![Teorema Thevenin Dan Norton [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/teorema-thevenin-dan-norton.jpg)
5 0 151 KB
TEOREMA THEVENIN DAN NORTON Muhammad Muzhar, Wahyuni Sri Malinda, dan Rizki Andhiny Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas Tarbiyah UIN Alauddin Makassar
Abstrak Telah dilakukan praktikum elektronika dengan judul “Teorema Thevenin dan Norton”. Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Elektronik Jurusan Pendidikan Fisika. Praktikum ini bertujuan agar mahasiswa dapat memahami dan menerapkan rangkaian setara Thevenin dan rangkaian setara Norton. Variabel yang diukur dalam praktikum ini adalah kuat arus pada rangkaian norton, tegangan dan hambatan pada rangkaian thevenin. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa untuk mengukur tegangan pada rangkaian thevenin dan kuat arus pada rangkaian norton yaitu dengan menghubungsingkat hambtan beban atau Rl, sedangkan untuk mengukur besar hambatan thevenin power suplay harus dihubung singkat. Pembahasan pada praktikum ini adalah untuk rangkaian pertama dimana RL dipasang secara parallel dengan Vs didapat nilai eth sama dengan Vs. Kesimpulan yang diperoleh dari hasil praktikum ini adalah pada rangkaian setara Thevenin nilai tegangan keluaran tetap meskipun arus yang mengalir berbeda pada tegangan yang sama. Pada rangkaian setara Norton nilai arus yang dihasilkan tetap meskipun hambatan yang digunakan atau yang dipasang pada keluarannya berbeda pada tegangan yang sama. Kata kunci : ε
Th
, RTh, IN dan RL
TUJUAN
digantikan dengan sebuah resistor bernilai
Tujuan dari percobaan ini adalah 1. agar mahasiswa dapat menghitung nilai
ε
Th,
RTh, dan IN dengan RL
dipasang secara seri dengan power supply. 2. agar mahasiswa dapat menghitung nilai
ε
R3=(R1×R2)//R1+R2.
Hambatan
R3
ini
disebut sebagai hambatan setara R1 dan R2 dan
biasa
ditulis
sebagai
R3=R1//R2.
Pengertian hambatan setara tidak hanya digunakan untuk dua hambatan paralel saja. Akan tetapi untuk segala macam hubungan antara beberapa buah hambatan.
RTh, dan IN dengan RL
Dengan menggunakan rangkaian kita dapat
dipasang secara paralel dengan
membahas perilaku suatu alat elektronika
power supply.
berdasarkan pengukuran pada keluaran
Th,
tanpa mengetahui rangkaian dalamnya(Tim
METODE EKSPERIMEN
Dosen Elektronika, 2015:21). Untuk rangkaian resistansi,theorema
Teori Singkat A. Theorema Thevenin Northon Dua buah hambatan R1 dan R2 yang dihubungkan
secara
paralel
dapat
thevenin
menyatakan
bahwa
setiap
rangkaian kutub dua linear yang terdiri dari resistor dan sumber (baik yang bebas maupun yang tidak bebas), hal ini dapat
dinyatakan sebagai suatu rangkaian berupa
linear,active, positive yang berisi satu atau
sebuah sumber tegangan dengan resistor
lebih tegangan (Nahvi,2003:45). Dengan menggunakan rangkaian
serinya, yang disebut rangkaian setara thevenin. Juga dapat diwakli oleh sumber arus dengan konduktansi simpangannya, yang dikenal sebagai rangkaian setara northon.
Rangkaian
setara
northon
merupakan kembaran atau dual rangkaian thevenin (Mismail,1995:10). Teorema thevenin menyediakan sarana
setara kita dapat membahas suatu alat elektronika berdasarkan pengukuran pada keluaran tanpa mengetahui rangkaian di dalamnya. Rangkaian setara thevenin yang merupakan penjelmaan dalil thevenin. Dalil ini menyatakan setiap rangkaian dengan dua ujung atau gerbang tunggal
untuk mengurangi sebuah rangkaian linear
dapat digantikan dengan suatu sumber
yang rumit menjadi rangkaian ekuivalen
tegangan tetap (Sutrisno,1986:3). Berdasarkan uraian di atas maka
ketika ada dua terminal khusus (biasanya output). Rangkaian setara thevenin terdiri dari sumber tegangan dan resistor seri (Buchia,1996:95). Teorema northon menyatakan bahwa arus
yang
mengalir
disetiap
dapat disimpulkan bahwa dalam theorema thevenin setiap rangkaia kutub dua linear yang terdiri dari dua resistor dan suatu sumber tegangan dapat disetarakan berupa
cabang
sebuah sumber tegangan seri dengan
jaringan adalah sama dengan yang akan
resistornya. Sedangkan teorema thevenin
mengalir dalam cabang yang terhubung di
merupakan kembaran dari northon dimana
sumber energy listrik, arus pendek sirkuit
rangkaian yang
yang sama dengan arus yang mengalir
dengan suatu rangkain yang sederhana
dalam singkat sirkuit di cabang dan
yang terdiri atas satu sumber arus tetap
hambatan internal yang sama dengan
yang parallel terhadap suatu hambatan.
resistansinya yang muncul di cabang hubung terbuka (Bird,2003:172). Dari rangkaian ekuivalen hubungan
pendek
diterapkan
jika dalam
rumit dapat disetarakan
Alat dan Komponen Alat dan komponen yang digunakan dalam praktikum ini adalah:
terminal, seperti yang disarankan oleh
Kegiatan 3.1 : Menghitung
garis putus-putus saat akan menghasilkan.
dan IN.
Jelas bahwa saat ini arus I dari rangkaian
ε
Th,
RTh,
1. Alat
ekuivalen northon. Rangkaian tersebut
a. Multimeter digital
2 buah
akan setara satu sama lain. Oleh karena itu
b. Power Supply
1 buah
I=V/R. Jika kedua V dan I telah ditentukan dari rangkaian aktif maka Rc/V/I. Jaringan
2. Komponen
a. Kabel Penghubung
9 buah
Definisi Operasional Variabel
b. Potensiometer B 10 K
1 buah
c. Resistor 10 Ω
1 buah
d. Resistor 56 Ω
1 buah
e. Resistor 60 Ω
1 buah
Kegiatan 3.1 : Menghitung
f. Resistor 100 Ω
1 buah
dan IN dengan RL
g. Resistor 129 Ω
1 buah
h. Resistor 470 Ω
1 buah
i. Resistor 500 Ω
1 buah
Definisi
operasional
variable
pada
percobaan ini adalah: ε
Th,
RTh,
1. Variabel Kontrol a. Resistansi resistor adalah nilai hambatan yang dipasang pada rangkaian untuk menghitung
Kegiatan 3.2 : Hubungan tegangan beban (VL) dan arus beban (IL)
nilai ε
Th
, RTh dan IN.
b. Resistansi resistor beban (RL)
1. Alat
adalah nilai resistansi resistor
a. Multimeter digital
1 buah
pada potensiometer dengan tipe
b. Power Supply
1 buah
potensiometer yaitu B10K. c. Tegangan sumber adalah
2. Komponen a. Kabel Penghubung
9 buah
besarnya
beda
b. Potensiometer B 10 K 1 buah
yang
c. Resistor 10 Ω
1 buah
bersumber
d. Resistor 56 Ω
1 buah
e. Resistor 60 Ω
1 buah
f. Resistor 100 Ω
1 buah
ketika
g. Resistor 129 Ω
1 buah
terhubung
h. Resistor 470 Ω
1 buah
diganti
i. Resistor 500 Ω
1 buah
ammeter. b. ε Th,
potensial
mengalir
atau
dari
power
supply. 2. Varibal Respon a. IN adalah arus yang diukur hambatan singkat dengan
beban dan
alat
adalah
RL ukur
tegangan
Identifikasi Variabel
thevenin yang dapat dgunakan
Kegiatan 1 Menentukan Rth, Eth, dan IN
untuk
1. Variabel Kontrol :
Resistansi
resistor dan resistansi resistor beban
(RL)
dan
sumber (Vs) 2. Variabel Respon : dan IN
tegangan Rth,,
Eth,
mengukur
tegangan
beban (RL) pada saat hambatan beban
dibuka
dan
diganti
dengan voltmeter. c. RTh adalah hambatan thevenin atau nilai hambatan yang di ukur pada saat sumber tegangan
dihubung singkat dan hambatan beban (RL) dilepas.
dan IL
resistansi
potensiometer
yang akan digunakan 2. Memilih 3 buah resistor
dari
beberapa resistor yang disiapkan 3. Mengukur nilai pada resistor
memanipulasi untuk
dengan menggunakan ohmmeter 4. Mengetes potensiometer 5. Mengukur tegangan pada power
memperoleh nilai VL dan IL 2. Variabel Kontrol a. Resistansi resistot adalah nilai
supply
hambatan yang dipasang pada
dengan
menggunakan
voltmeter 6. Merangkai alat dan komponen
rangkaian untuk menghitung nilai ε
RTh,
dengan power supply. 1. Menyiapkan alat dan komponen
1. Variabel Manipulasi Potensiometer adalah alat yang untuk
Th,
dan IN dengan RL dipasang secara seri
Kegiatan 3.2 : Membandingkan besar VL
digunakan
ε
Kegiatan 3.1 : Menghitung
seperti pada gambar berikut:
, RTh dan IN.
Th
b. Tegangan
sumber
adalah
R3
R1
besarnya beda potensial yang mengalir atau bersumber dari Vs
No.
ε Th
RTh
IN
1
4,83
138
0,04
R2
power supply. c. Varibal Respon 1. VL adalah besarnya tegangan
Gambar 3.1
RL
: Rangkaian Thevenin
7. Mengganti potensiometer menjadi voltmeter dan mengukur tegangan
yang nilainya diperoleh dari
thevenin antara titik A dan B
pengukuran tegangan dengan menggunakan
voltmeter
dan
R3
R1
satuannya volt. 2. IL adalah besarnya arus yang nilainya diperoleh dari hasil pengukuran menggunakan
dengan ammeter
Vs
R2
V
dan
satuannya ampere. Prosedur Kerja Prosedur kerja pada percobaan ini
Gambar 3.2
R3
R1
: Rangkaian Thevenin
pengukur ε
adalah: Vs
R2
Th
V
8. Mengukur besar resistansi total R1
pada rangkaian dengan melepaskan power supply (rangkaian dihubung
R3
RL
Vs
singkat tanpa beban)
R3R2
Gambar 3.4
: Rangkaian Thevenin
7. Mengukur besarnya kuat arus dan tegangan pada hambatan beban (VL dan IL) 8. Mencatat hasil pengamatan pada Gambar 3.3
: Rangkaian
table
Thevenin pengukur RTh HASIL DAN PEMBAHASAN
9. Mencatat hasil pengamatan pada table
A. Hasil Pengamatan Hasil pengamatan dalam percobaan ini
Kegiatan 3.2 : Membandingkan besar VL dan IL 1. Menyiapkan alat dan komponen yang akan digunakan 2. Memilih 4 buah resistor
dari
adalah sebagai berikut. Kegiatan 4.1: Menghitung nilai
RTh , dan
I N , dimana
ε Th ,
R L disusun
beberapa resistor yang disiapkan 3. Mengukur nilai pada resistor
secara seri terhadap power Supply.
dengan menggunakan ohmmeter 4. Mengetes potensiometer 5. Mengukur tegangan pada power
BU Ohmmeter : 2000
supply
dengan
R1 : 100
Ω
Ω
menggunakan
voltmeter 6. Merangkai alat dan komponen seperti pada gambar berikut:
BU Voltmeter
: 20 V
R2
: 500
Ω R3 NST ohmmeter : 1 : 60
Ω
R1
R3
Ω R2
R
RL
NST Voltmeter : 0,01 V
Kegiatan 4.2: Menghitung nilai
RTh , dan
I N , dimana
: 9,73
ε Th ,
R L disusun
secara paralel terhadap power Supply. BU Ohmmeter : 2000
R1 : 129
Ω
Ω
BU Voltmeter
: 20 V
R2
: 500
Ω
NST ohmmeter : 1 : 56
3
4,51
2,35 ×10
4
4,39
3,37 ×10
5
4,29
4,01 ×10
6
3,87
6,85 ×10
−3 −3
−3 −3
Kegiatan 4.4 : mengetahui hubungan VL dan IL dengan 4 buah resistor No.
VL
IL
1
4,31
0,49 ×10−3
2
4,27
0,67 ×10−3
3
4,18
1,29× 10−3
4
4,03
2,05 ×10−3
5
3,95
2,75 ×10−3
6
3,21
7,10 ×10−3
R3
Ω
Ω B. Analisis data
NST Voltmeter : 0,01 V
RL
: 9,73
Analisis data dalam percobaan ini adalah sebagai berikut.
Ω
Kegiatan 4.1 : menghitung nilai
R4
: 60
No.
ε Th ,
Ω
RTh , dan ε Th
RTh
IN
1 4,45 180 0,07 Kegiatan 4.3 : mengetahui hubungan VL dan IL dengan 3 buah resistor No.
VL
IL
1
4,78
5,20 ×10−4
2
4,67
1,16 ×10−3
I N , dimana
R L di susun
secara seri terhadap power supply 1. Menghitung nilai
ε Th =
ε Th
R2 .V R 1+ R 2+ R 3 s
2. Menghitung nilai
RTh
RTh =( R1 /¿ R2 )+ R 3 3. Menghitung nilai
IN
IN=
Vs
dengan menggunakan 3 buah resistor yang
R 1 + ( R 2 ¿ / R3 )
diberikan tegangan sumber sebesar 5,22 volt diperoleh nilai
I N , dimana
R L di susun
ε
Th
= 3,86 volt, RTh
= 193,16 Ω dan IN =0,022 A Dari data tersebut, dapat dilihat
R2 ε Th = .V R 1+ R 2 + R 4 s
bahwa nilai hasil analisis dan nilai hasil pengukuran tidak memiliki perbedaan yang
RTh
cukup besar. Perbedaan tersebut dapat
RTh =((R1 + R 4)/¿ R2 ) + R 3
IN=
diberikan tegangan sumber sebesar 5.32 Volt diperoleh nilai
ε Th 1. Menghitung nilai
3. Menghitung nilai
= 4,35 volt, RTh
dengan menggunakan 4 buah resistor yang
secara paralel terhadap power supply
2. Menghitung nilai
Th
= 139,33 Ω dan IN =0,035 A. Sedangkan
ε Th , Kegiatan 4.2 : menghitung nilai RTh , dan
ε
dikarenakan oleh kesalahan pembulatan
IN
angka dibelikang koma sehingga percobaan yang kami lakukan dapat
Vs R 1 + ( R 2 ¿ / R3 ) + R 4
dikatakan berhasil. Kegiatan 4.2 : membandingkan besar tegangan beban (V) dan arus beban (I)
Kegiatan 4.1: Menghitung nilai
ε Th
,
Pada percobaan ini kami mengukur nilai V1 dan I1 dan membandingkannya. Kami
RTh
, dan
IN
,
melakukan dua percobaan yaitu dengan menggunakan 3 buah resistor dan dengan
Pada percobaan ini kami
menggunakan 4 buah resistor yang
melakukan dua kegiatan yaitu menghitung
nilainya yaitu R1= 100 Ω , R2= 500 Ω ,
nilai ε
R3=56 Ω dan R4= 60 Ω. Pada percobaan
Th,
RTh, dan IN dengan
menggunakan 3 resistor yang nilai R1= 100 Ω , R2= 500 Ω , R3=56 Ω dan dengan menggunakan 4 buah resistor yang nilainya R1= 129 Ω , R2= 500 Ω, R3= 56 Ω dan R4= 60 Ω . Pada pengukuran
dengan menggunakan 3 buah resistor diperoleh nilai VL secara berturut-turut yaitu 4,78 volt, 4,67 volt, 4,51 volt, 4,39 volt, 4,29 volt dan 3,87 volt. sedangkan nilai IL yaitu 5,2 mA, 1,16 mA, 2,35 mA, 3,37 mA, 4,01 mA dan 6,85 mA.
Sedangkan dengan menggunakan 4 buah resistor diperoleh nilai VL secara berturutturut yaitu 4,31 volt, 4,27 volt, 4,18 volt, 4,03 volt, 3,95 volt dan 3,21 volt dan nilai IL secara berturut-turut yaitu 0,49 mA, 0,67 mA, 1,29 mA, 2,05 mA dan 7,10 mA.. Berdasarkan data yang diperoleh dapat
nilai
tegangan
tegangan
sumber
thevenin
(Vs), ( ε
Th
),
hambatan thevenin (RTh) dan arus northon
(IN)
dengan
menyederhanakan rangkaian yang rumit menjadi lebih sederhana. 2. Hubungan antara tegangan beban
disimpulkan bahwa semakin besar
(VL) dan arus beban (IL) adalah
tegangan beban yang diperoleh maka arus
dengan
yang mengalir pada hambatan beban
perbandingan antara besar tegangan
semakin kecil. Dapat disimpulkan bahwa
VL dan IL
nilai tegangan dan arus berbanding terbalik
diperoleh bahwa semakin besar arus
ketika dipengaruhi oleh suatu resistor.
beban IL maka tegangan beban VL
Penutup A. Kesimpulan Kesimpulan pada percobaan ini adalah sebagai berikut : 1. Untuk mengetahui atau memahami dan menerapkan rangkaian setara thevenin
dan
rangkaian
setara
northon, dengan cara menghitung
mambuat
grafik
dari grafik tersebut
akan semakin besar. B. Diskusi Diskusi pada percobaan ini adalah : 1. Sebaiknya prinsip dari theorema thevenin dan theorema nothon dipahami. 2. Sebaiknya lebih teliti dalam merangkai rangkaian listrik dalam mengukur RTH,IN,dan ETH. 3. Sebaiknya lebih terampil dalam merangkai agar tidak terjadi kesalahan pada pengambilan data.
