Laporan Praktikum Elektronika Dasar 1-Praktikum 5-Witya Kusuma-19033069 [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR 1 EKSPERIMEN FILTER VIRTUAL LOLOS RENDAH DAN LOLOS TINGGI RANGKAIAN RC PASIF



NAMA



: WITYA KUSUMA



NIM/TM



: 190333069/2019



PROGRAM STUDI



: PENDIDIKAN FISIKA A



DOSEN PEMBIMBING



: 1. Dr. H. ASRIZAL,M,Si



.



LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2020



EKSPERIMEN FILTER VIRTUAL LOLOS RENDAH DAN LOLOS TINGGI RANGKAIAN RC PASIF A.TUJUAN PRAKTIKUM Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat:



a)



Menetukan respon induktor terhadap arus bolak-balik (AC)



b)



Menentukan respon kapasitor terhadap arus bolak-balik (AC)



B.PENDUKUNG EKSPERIMEN 1.Komputer 2. Resistor ( berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika.)  3. Kapasitor(dapat memilih gelombang radio pada rangkaian tuner, sebagai perata arus pada rectifier dan juga sebagai filter di dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya).  4. Induktor(berguna untuk mengatur frekuensi, memfilter dan juga sebagai alat kopel (penyambung).



C. TEORI DASAR Riak merupakan sesuatu yang tidak di inginkan, karenanya harus di usahakan untuk direduksi sekecil mungkin. Salah satu metode yang biasa di gunakan untuk mereduksi amplitude reduksi riak keluaran dari sebuah catu daya yaitu dengan memperbesar konstanta waktu pelepasan muatannya. Hal ini dapat dilakukan dengan memperbesar nilai C1 atau memperbesar nilai resistansi RL. namun cara yang kedua bukan cara yang baik karena RL merupakan resistansi efektif memiliki kemampuan untuk mengubahnya. Memperbesar nilai C1 merupakan alternatif paling praktis dan nilai kapasitor yang cukup besar digunakan. Rangkaian RC menggunakan dua komponen tambahan., R dan C yang bekerja sebagai rangkaian tapis (filter) untuk meredam riak. Nilai C dipilih sedemikian rupa sehingga komponen tersebut memiliki reaktansi yang dapat diabaikan pada frekuensi riak (50 Hz untuk setengan gelombang dan 100 Hz untuk gelombang penuh). Akibatnya R dan c bekerja menyerupai suatu pembagi tegangan (Haris, dkk, 2015: 183). Rangkaian filter dapat digunakan dalam berbagai hal, misalnya rangkaian penapis orde dua dapat digunakan untuk meredam riak. Riak (rippel) merupakan sesuatu yang tidak diinginkan, karenanya harus diusahakan untuk direduksi sekecil mungkin. Salah satu metode yang biasa digunakan untuk mereduksi amplitude riak keluaran dari sebuah catu daya yaitu dengan memperbesar konstenta waktu pelepasan muatannya dalam rangkaian penapis RC orde dua (Haris, dkk, 2008). Menurut Haris dan Saleh (2016), dasar pemahaman tentang proses tanggapan frekuensi ini, maka kita hanya akan mengkaji pada sifat RC yang bisa meloloskan frekuensi rendah dan tinggi dan sebagai alat pengubah (converter) gelombang persegi-ke-segitiga dan persegi-ke-pulsa dengan, masing-masing, mengintegrasikan dan mendiferensialkan gelombang inputnya dan rangkaiannya sendiri masing-masing disebut rangkaian integrator dan rangkaian diferensiator orde 1, yang hanya terdiri dari sebuah resistor yang seri dengan sebuah kapasitor yang ditunjukkan oleh gambar berikut:



Tapis Lolos Rendah RC Menurut Haris dan Saleh (2016), untuk tapis lolos rendah yang dihasilkan oleh pengintegralan RC, sinyal keluaran rangkaian merupakan integral dari sinyal masukan yang dinyatakan oleh :



Di mana rasio Vo/Vi atau faktor penguatan tegangan (AV) dari rangkaian pada Gambar 1 (a) ditentukan dengan :



Untuk frekuensi khusus di mana XC = R, amplitudo menjadi :



Dan menghasilkan frekuensi kritis atau frekuensi cut-off sebesar :



Plot ternormalisasi antara faktor penguatan tegangan AV terhadap frekuensi f menghasilkan kurva seperti pada gambar berikut.



Tapis Lolos Tinggi RC Menurut Haris dan Saleh (2016), untuk tapis lolos tinggi yang dihasilkan oleh rangkaian differensiator RC, sinyal keluaran rangkaian merupakan diferensial dari sinyal masukan yang dinyatakan oleh :



Dengan rasio Vo/Vi atau faktor penguatan tegangan (AV) dari rangkaian pada Gambar 1 (b) ditentukan dengan :



Untuk frekuensi khusus di mana XC = R, amplitudo menjadi :



Dan menghasilkan frekuensi kritis atau frekuensi cut-off sebesar :



Plot ternormalisasi antara faktor penguatan tegangan AV terhadap frekuensi f menghasilkan kurva seperti pada gambar berikut.



 



D. LANGKAH KERJA 1. Filter RC Lolos Rendah (Integrator) Langkah pertama yang harus dilakukan adalah mempersiapkan alat dan bahan yang diperlukan, kemudian membuat sebuah rangkaian tapis lolos rendah sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar 4. Terdapat beberapa hal yang harus dikur dan dicatat sebelum melakukan pengamatan, di antaranya menghitung nilai/harga komponen C dan R, menghitung besar frekuensi potong (cut-off) yang ditentukan berdasarkan persamaan [4], mengukur tegangan pincak Vi (maksimum) audio generator untuk gelombang persegi, dan mengkalibrasi basis waktu dan basis tegangan pada osiloskop. Setelah itu, barulah dilakukan pengamatan dan pengukuran tegangan output VOUT dengan langkah-langkah sebagai berikut. Setelah tampilan output tampak pada layar monitor osiloskop dan telah dipastikan bahwa rangkaian berfungsi dengan baik, maka langkah yang dilakukan selanjutnya adalah memutar tombol/pemutar frekuensi pada angka penunjukan 30 Hz. Kemudian mengukur tegangan puncak yang tampak pada layar monitor dan sekaligus gambar model keluarannya. Pengambilan data dilakukan sampai nilai tegangan output VOUT pada layar osiloskop tidak dapat diukur. Rentang nilai frekuensi keluaran yang dimanipulasi sesuai dengan angka logaritma, yaitu 30 Hz, 40 Hz, 50 Hz,…., 100 Hz, 200 Hz,….., 1000 Hz, 2000 Hz, dan seterusnya. Hasil pengamatan dicatat pada tabel hasil pengamatan. 2. Filter RC Lolos Tinggi (Diferensiator) Untuk pengamatan pada filter lolos tinggi, dibuat rangkaian seperti yang terlihat pada gambar 4. Proses pengamatan dan pengambilan data sama halnya dengan rangkaian tapis RC lolos rendah, yakni dengan mengubah-ubah nilai frekuensi keluaran pada audio function generator dan mengukur tegangan puncak yang tampak pada layar monitor osiloskop. Rentang nilai frekuensi keluaran yang dimanipulasi sesuai dengan angka logaritma, yaitu 30 Hz, 40 Hz, 50 Hz,…., 100 Hz, 200 Hz,….., 1000 Hz, 2000 Hz, dan seterusnya. Hasil pengamatan dicatat pada tabel hasil pengamatan.



F. HASIL EKSPERIMEN R = 200 Ω ± 5 %



C = 22 x 10^-8 F



Vin = 1,5 volt



fc = 36.190 Hz



Tabel.1 Hubungan antara frekuensi dan tegangan pada integrator No



F (Hz)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20



30 40 50 60 70 80 90 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2000 3000 4000



Integrator 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5



V out (Volt) Av 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1



20 log Av 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



Tabel.2 Hubungan antara frekuensi dan tegangan pada diferensiator



No



F (Hz)



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14



30 40 50 60 70 80 90 100 200 300 400 500 600 700



Diferensiator 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



V out (Volt) Av 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



20 log Av 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



15 16 17 18 19 20



800 900 1000 2000 3000 4000



0 0 0 0,1 0,2 0,2



0 0 0 0,067 0,13 0,13



0 0 0 -23,47850 -13,72113 -13,72113



H. KESIMPULAN Setelah melakukan percobaan ini, dapat disimpulkan hal-hal berikut: 1. Perbedaan mendasar antara rangkaian tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi terletak pada pengukuran tegangan keluarannya, pada rangkaian tapis lolos rendah, tegangan keluaran diukur pada kapasitor, sedangkan pada rangkaian lolos tinggi tegangan keluarannya diukur pada resistor. Rangkaian RC tapis lolos rendah merupakan rangkaian yang bersifat meloloskan frekuensi rendah dan menahan frekuensi tinggi, sedangkan rangkaian RC tapis lolos tinggi merupakan rangkaian yang bersifat meloloskan frekuensi tinggi dan menahan frekuensi rendah. 2. Dalam menentukan frekuensi cut off dapat dilakukan secara teori dan praktikum. Secara teori digunakan persamaan fc=1/2πRC, sedangkan secara praktikum dapat diketahui berdasarkan bodeplot. Berdasarkan hasil analisis perhitungan diperoleh nilai frekuensi cut-off secara teori pada rangkaian RC lolos rendah dan RC lolos tinggi  adalah 36190 Hz sedangkan secara praktikum diperoleh nilai yang berbeda yaitu 28095 Hz. Dari hasil yang telah diperoleh terlihat bahwa



frkuensi cut off secara teori dan praktikum berbeda dimana persentase yang dihasilkan adalah 57,62%. 3. Sistem rangkaian tapis RC tingkat satu tersusun atas sebuah resistor dan sebuah kapasitor, yang dimana komponen tersebut disusun seri. 



DAFTAR PUSTAKA Bakri, Abdul Haris, M. Agus Martawijaya & Muh. Saleh. 2015. Dasar-Dasar Elektronika. Makassar: Edukasi Mitra Grafika Bakri, Abdul Haris, Saleh, Muh. 2016. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar. Makassar: Laboratorium Elektonika dan Instrumen UNM Theraja, B.L. & A.K. Theraja. 1994. A Text Books of Electrical Technology, vol. IV. New Delhi: Nirja Construction & Development Co. (P) LTD