −0,02mA 0,15 mA +0,17 mA 2

−0,02 mA 0,32 mA 2

× 100 %

× 100 %

mA |−0,02 0,16 mA |

× 100 %

%diff = 0,125 × 100 % %diff = 12,5 % 2. Data 2 Untuk Vs = 4 V a. Tegangan thevenin Secara teori VTh =

R2 R 1+ R 2

VTh =

33 ×102 Ω 56 × 102 Ω+(33 ×102 Ω)

VTh =

33 × 102 Ω 89× 102 Ω

× Vs

×4V

×4V


%diff =

%diff =

|

V Th RTh

praktikum

−V Th

rata −rata

|(

teori

|

× 100 %

1,462V −1,48V V Th +V

|(

praktikum

2

Thteori

)

|

−0,018 V 1,462V +1,48 V 2

)

× 100 %

|

× 100 %

%diff =

%diff =

|( )| −0,018V 2,942V 2

V |−0,018 1,471V |

× 100 %

× 100 %


V Th RTh

IN =

1,48 V 4,276 k Ω


%diff =

%diff =

%diff =

%diff =

|

IN IN

−I N

praktikum

|(

teori

rata −rata

|


2

N teori

)

|

|( )| |( )| −0,02 mA 0,33 mA +0,35 mA 2

−0,02 mA 0,68 mA 2

mA |−0,02 0,36 mA |

%diff = 0,0556 × 100 % %diff = 5,56 % 3. Data 3 Untuk Vs = 6 V a. Tegangan thevenin Secara teori VTh =

× 100 %

R2 R 1+ R 2

× Vs

× 100 %

× 100 %

× 100 %

× 100 %

2

VTh =

33 ×10 Ω 56 × 102 Ω+(33 ×102 Ω)

VTh =

33 × 10 Ω 2 89× 10 Ω

×6V

2

×6V


%diff =

%diff =

%diff =

%diff =

|

V Th RTh

praktikum

−V Th

teori

rata −rata

|(

|

× 100 %

2,163V −2,22V V Th +V praktikum

Thteori

2

)

|

× 100 %

|( )| |( )| −0,057 V 2,163 V + 2,22V 2

−0,057 V 4,383 V 2

× 100 %

V |−0,057 2,1915V |

× 100 %


V Th RTh

IN =

2,22V 4,276 k Ω


|

IN IN

−I N

praktikum

rata −rata

teori

|

× 100 %

× 100 %

%diff =

%diff =

%diff =

%diff =

|(

0,51mA −0,52 mA IN +I praktikum

N teori

2

)

|

× 100 %

|( )| |( )| −0,01 mA 0,51 mA +0,52 mA 2

−0,01 mA 1,03 mA 2

× 100 %

× 100 %

mA |−0,01 0,515mA |

× 100 %

%diff = 0,0194 × 100 % %diff = 1,94 %

4. Data 4 Untuk Vs = 8 V a. Tegangan thevenin Secara teori VTh =

R2 R 1+ R 2

VTh =

33 ×102 Ω 56 × 102 Ω+(33 ×102 Ω)

VTh =

33 × 102 Ω 89× 102 Ω

× Vs

×8V

×8V


%diff =

|

V Th RTh

praktikum

−V Th

rata −rata

|(

teori

|

× 100 %

2,933V −2,97 V V Th +V praktikum

2

Thteori

)

|

× 100 %

%diff =

%diff =

%diff =

|( )| |( )| −0,037 V 2,933 V + 2,97 V 2

−0,037V 5,903V 2

× 100 %

× 100 %

V |−0,037 2,9515V |

× 100 %


V Th RTh

IN =

2,97 V 4,276 k Ω


%diff =

%diff =

%diff =

%diff =

|

IN IN

−I N

praktikum

|(

teori

rata −rata

|

× 100 %


2

N teori

)

|

|( )| |( )| −0,01 mA 0,68 mA +0,69 mA 2

−0,01 mA 1,37 mA 2

mA |−0,01 0,685mA |

%diff = 0,0146 × 100 % %diff = 1,46 % 5. Data 5 Untuk Vs = 10 V a. Tegangan thevenin

× 100 %

× 100 %

× 100 %

× 100 %

Secara teori VTh =

R2 R 1+ R 2

VTh =

33 ×102 Ω 56 × 102 Ω+(33 ×102 Ω)

VTh =

33 × 102 Ω 89× 102 Ω

× Vs

× 10 V

× 10 V


%diff =

%diff =

%diff =

%diff =

|

V Th RTh

praktikum

−V Th

teori

rata −rata

|(

|

× 100 %

3,671V −3,71V V Th +V praktikum

2

Thteori

)

|

× 100 %

|( )| |( )| −0,039 V 3,671V +3,71 V 2

−0,039V 7,381V 2

V |−0,039 3,6905V |


V Th RTh

IN =

3,71V 4,276 k Ω

IN = 0,87 mA Secara praktikum IN = 0,84 mA

× 100 %

× 100 %

× 100 %

%diff =

%diff =

%diff =

%diff =

%diff =

|

IN IN

−I N

praktikum

|(

teori

rata −rata

|

× 100 %

0,84 mA −0,87 mA IN +I praktikum

2

N teori

)

|

|( )| |( )| −0,03 mA 0,84 mA + 0,87 mA 2

−0,03 mA 1,71 mA 2

mA |−0,03 0,855mA |

%diff = 0,0351 × 100 % %diff = 3,51 %

× 100 %

× 100 %

× 100 %

× 100 %

A. Grafik (Di file yang satu yang di print, jangan yang ini nah !!!) Catatan: Hanya untuk grafik ji.

Analisis Grafik Secara grafik RL = m

RL = 3,474 k Ω Secara teori RTh = R3 + R1 // R2

(

R1× R2 R 1 + R2

Ω +

(

( 56 ×102 Ω ) ×(33× 102 Ω) (56 ×10 2 Ω)+(33 × 102 Ω)

Ω +

(

1848× 10 Ω 2 89 ×10 Ω

RTh = 22 × 102

Ω +

RTh = 22 × 10

2

RTh = 22 × 10

2

) 4

2

)

Ω + 20,76 × 102 Ω

RTh = 22 × 102

Ω

RTh = 42,76 × 102 RTh = 4,276 k Ω Secara praktikum

Ω

RTh = 42,5 × 102 RTh = 4,25 k Ω %diff =

%diff =

%diff =

|

R Th −R R Th

|

4,276 k Ω−3,474 k Ω RTh +R

teori

Lgrafik

rata−rata

|(

(

| teori

2

× 100 %

Lgrafik

)

|

0,802 k Ω 4,276 k Ω+3,474 k Ω 2

× 100 %

|

)

× 100 %

)

%diff =

%diff =

|( )| 0,802 k Ω 7,75 k Ω 2

kΩ |0,802 3,875 k Ω|

× 100 %

× 100 %

%diff = 0,207 × 100 % %diff = 20,7 % PEMBAHASAN Percobaan yang dilakukan yaitu rangkaian setara Thevenin-Norton dengan tujuan mahasiswa diharapkan dapat melakukan pengukuran tegangan Thevenin, hambatan Thevenin dan arus Norton dari rangkaian-rangkaian sederhana dann juga dapat menyelidiki pengaruh beban terhadap tegangan dan kuat arus output rangkaian elektronik dengan menggunakan teorema Thevenin dan Norton. Pada percobaan ini terdiri atas dua kegiatan. Dimana pada kegiatan pertama yakni hubungan antara tegangan sumber terhadap tegangan Thevenin dan arus Norton, dimana yang menjadi variabel manipulasi adalah tegangan sumber, variabel responnya adalah tegangan Thevenin dan arus Norton serta variabel kontrolnya adalah resistansi resistor. Resistor yang digunakan pada percobaan ini terdiri dari tiga, dimana nilainya berturut-turut 5,6 k Ω , 3,3 k Ω

dan 2,2 k Ω .

Kegiatan pertama dilakukan pengukuran tegangan Thevenin dan Norton dengan tegangan sumber sebesar 2 V, 4 V, 6 V, 8 V dan 10 V. Dari percobaan yang telah dilakukan, diperoleh tegangan Thevenin berturut-turut sebesar 0,668 V, 1,462 V, 2,163 V, 2,933 V dan 3,671 V. Arus Norton yang diperoleh pada percobaan ini sebesar 0,15 mA, 0,33 mA, 0,51 mA, 0,68 mA dan 0,84 mA. Berdasarkan analisis data yang telah diperoleh, nilai R Th secara teori sebesar 4,276 k

Ω

dan secara praktikum sebesar 4,25 k Ω

dengan %diff yang diperoleh sebesar 0,61

%. Hal ini menandakan bahwa data yang diperoleh melalui percobaan ini tidak terlalu jauh berbeda dengan hasil yang diperoleh berdasarkan analisis teori. Berdasarkan analisis yang telah diperoleh, besar tegangan Thevenin secara teori berturut-turut sebesar 0,74 V, 1,48 V, 2,22 V, 2,97 V dan 3,71 V dengan presentase perbedaannya masing-masing dengan hasil yang diperoleh secara praktikum berturut-turut sebesar 10,23 %, 1,22 %, 2,6 %, 1,25 % dan 1,06 % dari hasil tersebut diketahui bahwa semakin besar tegangan sumber yang diberikan maka akan diperoleh tegangan Thevenin yang semakin besar pula. Dan besar arus Norton yang diperoleh secara teori berturut-turut sebesar 0,17 mA, 0,35 mA, 0,52 mA, 0,69 mA dan 0,87 mA dengan presentase perbedaannya masing-masing dengan hasil yang diperoleh secara praktikum berturut-turut sebesar 12,5 %, 5,56 %, 1,94 %, 1,46 % dan 3,51 % dari hasil tersebut diketahui bahwa semakin besar tegangan sumber yang diberikan maka akan diperoleh arus Norton yang semakin besar pula. Dari hasil praktikum dan analisis data diketahui bahwa pada percobaan kegiatan pertama mendekati hasil yang sebenarnya karena memiliki ketepatan data yang baik dilihat pada persentasi perbedaannya yang tidak terlalu besar.

Pada kegiatan kedua yaitu mengukur besar tegangan keluaran dan arus beban. Kegiatan ini menggunakan potensiometer sebagai hambatan beban. Pengukuran terhadap tegangan keluaran dengan memutar potensiometer sebesar ± 1 k Ω

dan mengatur

tegangan keluaran mengalami kenaikan setiap 0,5 volt. Dengan tegangan keluaran 0,40 volt, 0,45 volt, 0,50 volt, 0,55 volt, 0,60 volt dan 0,65 volt sehingga ketika potensiometer diputar berdasarkan kenaikan tegangan keluaran tersebut menghasilkan arus beban yang terbaca pada amperemeter yaitu 0,74 mA, 0,70 mA, 0,69 mA, 0,69 mA, 0,68 mA dan 0,64 mA. Dari hasil pengamatan dan analisis data diketahui bahwa tegangan keluaran berbanding terbalik dengan arus beban dimana semakin kecil tegangan keluaran yang diberikan arus beban akan semakin besar. Berdasarkan analisis grafik diperoleh nilai hambatan Thevenin sebesar 0,580 Ω yang dieroleh dari nilai m (gradien) pada fungsi y, tetapi memiliki presentase perbedaan secara teori dan praktikum yang cukup besar dengan nilai hambatan berdasarkan perhitungan secara grafik yaitu

RTH =3,474 kΩ

dengan persentasi perbedaannya yaitu 20,7 %. Hal

tersebut disebabkan oleh kurangnya ketelitian praktikan saat pengambilan data. KESIMPULAN 1. Nilai tegangan Thevenin dan arus Norton berbanding lurus dengan besar tegangan sumber. Semakin besar tegangan sumber, maka semakin besar pula nilai tegangan Thevenin dan arus Norton. 2. Beban terhadap rangkaian berpengaruh terhadap tegangan output yang berbanding terbalik dengan nilai arus bebannya. Semakin besar tegangan outputnya maka arus bebannya semakin mengecil. DAFTAR PUSTAKA Bakri,Abd.Haris,dkk.2015. Dasar-Dasar Elektronika.Sulawesi Tengah:Edukasi Mitra Grafika Sutrisno. (1986). Elektronika, Teori dan Penerapannya, Jilid 1. Bandung: Penerbit ITB. Tim Penyusun. 2016. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar I. Makassar: FMIPA UNM.

Rangkaian Setara Thevenin Dan Norton

Recommend Documents