Rangkaian RLC fisika

I. Tujuan Percobaan

1. Mempelajari pengaruh frekuensi terhadap impedansi, reaktansi induktif dan reaktansi
     kapasitif.
2. Menghitung harga induktansi L.
3. Menghitung harga kapasitansi C.

II. Peralatan

1. Osciloscope.
2. Kapasitor, induktor dan resistor.
3. Amperemeter arus bolak-balik (AC).
4. Generator nada (Signal Generator atau Function Generator)

III. Teori

Dengan menggunakan persamaan (4) dapat dibuktikan bahwa beda fasa antara arus dan
tegangan dalam induktor, kapasitor dan resistor berturut-turut adalah 90o , - 90o dan 0o . Jadi
fasa tegangan pada R sama dengan fasa arus yang mengalir dalam rangkaian seri RLC.
Sehingga dengan membandingkan fasa tegangan pada kedua ujung rangkaian RLC dan fasa
tegangan pada R, akan dapat diketahui beda fasa arus dan tegangan dalam rangkaian seri
RLC.
Dari gambar 2 dibawah ini terlihat :
1. Dalam induktor, fase tegangan mendahului fase arus sebesar 90o. Dalam kapasitor fase
tegangan ketinggalan dari arus sebesar 90o, Dan dalam resistor fase tegangan sama
dengan fase arus.
2. q adalah beda fase antara tegangan dan arus dalam rangkaian RLC. Pada saat
resonansi VL = VC , karena q = 0o .

IV. Tugas Pendahuluan & Jawabannya

1. Jelaskan apa bedanya tegangan DC dengan AC ? dan bagaimana cara mengubah sumber AC menjadi DC atau sebaliknya dari AC menjadi DC?

-Tegangan DC adalah tegangan yang dihasilkan oleh sumber tegangan searah seperti baterai & aki...

-Tegangan AC adalah tegangan yang dihasilkan oleh generator di pembangkit yang mempunyai sistem perputaran dan mempunyai nilai frekuensi...di Indonesia frekuensi yang ditetapkan 50 Hz

-Konversi AC ke DC alatnya bernama (konverter AC to DC atau power supply) umumnya menggunakan Dioda & SCR...

-Konversi DC ke AC alatnya banyak dijual disebut Inverter... didalamnya terdapat rangkaian logic yang dapat melakukan pensaklaran 50 kali/detik atau sama dengan 50 Hz........

Kalau HANYA merubah arus AC menjadi DC (dengan tegangan yg tidak di ubah) cukup HANYA dengan bantuan DIODE (penyearah), minimal 2(dua) buah diode.

Yg satu terhubung SERI dengan Phase, tanda panah keluar, akan menghasilkan + (Positif)

Yg satu lagi terhubung SERI dengan Nol, tanda panah kedalam, akan menghasilkan - (Negative).

NB:Phase & Nol tidak masalah bila terbalik.

Kalau mau yg lebih baik hasil DC nya, gunakan DIODE BRIDGE (didalamnya merupakan rangkaian 4(empat) buah diode).

Tinggal menghubungkan arus AC pada tanda ~/~ , dan arus DC akan keluar pada tanda +/-.

NB : Kuat ARUS / daya dukung diode harus ditentukan dahulu sebelum membeli DIODE tsb.

2. Untuk merubah arus DC menjadi AC, komponennya agak ribet / banyak.

Karena untuk merubah DC (Direct Current = arus searah), yg tidak mempunyai FREQUENCY, menjadi arus AC (Alternating Current) = arus bolak balik), ber FREQUENCY 50 Hz, harus mempunyai Frequency Generator sehingga arus yg semula 0 Hz dibuat menjadi 50 Hz.

Jadi sebaiknya beli jadi saja alat untuk merubah DC menjadi AC.

Nama alatnya adalah "DC to AC CONVERTER".

2. Jelaskan karakteristik dan fungsi dari : Resistor, Induktor dan Kapasitor ?

·         karakteristik resistor

Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi.

Fungsinya :

* Menghambat arus listrik

* Pembagi tegangan

* Pengatur volume (potensiometer)

* Pengatur kecepatan motor (rheostat)

* Dll tergantung disain komponen

·         karakteristik induktor

karakteristik dari induktor adalah komponen elektronika pasif (kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya, dalam satuan Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat di dalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday

Fungsi utama dari induktor di dalam suatu rangkaian adalah untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya

·         karakteristik kapasitor:

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain.

fungsinya:menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik

3. Apa yang di maksud dengan : Reaktansi Kapasitif, Reaktansi Induktif, Impedansi dan Frekuensi Resonansi ?

·         Reaktansi kapasitif adalah hambatan semu pada kapasitor jika dihubungkan dengan arus bolak-balik

XC = 1/ωC

·         Reaktansi induktif adalah hambatan semu pada induktor jika dihubungkan dengan arus bolak-balik

XL = ωL

·         Impedansi adalah hambatan total dari resistor, induktor dan kapasitor yang dihbungkan pada tegangan bolak-balik

Z = √ ( R² + (XL - XC)² )

·         Frekuensi resonansi terjadi, jika pada rangkaian terjadi XL = XC

f = (1/2π) √(1/LC)

4. Apa yang terjadi bila pada percobaan rangkaian RLC harga : XL>XC, XL<XC dan XL = XC, jelaskan beserta gambar garfik fasornya ?

XL>XC rangkaian Induktif

XL<XC rangkaian Kapasitif

XL=XC rangkaian Resisitif/ resonansi

Diagram fasor.

XL berada pada sumbu Y+

kalau XC berada pada sumbu Y-

sedangkan R berada pada  sumbu X+