Twisted Saltran PDF [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM 1 Menentukan Impedansi Karakteristik Z0 Kabel Twisted Pair dengan 3 Bahan Dielektrik Menggunakan Software Calculator Oleh ; Nama: Ruth Cesyana Swiss Panjaitan , Kelas: 1D-TT , NIM: 2231130058 , Tanggal: 22 Februari 2023 A. Tujuan 1. Mengetahui bagaimana cara menghitung impedansi karakteristik kabel twisted pair dengan rumus. 2. Mencari perbandingan nilai pada induktasi dan kapasitansi pada 3 bahan dielektrik yang berbeda. 3. Mencari perbedaan nilai dari software yang berbeda dan membuat perbandingannya. B. Alat dan Bahan 1. Laptop 2. Pensil dan Buku 3. Software calculator C. Dasar Teori 1. Kabel Twisted Pair sebuah bentuk kabel yang dua konduktornya digabungkan dengan tujuan untuk mengurangi atau meniadakan gangguan elektromagnetik dari luar seperti radiasi elektromagnetik dari kabel pasangan berbelit tak terlindung (UTP cables), dan wicara silang (crosstalk) di antara pasangan kabel yang berdekatan. Kabel Twisted pair merupakan media guided yang paling hemat dan paling banyak digunakan. Jenis media transmisi ini merupakan media transmisi yang paling umum untuk Media ini terdiri atas dua kawat yang disusun dan disekat dalam suatu pola spiral beraturan. Sepasang kawat bertindak sebagai satu jalur komunikasi tunggal. Jenis Kabel Twisted Pair Jenis kabel twisted pair, berdasarkan fisiknya terbagi atas empat macam, yaitu : 1. Unshielded Twisted Pair (UTP)



Gambar 1. UTP



2. Shielded Twisted Pair (STP)



Gambar 2. STP



3. Screened Shielded Twisted Pair (S/STP)



Gambar 3. S/STP



4. Screened Unshielded Twisted Pair (S/UTP) / Foiled Twisted Pair (FTP)



Gambar 4. FTP



Susunan Warna Kabel Twisted Pair Pada kabel twisted pair kategori 5 atau 6 yang terdiri atas 8 kawat tunggal dengan susunan warna sebagai berikut: : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.



White Orange Orange White Green Green White Blue Blue White Brown



8. Brown Sifat Karakteristik dari Twisted Pair  Impedansi Karakteristik Impedansi karakteristik dari pasangan bengkok adalah impedansi yang akan dilihat oleh sinyal saat bergerak ke bawah konduktor.  Delay propagasi Delay propagasi sinyal adalah waktu yang dibutuhkan sinyal untuk menempuh jarak tertentu. Alat ini menghitung waktu tunda dalam inci per nanodetik.  Induktansi Per Satuan Panjang Induktansi sinyal penting untuk diketahui. Terutama saat membuat model saluran transmisi pada alat simulasi. Alat ini menghitung induktansi dalam nano-henrys per inci  Kapasitansi Per Satuan Panjang Kapasitansi sinyal sering dibutuhkan pada saat membuat model saluran transmisi pada alat simulasi. Alat ini menghitung kapasitansi dalam pico-farad per inci 2. Konstanta Dielektrik Konstanta dielektrik atau permitivitas listrik relatif, adalah sebuah konstanta dalam ilmu fisika. Konstanta ini melambangkan rapatnya fluks elektrostatik dalam suatu bahan bila diberi potensial listrik. Konstanta dielektrik merupakan perbandingan energi listrik yang tersimpan pada bahan tersebut jika diberi sebuah potensial, relatif terhadap vakum (ruang hampa).



di mana εs merupakan permitivitas statis dari bahan tersebut, dan ε0 adalah permitivitas vakum/. Permitivitas vakum diturunkan dari persamaan Maxwell dengan menghubungkan intensitas medan listrik E dengan kerapatan fluks listrik D. Di vakum (ruang hampa), permitivitas ε sama dengan ε0, jadi konstanta dielektriknya adalah 1. Bahan



Konstanta dielektrik



Vakum



1 (sesuai definisi)



Udara



1,00054



Polietilena



2,25



Kertas



3,5



PTFE (Teflon(TM)) 2,1 Polistirena



2,4-2,7



Kaca pyrex



4,7



Karet



7



Silikon



11,68



Metanol



30



Beton



4,5



Air (20 °C)



80,10



Barium titanat



1200



Gambar 2. Tabel bahan dielektrik



D. Prosedur Percobaan 1. Mencari website software calculator 2. Mencari bahan-bahan dielektrik untuk diuji ke software calculator 3. Pada software dielektrik,masukkan nilai D(diameter kabel), S(jarak pemisah antar kabel) ,dan konstanta bahan dielektrik. 4. Satuan nilai D dan S harus sama,agar bisa dihitung hasilnya. 5. Lalu klik ‘hitung’ atau ‘calculate’ untuk memproses hasil impedansi,induktansi,dan kapasitansi. 6. Usahakan hasil impedansi memperoleh nilai 300. 7. Jika hasil sudah muncul,buktikan nilainya dengan rumus berikut; 𝑧𝑜(𝑂ℎ𝑚𝑠) =



120 √𝑒𝑟



2𝑠



. ln [ 𝑑 ] untuk nilai impedansi



𝑛𝑠



𝑑𝑒𝑙𝑎𝑦 (𝑖𝑛𝑐ℎ) = 84.72 ∙ 10−3 ∙ √𝑒𝑟 untuk nilai delay 𝑛𝐻



2𝑠



𝐿 (𝑖𝑛𝑐ℎ) = 10.16 ∙ 10−9 ∙ 𝑙𝑛 [ 𝑑 ] untuk nilai induktansi 𝑝𝐹



𝐶 (𝑖𝑛𝑐ℎ) = (



.7065 2𝑠 𝑑



ln



) ∙ 𝑒𝑟 untuk nilai kapasitansi



8. Lalu, buktikan hasil hitung calculator dengan hasil hitung rumus. 9. Uji kan dengan software calculator yang berbeda,untuk mendapat hasil hitung yang lebih akurat dengan hasil rumus.



E. Hasil Percobaan  Calculator 1 Benzena ( 2,28)



Bahan kapasitansi induktansi impedansi



Bahan – Bahan Dielektrik Karbon Tetrakhlorida ( 2.24 )



Polyester (3,3)



Tabel hasil percobaan Calculator 1 Benzena Karbon (2,28) Tetrakhlorida(2.24) Polyester (3,3) 0.168 pF/cm 0.166 pF/cm 0.202 pF/cm 15.1 nH/cm 14.966 nH/cm 18.165 nH/cm 300  300  300



Pembuktian nilai bahan Benzena (impedansi,kapasitansi,dan induktansi) dengan rumus ; Impedansi Kapasitansi Induktansi 120 2𝑠 2𝑠 0.7065 𝑍0 = ∙ ln [ ] 𝐿 = 10.16 × 10−9 ln 𝑑 𝑑 𝐶= ( ) ∙ 𝑒𝑟 √𝑒𝑟 2𝑠 2(54.5) 120 2(54.5) ln = 10.16 × 10−9 ln 𝑑 = ∙ ln [ ] 2.5 2.5 √2.28 −9 0.7065 = 38.35 × 10 𝑛𝐻/𝑖𝑛𝑐ℎ = 79.47 ∙ ln[43.6] = ( ) ∙ 2.28 2(54.5) = 300.0  ln 2.5 0.7065 = ( ) ∙ 2.28 ln 43.6 = 0.426 𝑝𝐹/𝑖𝑛𝑐ℎ







Calculator 2



Benzena ( 2,28)



Bahan kapasitansi induktansi impedansi



Bahan – Bahan Dielektrik Karbon Tetrakhlorida ( 2.24 )



Polyester (3,3)



Tabel hasil percobaan Calculator 2 Karbon Tetraklorida Benzena (2.28) (2.24) Polyester (3.3) 0.427 pF/inch 0.423 pF/inch 0.513 pF/inch 38.4 nH/inch 38.0 nH/inch 46.1 nH/inch 300  50.0  300 



F. Grafik Perbandingan Hasil Percobaan



Grafik Percobaan Calculator 1 350



300 300 300



300 250 200



Benzena



150



Karbon Tetraklorida



100



Polyester



50



0.168 0.166 0.202



15.1 14.96618.165



0 Kapasitansi



Induktansi



Impedansi



= Dari grafik di atas,dapat dilihat bahwa semakin kecil kapasitansi dan induktansi suatu bahan dielektrik,akan memengaruhi nilai impedansinya. Oleh karena itu,nilai impedansi dipengaruhi oleh besar kecilnya nilai kapasitansi dan induktansi.



Grafik Percobaan Calculator 2 350 300 300 300 300 250 200



Benzena



150



Karbon Tetraklorida Polyester



100 38.4



50



38 46.1



0.427 0.423 0.513 0 Kapasitansi



Induktansi



Impedansi



= Dari grafik di atas,dapat dilihat bahwa semakin kecil kapasitansi dan induktansi suatu bahan dielektrik,akan memengaruhi nilai impedansinya. Oleh karena itu,nilai impedansi dipengaruhi oleh besar kecilnya nilai kapasitansi dan induktansi.



Pernyataan : bahwa hasil pekerjaan praktikum/tugas tidak mencopy paste orang lain. Jika terbukti saya mencontoh,bersedia dihukum dengan nilai D/E. Demikian pernyataan.



Malang, 11 Maret 2023



Ruth Panjaitan



Referensi https://blog.unnes.ac.id/setyani/2016/03/18/pengertian-kabel-twisted-pair-lengkap-dengan-kategoriserta-jenisnya/ https://www.eeweb.com/tools/twisted-pair/ https://www.apogeeweb.net/tools/twisted-pair-impedance-calculator.html