1. Pendahuluan[Kembali]
Rangkaian
RLC, singkatan dari Resistor-Inductor-Capacitor, adalah bentuk dasar
dari banyak aplikasi dalam dunia elektronika. Dalam rangkaian RLC seri,
komponen-komponen tersebut terhubung secara berurutan, menciptakan
aliran arus yang sama melalui setiap komponen. Tegangan total pada
rangkaian merupakan hasil dari penjumlahan tegangan pada masing-masing
komponen, yang dapat menyebabkan tegangan total menjadi lebih besar atau
lebih kecil dari tegangan pada komponen individual, tergantung pada
hubungan antara impedansi komponen. Impedansi total dari rangkaian RLC
seri dihitung dengan menggunakan rumus yang mempertimbangkan resistansi
(R), reaktansi induktor (XL), dan reaktansi kapasitor (XC), yang berubah
sesuai dengan frekuensi sumber daya. Pada frekuensi tertentu yang
disebut frekuensi resonansi, impedansi total mencapai nilai minimum dan
arus maksimum mengalir melalui rangkaian.
Di
sisi lain, rangkaian RLC paralel memiliki konfigurasi di mana
komponen-komponen tersebut terhubung secara paralel. Tegangan yang sama
diberikan pada setiap komponen dalam rangkaian paralel, sementara arus
total yang masuk ke rangkaian adalah jumlah dari arus yang mengalir
melalui masing-masing komponen. Perhitungan impedansi total pada
rangkaian RLC paralel menggunakan rumus reciprok dari rangkaian seri,
yang memperhitungkan resistansi (R), reaktansi induktor (XL), dan
reaktansi kapasitor (XC). Seperti halnya rangkaian seri, pada frekuensi
resonansi tertentu, impedansi total mencapai nilai minimum dan arus
maksimum mengalir melalui rangkaian paralel, menciptakan fenomena yang
penting dalam desain dan pemahaman sistem listrik.
2.Tujuan[Kembali]
1. Dapat mengetahui bagaimana prinsip kerja rangkaian RLC seri dan RLC paralel
2. Dapat membuktikan impedansi (Z) dari sebuah rangkaian RLC seri dan RLC paralel
3.
Dapat mempelajari hubungan antara impedansi dengan reaktansi kapasitif,
reaktansi induktif, dan sudut fasa pada rangkaian RLC seri dan RLC
paralel
4.
Dapat membuktikan hubungan antara tegangan (V), tegangan melewati R
(VR), dan tegangan melewati C (VC), tegangan melewati L (VL)
3. Alat dan Bahan[Kembali]
A. Alat
1. GeneratorsFunction
2. OscilloscopeOscilloscope
3. Instrument
Multimeter
4. Module
5. Base Station
6. Jumper
B. Bahan
Resistor
Kapasitor
Induktor
4. Dasar Teori[Kembali]
A. Resistor
Resistor
merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit
Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada
Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan
perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik
tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka
yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.
Seperti
yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah
diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu
sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh
Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.
Gelang
warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna
lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga
merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :
Tabel Kode Warna Resistor
Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :
Cara menghitung nilai resistor 4 gelang
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :
Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi
Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm
B. Kapasitor
Kapasitor
(Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan
huruf "C" adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik
di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan
internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday
(1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011
cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut. 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. Jika kedua ujung plat metal
diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada
salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama
muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan
positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya
muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah
oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan
selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas,
phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan
positif dan negatif di awan.
C. Induktor
Induktor
adalah komponen pasif yang terdiri dari kumparan kawat yang melingkar
pada inti magnetik. Ketika arus listrik mengalir melalui kumparan
tersebut, sebuah medan magnet dihasilkan di sekitar induktor.
Perubahan
arus listrik dalam induktor menghasilkan tegangan balik yang dikenal
sebagai induktansi. Pengukuran induktansi biasanya dilakukan dalam
satuan henry (H).
D. Rangkaian RLC
Rangkaian
RLC adalah rangkaian listrik yang tersusun atas resistor, induktor, dan
kapasitor baik secara seri maupun paralel. Rangkaian ini dapat
dikatakan rangkaian RLC karena sesuai dengan lambang dari masing masing
komponennya yaitu, ketahanan atau hambatan (R), induktor (L), dan
kapasitor (C)
1. RLC Seri
Rangkaian
seri RLC pada arus bolak-balik terdiri dari resistor (R), induktor (L)
dan kapasitor (C) yang dihubungkan dengan sumber tegangan AC dan disusun
secara seri. Hambatan yang dihasilkan oleh resistor disebut resistansi, hambatan yang dihasilkan oleh induktor disebut reaktansi induktif (XL), dan hambatan yang dihasilkan oleh kapasitor disebut reaktansi kapasitif (XC). Ketiga besar hambatan tersebut ketika digabungkan dalam disebut impedansi (Z) atau hambatan total.
Ketiga
hambatan tersebut (R, XL dan XC) mengalir arus (i) yang sama sehingga
diagram fasor arus diletakkan pada t=0. Tegangan pada resistor (VR) berada pada fasa yang sama dengan arus, tegangan (VL) pada reaktansi induktif (XL) mendahului arus sejauh 90º, dan tegangan (VC) pada reaktansi kapasitif (XC) tertinggal oleh arus sejauh 90º
Impedansi pada rangkaian RLC seri bisa dihitung dengan rumus :
Sedangkan impedansi juga dapat dihitung dengan menggunakan sudut :
2. RLC Parallel
Rangkaian
RLC paralel adalah sebuah rangkaian listrik yang terdiri dari resistor
(R), induktor (L), dan kapasitor (C) yang terhubung secara paralel.
Impedansi dari rangkaian RLC paralel dapat dihitung dengan :
Pada rangkaian RLC paralel di atas, kita dapat melihat bahwa tegangan suplai, V S, berlaku umum untuk ketiga komponen sedangkan arus suplai I S terdiri dari tiga bagian. Arus yang mengalir melalui resistor, I R , arus yang mengalir melalui induktor, I L dan arus yang melalui kapasitor, I C . Tetapi
arus yang mengalir melalui setiap cabang dan oleh karena itu setiap
komponen akan berbeda satu sama lain dan juga terhadap arus suplai, I S . Total arus yang diambil dari suplai tidak akan menjadi jumlah matematis dari tiga arus cabang individual namun jumlah vektornya.
5. Tugas Pendahuluan[Kembali]
Komentar
Posting Komentar