PERCOBAAN 3 TEOREMA THEVENIN A.
TUJUAN 1. Untuk menunjukan penggunaan teorema thevenin dalam penyerderhanaan rangkaian yang komplek, untuk hokum ohm. 2. Untuk membuktikan teorema thevenin dengan percobaan.
B.
PERALATAN 1. Modul EFT-BEE-M1 2. Kabel
C.
TEORI DASAR Pada teori ini berlaku bahwa suatu rangkaian listrik dapat disederhanakan dengan hanya terdiri dari satu buah sumber tegangan yang dihubungserikan dengan sebuah tahanan ekuivalen pada dua termina yang diamati. Tujuan sebenarnya dari
teorema ini adalah untuk menyederhanakan analisis rangkaian, yaitu membuat rangkaian pengganti yang berupa sumber tegangan yang dihubungserikan dengan suatu resistansi ekivalennya. Langkah-langkah yang diterapkan dalam penerapan thevenin adalah sebagai berikut : 1. Menentukan terminal terbuka yang dilakukan dengan memisahkan sebuah resistor. 2. Menghitung tegangan peganti pada terminal terbuka tersebut. 3. Menggambar kembali rangkaian (tidak ada resistor yang disisakan) dengan cara mengganti setiap sumber arus dengan rangkaian listrik. 4. Menghitung tegangan pengganti rangkaian baru yang terdiri dari tegangan pengganti yang dirangkai dengan tahanan pengganti. 5. Menyusun rangkaian baru yang terdiri dari tegangan pengganti yang dirangkai secara seri dengan tahanan pengganti.
D.
LANGKAH KERJA 1. Hubungkan rangkaian seperti yang ditunjukan pada gambar 4.1 abaikan keluaran RL pada rangkaian . hitung V TH, RTH, dan tegangan yang melewati beban. Gunakan tegangan sumber pada power supply 12 VDC 2. Ukurlah tegangan yang melewati titik A dan B. 3. Lepaskan sumber tegangan, dan sambungkan kembali rangkaian seperti yang ditunjukan pada gambar 4.2
4. Ukurlah resistansi thevenin diantara titik A dan B 5. Pasang kembali sumber tegangan dan beban resistor seperti yang terlihat pada gambar 4.3. ukurlah tegangan dari titik A dan B.
R2
R1
R1
R2
A
V1
A
RL
RL
B
B
Gambar 4.2
Gambar 4.1
R2
R1
A
VS
RL
B Gambar 4.3
E. TUGAS PENDAHULUAN 1. Jelaskan penggunaan teorema thevenin yang sudah anda pelajari . Jawab : suatu cara penyederhanaan analisis rangkaian dengan cara membuat rangkaian pengganti yang berupa sumber tegangan yang dihubungkan seri dengan suatu resistansi ekivalen. 2. Ketika anda bekerja dengan teorema thevenin, sumber hubung singkat atau terbuka? Jelaskan Jawab : sumber hubung singkat, agar hubungan antara arus dan tegangan pada beban tidak berubah 3. Ketika anda bekerja dengan teorema thevenin, beban hubung singkat atau terbuka ? jelaskan Jawab: beban terbuka supaya dapat mengukur tegangan
LAPORAN PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK M0: TEOREMA THEVENIN
Disusun Oleh : ROMMI KRISNO NPM
: 11.03.0.016
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU KEPULAUAN BATAM 2013
PERCOBAAN 4 TEGANGAN REGULATOR DENGAN IC A. TUJUAN Setelah menyelesaikan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat : 1. Untuk menghubungkan regulator tegangan tiga terminal yang tetap (fixed) 2. Untuk menghubungkan regulator tegangan tiga terminal berubah-ubah (variable) 3. Untuk menguji aturan dari regulator tegangan tiga terminal B. PERALATAN 1. Oscilloscope 2. DMM 3. Module EFT-BEE-M6 4. Base station EFT-BEE C. TEORI DASAR Ada banyak rangkaian regulator tegangan yang dapat digunakan, seperti rangkaian dengan beberapa transistor (gambar 4-1). Rangkaian sederhana yang lain yaitu rangkaian dengan diode zenner (gambar 4-2). Saat ini regulator tegangan sirkuit dibuat menggunakan IC.
2N10738 2N10738
105V RMS MA 68V rms min R2
R1
R3
4
R5
R7
RL
2N1041 R6
Gambar 4.1 sebuah awal regulator dengan resistor.
Namun, karena kemampuan mengatur arus sangat terbatas untuk jenis IC, maka sebuah transistor yang mampu melewatkan arus eksternal diperlukan. Rangkaian seperti itu terlihat pada gambar 4-3. Daya keluaran dicontohkan oleh IC di pin 6. Sebuah output pada pin 2 kemudian digunakan untuk Q1 bias. Dan Q1 disebut transistor pass karena semua arus keluaran harus melewatinya. Ini berfungsi sebagai resistor variable.
Jika tegangan output yang diinginkan kurang, Q1 diperintahkan untuk menurunkan konduksi (resistensi yang lebih tinggi). Q1 meningkatkan resistansi, tegangan jatuh lebih diatasnya dan tegangan kurang yang tersisa di output. Sebaliknya jika terjadi tegangan lebih diinginkan pada output. Kapasitor C2 digunakan untuk menjaga sampel penguat hight gain dalam IC dari berosilasi. Rangkaian ini juga pembatas arus oleh R1. Dengan memvariasikan ukuran R1, power supply arus keluaran dapat diatur maksimal. Kerugian dari rangkaian pada gambar 4-3 yaitu rangkaian ini membutuhkan jumlah koneksi dan komponen eksternal. Dengan sedirinya IC tidak bias mengatur arus dengan normal yang diperlukan rangkaian. Dengan demikian transistor eksternal daya tinggi diperlukan. R1
UNREGULATED
ZENER
INPUT
DIODE
REGULATED
OUTPUT
Gambar 4-2. Sebuah rangkaian Zenner regulator tegangan
2
vin
3
vout
C2
Gambar 4.3 sebuah rangkaian IC mengatur re gulator.
1. Tiga tegangan pada regulator
Tegangan tiga terminal tidak memerlukan komponen eksternal diluar satu atau dua resistor dengan nilai kecil hal ini dapat mengatur beberapa arus, pada gambar 44 menunjukan rangkaian regulator tegangan jenis tiga terminal. Satu terminal digunakan untuk input satu terminal untuk output dan yang lainya digroundkan. Sebuah pembagi tegangan internal yang memberikan tegangan referensi untuk penguat. Gambar 4-5 menunjukan diagram blok sederhana dari perangkat tiga terminal.perhatikan bahwa sampel tegangan dari pembagi tegangan dibandingkan dengan tegangan referensi, menghasilkan output yang mengontrol transistor (dalam IC).rangkaian ini juga arus terbatas dan memiliki thermal kemampuan shutdown. Saat suhu internal perangkat melebihi 175 C. sirkuit menutup untuk mencegah kerusakan dari overheating. Regulator tegangan tiga terminal dapat sebagai perangkat tegangan tetap atau variable nilai tegangan tetap biasanya merupakan bagian dari nomor perangkat. Sebagai contoh LM 340-8 digunakan dalam penelitian ini adalah perangkat 8-v. ia bias menangani Vin hingga 35V dan membutuhkan masukan tegangan minimum 2 sampai 3V lebih tinggi dari tegangan output. Jika pasokan input turun dibawah nilai ini, LM340 akan berhenti mengatur, outputnya tetap pada 8V jika pin 3 adalah ground seperti pada gambar 4-4. Perangklat ini dapat dibuat variable dari 8 sampai 27V dengan mengangkat pin 3 dari ground oleh resistor variable dan menambahkan R1 seperti yang ditunjukan pada gambar 4-6
1 IC 1
C1 C1
RL
Sebuah rangkaian regulator seperti seri LM 340 mengatur dengan sampling pada tegangan output rangkaian dan membuat koreksi. Pendekteksi penguat memiliki keuntungan yang sangat tinggi. Oleh karena itu perubahan tegangan ripple dan membuat perubahan output yang diperlukan sehingga menekan variasi tegangan ripple. Karena keuntungan yang tinggi, regulator rentan terhadap osilasi, jika terminal masukan lebih tinggi bebberapa inci dari filter kapasitor pasokan,maka terminal lain harus ditambahkan. Jika kapasitor tidak ditambahlkan ,induktansi terminal dapat menyebabkan sirkuit osilasi. Tambahan kapasitor biasanya antara 0,1 dan 1 mF. Jika
mungkin kapasitor berada dekat dengan input terminal regulator. Perubahan pengaturan
tengangan
(adjustable voltage regulator), seperti disebutkan
sebelumnya, regulator tegangan tetap dapat dibuat menjadi variable. Gambar 4-6 menunjukan rangkaian yang diperlukan untuk membuat LM340-8 menjadi variable. Perlu diingat bahwa output dari pengaturan tegangan tetap adalah antara ground pin 3 dan output pin 2. Sekarang yang perlu diperhatikan bahwa nilai dari output IC masih diukur diantara pin 2 dan 3. Tetapi tegangan output total dari tegangan ditambah jatuh tegangan R2. Sebuah arus sesaat IQ mengalir ke pin 3, membuat arus yang melalui R2. I2 = IQ+VREG /R1
PASS TRANSISTOR
THERMAL SHUTDOWN CURRENT LIMT CIRCUIT
Gambar 4-5 bagian dalam IC regulator.
VIN
VOUT
IC 1 R1
R2
Gambar 4-6 rangkaian IC perubahan pengaturan tegangan. Sehingga output dari tegangan adalah : Vout = V reg + (Iq+Vreg/R1)R2 Dimana : Vreg adalah output yang diatur dari perangkat yang digunakan.karena IQ kecil (biasanya kurang dari 10mA), IQ sering diabaikan dibandingkan dengan Vreg/R1.
Jadi persamaan vout seperti persamaan dibawah ini dan rangkaian ini berfungsi sebagai perubah regulator tegangan. Vout = (R2/R1+1)VRreg Regulator tegangan tiga terminal juga dapat digunakan sebagai pengatur arus dengan mengganti R2 dengan resistor beban. Ini adalah rangkaian yang sama digunakan untuk output rangkaian tegangan variable, tetapi nilai resistansi biasanya berbeda. Dan IQ dan IRL masih mengalir melalui RL. Maka arus outputnya adalah IOUT = IQ + Vreg/R1
Vin
IC1
Vout
R1
RL
Gambar 4-7 rangkaian IC regulator arus. D. LANGKAH KERJA Untuk tegangan tetap 1. Hubungkan rangkaian seperti yang ditunjukan pada gambar 4-8, hidupkan power. 2. Sesuaikan output tegangan power supply untuk masing masing nilai yang tercantum dalam table 4-1 ukur dan catat tegangan output rangkain regulator. Matikan power Untuk tegangan variable 3. Hubungkan rangkaian seperti yang ditunjukan pada gambar 4-9,hidupkan power 4. Ukur tegangan output regulator…………V 5. Ubah R2 sampai 100. Regulator output rangkaian………V 6. Ubah R2 ke 180. Regulator tegangan output rangkaian ……V matikan power untuk menggunakan jembatan diode. 7. Hubungkan rangkaian gambar 4-10, hidupkan power, amati tegangan ripple di masukan regulator, ini adalah…………V p-p
8. Mengukur output ripple regulator ini adalah …Vp-p
E. TUGAS PENDAHULUAN Sebelum melakukan praktikum jawablah pertanyaan berikut 1. Apa yang akan menjadi output dari LM340-5? Jawab :
tegangan 5 volt
2. IC regulator tegangan juga berfungsi untuk menekan power supply? Jawab : tegangan ripple 3. Berapa nilai kisaran untuk input kapasitor bypass ? Jawab : 0,1 dan 1 mF 4. Apa yang terjadi jika tegangan input ke 5V rregulator tiga terminal turun di bawah 7V Jawab ; IC regulator berhenti mengatur dan output tetap 5. Hitung batas arus untuk rangkaian pada gambar 4-7 ? Jawab :
1
2 LM 340-8
Vin
1 to 18 v
3
150
Gambar 4-8 rangkaian percobaan Table 4-1 pengukuran regulator tegangan tetap Vin (volt) 1 2 3 4 5 6
Vout
Vout
LAPORAN PRAKTIKUM RANGKAIAN LISTRIK M0: TEGANGAN REGULATOR IC
Disusun Oleh : ROMMI KRISNO NPM
: 11.03.0.016
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU KEPULAUAN BATAM 2013
