Abstrak
Pada eksperimen ini kita akan merangkai rangkaian RC dan RL, lalu melihat bagaimana gelombang pada masing-masing rangkaian dan menentukan beda fasanya. Dengan melakukan eksperimen ini pula kita mencoba menganalisis mekanisme masuknya tegangan pada kapasitor dan induktor.
²
ata K ata
kunci
²
A.
Resistor, kapasitor, induktor,
PENDAHULUAN
Latar Belakang Pada praktikum ini kita pasti akan mengguna kan resistor, kapasitor dan induktor. Resistor merupakan komponen elektronika yang selalu digunakan dalam rangkaian elektronika karena dia berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jadi dengan menggunakan resistor listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Kapasitor merupakan komponen elektronika yang mempunyai fungsi untuk menyimpan medan listrik. Sedangkan induktor mempunyai fungsi sebagai penyimpan medan magnet. Dalam rangkaian RC, kita menggunakan resistor dan kapasitor . Sedangkan pada pada rangkaian RL, kita menggunakan resistor dan induktor. Dan pada praktikum kali ini rangkaian tersebut akan dihubungkan dengan sumber AC. Ketika rangkaian RC dihubungkan terhadap sumber AC, tegangan ini akan jatuh pada resistor dan kapasitor dengan fasa yang berbeda, karena tegangan yang jatuh pada dua komponen tersebut dengan waktu yang berbeda. Untuk mengetahui perbedaan fasa antara arus dan tegangan, kita dapat melihat perbedaan fasa antara tegangan pada kapasitor dan tegangan pada resistor. Jadi, dengan melihat beda fasa anatara tegangan yang jatuh pada kapasitor dan resistor sama dengan melihat beda fasa antara arus dan tegangan. Dan perlu diingat tegangan yang jatuh pada resistor itu sefasa dengan arus. Untuk melihat beda fasa () antara arus dan tegangan kita dapat memakai persamaan:
Dengan sebagai frekuensi, dan nilai dari kapasitornya. Sedangkan pada rangkaian RL, kita menggunakan resistor dan induktor. Ketika rangkaian RL ini diberi sumber AC, tegangan akan mencapai maksimum lebih dulu daripada arus. Arusnya lebih ketinggalan daripada tegangan karena ketika arus mengalir, tegangan induksi yang ada pada induktor akan melawan arus. Untuk menentukan beda fasa pada rangkaian ini kita dapat menggunakan persamaan:
beda fasa.
I.
Dengan sebagai reaktansi dari induktor, dan sebagai nilai hambatan. Dan untuk mencari induktansinya, bisa dicari dengan persamaan:
Dengan sebagai frekuensi dan merupakan nilai dari induktor. Menghitung beda fasa antara tegangan dengan arus dapat dilakukan dengan memakai osiloskop, baik itu rangkaian RC ataupun RL. B.
Tujuan 1.
Mengetahui dan menghitung pergeseran fasa pada rangkaian RL dan RC
2.
Membuktikan secara eksperimen pergeseran fasa pada rangkaian RL dan RC Mengetahui proses selisih tegangan yang masuk pada rangkaian RL dan RC
3.
II.
A.
METODE EKSPER IM IMEN
Waktu dan tempat Eksperimen pada modul pergeseran fase rangkaian RL dan RC dilakukan pada pukul 09.30 samapai 11.50 dan tempatnya di laboratorium fisika.
Dengan merupakan beda fasa, merupakan nilai dari hambatannya, dan merupakan reaktansi dari kapasitornya. Dan untuk mencari kapasitansinya, kita dapat menggunakan persamaan:
B.
Alat dan bahan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Osiloskop ³dual trace´ Projectboard Resistor 21.8 K dan 8.0 K Kapasitor 33 µF Induktor 14 mH Function generator Multimeter
C .
Prosedur percobaan Tabel perubahan fasa pada rangkaian RL
Rangkaian RC y
y
y
y
y
y
y
Pertama-tama hitung semua nilai resistor, kapasitor, dan induktor dengan menggunakan multimeter Buat rangkaian seri pada projectboard dengan menggunakan resistor 21.8 K dan kapasitor 33 µF Lalu dihubungkan dengan osiloskop dan function generator seperti pada gambar 1.1 Kemudian kita beri rangkaian tersebut dengan sumber AC, pada frekuensi 1 kHz, 2 V dengan function generator Setelah itu akan muncul gelombang yang terlihat pada layar osiloskop Kemudian ambil beberapa foto gelombang tersebut Kemudian amati gelombang tersebut
Rangkaian RL Buat rangkaian seri pada project board dengan menggunakan resistor 21.8 K dan induktor 14 mH Lalu dihubungkan dengan osiloskop dan function generator seperti pada gambar 1.1 Kemudian kita beri rangkaian tersebut dengan sumber AC, pada frekuensi 1 kHz, 2 V dengan function generator Setelah dihubungkan akan muncul gelombang pada layar osiloskop Kemudian ambil beberapa foto gelombangnya Lalu amati apa yang terjadi pada gelombnag tersebut y
y
y
y
y
y
Rangkaian RL dan RC Pertama rangkai resistor 21.8 k dengan kapasitor 33µF pada projectboard Kemudian rangkai resistor 8.0 k dengan induktor 14mH pada project board yang sama. Kemudian sambungkan dengan function generator (secara paralel) pada frekuensi 1 kHz, 2V, sumber AC Pindahkan ³mode´ yang asalnya menggunakan 1 channel menjadi dual. Kemudian ambil beberapa foto gelombang yang muncul pada layar osiloskop Dan amati yang terjadi y
y
y
y
y
y
III.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel perubahan fasa pada rangkaian RC
Resistor () 21.8x10
3
Kapasitor (F) -6
33x10
XC ()
( )
4.852
0.01266
Resistor () 21.8x10
3
Induktor (H) -3
14x10
XL ()
( )
87.92
0.2309
Setelah melakukan eksperimen modul ini, kita dapat melihat perbedaan fasa antara tegangan pada masing-masing rangkaian. Untuk rangkaian RC, pada resistor arus tegangannya sefase, karena tidak terjadi perbedaan fase maka beda fasenya adalah 0. Ketika melakukan percobaan, ternyata gelombang yang datang pada tegangan yang jatuh pada kapasitor lebih lambat 90 (lihat gambar 1. 1 di lampiran). Sedangkan untuk rangkaian RL, ketika melakukan percobaan ternyata gelombang yang datang (pada tegangan yang jatuh di resistor) lebih cepat 90 (lihat gambar 1.2 di lampiran). Pada percobaan yang ketiga yaitu rangkaian RL dan RC yang dirangkai paralel, gelombangnya (tegangan yang jatuh pada kapasitor dan induktor) membentuk gelombang yang destruktif atau saling menghilangkan (lihat gambar 1.3). Ini terjadi karena gelombang dari tegangan kapasitor datangnya lebih lambat 90 dari tegangan pada resistor, sedangkan gelombang pada tegangan induktor sendiri datangnya lebih cepat 90 sehingga ketika gelomabang tersebut bertemu jadi saling menghilangkan. Adanya beda fasa ini dapat dikarenakan tegangan yang jatuh pada masing-masing komponen tiba pada waktu yang berbeda. Mekanisme masuknya tegangan pada kapasitor. Bila ada rangkaian kapasitor diberikan tegangan maka arus akan masuk ke kapasitor, karena fungsi kapasitor adalah menyimpang muatan maka tegangan akan terus mendorong arus agar kapasitor terisi penuh oleh muatan. Pada saat kapasitor penuh dengan muatan elektronnya maka tegangan akan berubah kembali. Kemudian arus akan keluar dari kapasitor dan mengalir kedalam rangkaian. Sedangkan mekanisme masuknya tegangan pada rangkaian induktor yaitu ketika induktor diberi arus, dia mempunyai kecenderungan untuk mempertahankan nilai arus yang melewatinya. Ketika nilai arus yang melewati suatu induktor bertambah, induktor itu akan menahan perubahan arus itu dengan cara menghasilkan tegangan. Untuk menyimpan energi pada suatu induktor, nilai arus yang melewatinya harus naik. Artinya, medan magnet yang dihasilkannya harus bertambah kuat dan dari perubahan dari kekuatan medan ini
akan menghasilkan suatu tegangan. IV.
A.
PENUTUP
Kesimpulan
Setelah menganilisis, kita dapat menyimpulkan bahwa gelombang untuk tegangan yang jatuh pada kapasitor dan tegangan yang jatuh pada induktor itu berbanding terbalik, gelombang untuk kapasitor datang lebih lambat 90, sedangkan gelombang untuk induktor lebih cepat 90. Dan adanya beda fasa terjadi karena tegangan yang jatuh pada masing-masing komponen tiba pada waktu yang berbeda. B.
Saran
Saran saya adalah ketelitian d alam merangkai dan menentukan beda fasa dan menganalisis hasil dari praktikum ini. DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3]
Paul A, Tipler ³Fisika Untuk Sains Dan Teknik 2´. Jakarta: Erlangga, 200 1. (Terjemahan) Malvino, Albert ³Prinsip-Prinsip E lektronik´. Jakarta: Erlangga, 1981. (Terjemahan) Margunadi, AR ³Teori Rangkaian (Dasar-Dasar)´. Jakarta: Erlangga, 1990.