TUGAS PENDAHULUAN MODUL 4



1. Jelaskan prinsip kerja rangkaian RLC seri dan RLC paralel!

    Jawab:

    A. Rangkaian RLC Seri

Komponen:

  • Resistor (R): Memberikan hambatan tetap terhadap aliran arus listrik.
  • Induktor (L): Menyimpan energi dalam bentuk medan magnet ketika dialiri arus.
  • Kapasitor (C): Menyimpan energi dalam bentuk medan listrik.

Prinsip Kerja:
Ketika rangkaian RLC seri terhubung ke sumber tegangan AC, arus yang mengalir akan berubah sesuai frekuensi sumber.

  • Resistor memberikan hambatan yang konstan terhadap arus.
  • Induktor menghasilkan impedansi yang meningkat seiring kenaikan frekuensi karena perubahan medan magnet yang lebih cepat memperbesar hambatan terhadap arus bolak-balik.
  • Kapasitor memiliki impedansi yang menurun saat frekuensi naik karena ia dapat mengisi dan melepaskan muatan lebih cepat pada frekuensi tinggi, sehingga hambatannya berkurang.

B. Rangkaian RLC Paralel
Komponen:

  • Resistor (R): Memberikan hambatan tetap pada aliran arus.
  • Induktor (L): Impedansinya bergantung pada frekuensi arus AC.
  • Kapasitor (C): Impedansinya juga berubah sesuai frekuensi arus AC.

Prinsip Kerja:
Saat dihubungkan ke sumber tegangan AC, arus akan mengalir melalui jalur dengan impedansi terendah berdasarkan frekuensinya.

  • Resistor tetap memberikan jalur dengan hambatan konstan.
  • Impedansi induktor meningkat seiring kenaikan frekuensi, sehingga semakin tinggi frekuensi, semakin besar hambatannya.
  • Impedansi kapasitor justru menurun saat frekuensi naik karena perubahan tegangan yang cepat mengurangi hambatannya.
    Secara keseluruhan, induktor dan kapasitor memiliki sifat impedansi yang berlawanan terhadap perubahan frekuensi.

 

2. Jelaskan pengaruh harga resistansi kapasitif terhadap sudut phasa dengan resistansi yang konstan!

    Jawab:

   Sudut fase menggambarkan perbedaan fase antara arus dan tegangan dalam suatu rangkaian.

Pengaruh perubahan reaktansi kapasitif (Xc) terhadap sudut fase saat resistansi (R) tetap:

  • Jika Xc meningkat:
    Semakin besar nilai Xc, sudut fase akan mengecil. Hal ini menyebabkan arus dan tegangan pada kapasitor menjadi lebih sefase atau lebih selaras.
  • Jika Xc menurun:
    Ketika Xc berkurang, sudut fase akan membesar. Akibatnya, arus semakin tertinggal terhadap tegangan, sehingga keselarasan antara keduanya semakin berkurang.

Dengan demikian, semakin tinggi reaktansi kapasitif, semakin kecil perbedaan fase antara arus dan tegangan, sedangkan jika Xc rendah, perbedaan fasenya semakin besar.


3. Jelaskan apa itu resonansi dan frekuensi resonansi serta kenapa terjadi peristiwa resonansi, serta jelaskan bagaimana perubahan frekuensi mempengaruhi impedansi dan arus rangkaian RLC seri dan RLC paralel!

    Jawab:

           Resonansi adalah kondisi ketika suatu sistem, seperti rangkaian RLC seri, memberikan respons maksimum terhadap frekuensi tertentu. Frekuensi resonansi adalah frekuensi saat reaktansi induktif (XI) dan reaktansi kapasitif (XC) saling meniadakan, sehingga impedansi total rangkaian mencapai nilai minimum dan arus yang mengalir menjadi maksimum. Frekuensi resonansi dapat dihitung dengan rumus:

Penyebab Resonansi:
Resonansi terjadi karena pada frekuensi tertentu, XI dan XC bernilai sama tetapi berlawanan arah, sehingga saling menetralkan. Akibatnya, hanya resistansi (R) yang mempengaruhi rangkaian, menyebabkan arus mencapai nilai puncaknya.

Pengaruh Perubahan Frekuensi pada Rangkaian RLC Seri:

A. Impedansi (Z):

  • Di bawah frekuensi resonansi: XI < XC → rangkaian bersifat kapasitif, impedansi didominasi oleh XC.
  • Pada frekuensi resonansi: XI = XC → impedansi minimum (Z = R).
  • Di atas frekuensi resonansi: XI > XC → rangkaian bersifat induktif, impedansi didominasi oleh XI.

B. Arus (I):

  • Di bawah frekuensi resonansi: Arus mendahului (leading) tegangan karena sifat kapasitif.
  • Pada frekuensi resonansi: Arus maksimum dan sefase dengan tegangan (tidak ada pergeseran sudut).
  • Di atas frekuensi resonansi: Arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan karena sifat induktif.

Dengan demikian, perubahan frekuensi mengubah sifat rangkaian antara induktif, resistif murni (saat resonansi), dan kapasitif, yang memengaruhi besar dan fase arus yang mengalir.


4. Jelaskan hubungan antara resistansi, kapasitansi, induksi, dan impedansi pada rangkaian RLC seri dan RLC paralel

    Jawab:

           A. Rangkaian RLC Seri

Pada rangkaian RLC seri, resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) disusun secara berurutan. Masing-masing komponen memberikan pengaruh berbeda terhadap aliran arus listrik:

  • Resistor (R): Memberikan hambatan tetap terhadap arus.
  • Induktor (L): Menyimpan energi dalam medan magnet dan menghasilkan reaktansi induktif (XI).
  • Kapasitor (C): Menyimpan energi dalam medan listrik dan menghasilkan reaktansi kapasitif (XC).

Impedansi total (Z) pada rangkaian RLC seri merupakan gabungan dari resistansi (R) dan reaktansi (XI serta XC), yang dirumuskan sebagai:

dimana:

  •   (Reaktansi induktif)
  •  ​ (Reaktansi kapasitif)

B. Rangkaian RLC Paralel

Pada rangkaian RLC paralel, komponen R, L, dan C terhubung secara paralel. Impedansi totalnya dihitung dengan pendekatan berbeda karena arus terbagi di setiap cabang. Rumus impedansi total (Z) untuk rangkaian paralel adalah:

​

Perbedaan Utama:

  • Rangkaian Seri: Impedansi dipengaruhi oleh penjumlahan vektor R, XI, dan XI.
  • Rangkaian Paralel: Admitansi (kebalikan impedansi) merupakan penjumlahan vektor dari konduktansi (1/R) dan suseptansi (1/XI dan 1/XC).

Dengan demikian, baik pada rangkaian seri maupun paralel, nilai resistansi, kapasitansi, dan induktansi bersama-sama menentukan impedansi total, yang memengaruhi besar dan fase arus yang mengalir.

 

5. Pada rangkaian RLC seri, XL = 40, XC = 70 dan R = 40. Hitung reaktansi (X) dan impedansi (Z) dari rangkaian!

    Jawab:

    Diketahui:

  • Reaktansi induktif (XI) = 40 Ω
  • Reaktansi kapasitif (XC) = 70 Ω
  • Resistansi (R) = 40 Ω

Langkah 1: Menghitung Reaktansi Total (X)
Reaktansi total merupakan selisih antara XC dan XI karena keduanya bekerja berlawanan fase.

X=XC−XL=70 Ω−40 Ω=30 Ω

Langkah 2: Menghitung Impedansi (Z)
Impedansi merupakan resultan dari resistansi (R) dan reaktansi total (X), dihitung menggunakan rumus Pythagoras:

Z= = = 50 Ω

Hasil Akhir:

  • Reaktansi total (X) = 30 Ω
  • Impedansi (Z) = 50 Ω

Kesimpulan:
Nilai impedansi (50 Ω) lebih besar daripada resistansi murni (40 Ω) karena adanya pengaruh reaktansi kapasitif yang dominan (X > XI).

 

    [Klik untuk download file]


Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Materi Sub Bab 15.5

Image
KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Example 6. Problem 7. Pihan Ganda 8. Percobaan 9. Link Download 1. Pendahuluan [Kembali]   Regulasi tegangan adalah komponen vital dalam sistem elektronika untuk menjaga stabilitas tegangan DC meskipun terjadi fluktuasi input atau perubahan beban. Bab 15.5 membahas  Discrete Transistor Voltage Regulation , yang menggunakan transistor diskrit (bukan IC terintegrasi) untuk merancang regulator tegangan seri ( series ) dan shunt. Regulator seri bekerja dengan mengontrol resistansi elemen yang terhubung seri antara input dan output, sementara regulator shunt mengalihkan arus berlebih ke ground. Keduanya dirancang untuk mengatasi masalah seperti: Variasi tegangan input (misalnya, dari rectifier atau baterai). Perubahan arus beban yang tiba-tiba. Ripple pada output akibat ketidaksempurnaan filter. Selain itu, bab ini juga mencakup teknik proteksi sep...
Read more

MODUL 2 OSCILLOSCOPE DAN PENGUKURAN DAYA

Image
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... Tugas Pendahuluan Laporan Akhir MODUL 2 OSCILLOSCOPE DAN PENGUKURAN DAYA 1. Pendahuluan [Kembali]      Di tengah perkembangan teknologi modern, penguasaan konsep dasar elektronika merupakan hal esensial bagi para profesional di bidang teknik. Kegiatan praktikum berperan vital sebagai sarana pembelajaran, memberikan pengalaman langsung dalam mengaplikasikan teori ke situasi nyata. Dengan demikian, mahasiswa tidak hanya memahami aspek teoritis tetapi juga mampu mempraktikkannya.      Praktikum kali ini berfokus pada dua aspek fundamental elektronika: penggunaan osiloskop dan teknik pengukuran daya. Osiloskop, sebagai instrumen utama di laboratorium teknik, memiliki peran penting dalam memantau, menganalisis, dan memecahkan masalah sinyal listrik. Di sisi lain, pengukuran daya menjadi dasar untuk mengevaluas...
Read more

TUGAS PENDAHULUAN MODUL 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] 1.       Jelaskan apa itu jembatan wheatstone dan fungsinya! Jawab: Jembatan Wheatstone adalah rangkaian listrik yang terdiri dari empat resistor (R1, R2, R3, dan Rx) yang disusun membentuk jembatan dengan sumber tegangan dan galvanometer. Rangkaian ini bekerja berdasarkan prinsip keseimbangan, di mana tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer saat rasio hambatan pada kedua lengan memenuhi persamaan R1/R2 = R3/Rx. Dengan mengatur nilai resistor yang diketahui (R1, R2, R3), nilai hambatan yang tidak diketahui (Rx) dapat dihitung secara presisi menggunakan rumus Rx = (R2/R1) × R3. Fungsi Utama: 1.       Mengukur Hambatan Tidak Dikenal : Menentukan nilai resistor yang belum diketahui dengan akurasi tinggi, terutama untuk hambatan kecil (misal: di bawah 1 ohm). 2.       Mendeteksi Perubahan Kecil pada Hambatan : Sensitif terhadap variasi hambatan, sehingga diguna...
Read more