MODUL 4

RLC SERI DAN PARALEL


1. Pendahuluan[Kembali]

Rangkaian arus bolak-balik (AC) merupakan salah satu materi penting yang digunakan untuk memahami perilaku komponen listrik terhadap perubahan frekuensi. Salah satu jenis rangkaian AC yang banyak dipelajari adalah rangkaian RLC, yaitu rangkaian yang tersusun dari resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C). Ketiga komponen tersebut memiliki karakteristik yang berbeda dalam merespons arus dan tegangan, sehingga ketika digabungkan akan menghasilkan suatu rangkaian dengan sifat listrik yang unik, terutama dalam hal hambatan total, sudut fasa, resonansi, dan respons terhadap frekuensi.

Rangkaian RLC dibedakan menjadi dua jenis utama, yaitu rangkaian RLC seri dan rangkaian RLC paralel. Pada rangkaian RLC seri, ketiga komponen disusun dalam satu jalur sehingga arus yang mengalir pada setiap komponen memiliki nilai yang sama, sedangkan tegangan terbagi pada masing-masing komponen. Sementara itu, pada rangkaian RLC paralel, ketiga komponen disusun secara bercabang sehingga tegangan pada setiap komponen sama, tetapi arus terbagi ke masing-masing cabang sesuai karakteristik impedansinya. Perbedaan susunan tersebut menyebabkan kedua rangkaian memiliki karakteristik analisis yang berbeda, baik dalam perhitungan impedansi, arus, maupun kondisi resonansi.

Analisis rangkaian RLC melibatkan penentuan impedansi total, arus, tegangan, dan respons frekuensi dari rangkaian tersebut menggunakan metode analisis nodal, analisis mesh, atau transformasi domain frekuensi.

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]

1).Base Station

2).Modul RLC seri dan Paralel



3).Jumper




4).Multimeter




5).Resistor



6).Induktor


7).Kapasitor


8).Lampu




4. Dasar Teori[Kembali]

1.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.

Cara Membaca Kode Warna Resistor 4 Gelang

  1. Warna gelang ke-1 menunjukkan nilai tahanan
  2. Warna gelang ke-2 menunjukkan nilai tahanan kedua
  3. Warna gelang ke-3 menunjukkan angka pengali
  4. Warna gelang ke-4 menunjukkan nilai toleransi.

Cara Membaca Kode Warna Resistor 5 Gelang

  1. Warna gelang ke-1, ke-2, dan ke-3 menunjukkan nilai tahanan atau resistansi
  2. Warna gelang ke-4 menunjukkan angka pengali
  3. Warna gelang ke-5 menunjukkan nilai toleransi

Selanjutnya kita hitung nilai resistor tersebut:

Gelang 1 = coklat = 1
Gelang 2 = hitam = 0
Gelang 3 = hijau = 5 karena sebagai pengali jadi nilainya 00000 atau 105

Jadi nilai resistor tersebut adalah:

1+ 0 + 0000 + 5% = 1.000.000=1.000.000 ohm 5%  = 1 juta ohm 5%   atau perhitungannya seperti ini
10  x 105 ohm= 106 ohm = 1 juta ohm ± 5%
Apa maksud toleransi 5%? Maksudnya, 5% dari 10k ohm adalah 50000 ohm =50k, sehingga nilai resistor tersebut bisa saja berada antara 0,95M ohm sampai dengan 1,05M ohm.


Gelang 1 : orange  = 3
Gelang 2 : orange  = 3 
Gelang 3 : hitam = 0
Gelang 4 : merah =  102 atau 00
Gelang 5 : coklat = 1%
Jadi nilai resistor tersebut adalah 330 x 102  =33.000 ohm ± 1% atau 33k ohm ± 1%

2).Induktor

Induktor adalah salah satu komponen pasif dalam rangkaian listrik dan elektronika yang berfungsi untuk menyimpan energi dalam bentuk medan magnet ketika dialiri arus listrik. Induktor biasanya dibuat dari lilitan kawat penghantar yang dibentuk menjadi kumparan atau coil. Ketika arus listrik mengalir melalui lilitan tersebut, akan terbentuk medan magnet di sekitar kumparan. Jika besar arus berubah, medan magnet yang dihasilkan juga ikut berubah, sehingga induktor akan menimbulkan gaya gerak listrik (GGL) induksi yang arahnya berlawanan dengan perubahan arus. Sifat inilah yang membuat induktor mampu menahan perubahan arus secara tiba-tiba.

Besarnya kemampuan induktor dalam menghasilkan medan magnet dan menahan perubahan arus disebut induktansi, yang dilambangkan dengan huruf L dan memiliki satuan Henry (H). Semakin besar nilai induktansi suatu induktor, semakin besar kemampuannya dalam menyimpan energi magnet dan menghambat perubahan arus. Nilai induktansi dipengaruhi oleh jumlah lilitan kawat, ukuran kumparan, jarak antar lilitan, serta jenis inti yang digunakan, seperti inti udara, besi, atau ferit.

Pada rangkaian arus searah (DC), induktor pada awalnya menahan kenaikan arus, tetapi setelah kondisi stabil induktor akan bertindak hampir seperti kawat penghantar biasa. Sedangkan pada rangkaian arus bolak-balik (AC), induktor menghasilkan hambatan semu yang disebut reaktansi induktif , yang nilainya bergantung pada frekuensi sumber dan induktansi induktor.

Hubungan reaktansi induktif dinyatakan dengan:



 3).Kapasitor

Kapasitor adalah salah satu komponen pasif dalam rangkaian listrik dan elektronika yang berfungsi untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk medan listrik. Kapasitor tersusun atas dua buah pelat konduktor yang dipisahkan oleh bahan isolator yang disebut dielektrik, seperti udara, kertas, keramik, mika, atau elektrolit. Ketika kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan, muatan listrik akan terkumpul pada kedua pelat, di mana satu pelat bermuatan positif dan pelat lainnya bermuatan negatif. Perbedaan muatan tersebut menghasilkan medan listrik yang digunakan untuk menyimpan energi.

Kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan listrik disebut kapasitansi, yang dilambangkan dengan huruf C dan memiliki satuan Farad (F). Nilai kapasitansi menunjukkan seberapa besar muatan listrik yang dapat disimpan oleh kapasitor pada tegangan tertentu. Semakin besar nilai kapasitansi, semakin besar pula muatan listrik yang dapat disimpan. Besarnya kapasitansi dipengaruhi oleh luas permukaan pelat, jarak antar pelat, serta jenis bahan dielektrik yang digunakan.

Pada rangkaian arus searah (DC), kapasitor akan terisi muatan pada saat awal dihubungkan dengan sumber tegangan. Setelah kapasitor terisi penuh, arus akan berhenti mengalir sehingga kapasitor bertindak seperti rangkaian terbuka. Sedangkan pada rangkaian arus bolak-balik (AC), kapasitor terus-menerus mengalami proses pengisian dan pengosongan sesuai perubahan polaritas tegangan, sehingga arus tetap dapat mengalir secara periodik.

Pada rangkaian AC, kapasitor menghasilkan hambatan semu yang disebut reaktansi kapasitif . Nilai reaktansi kapasitif dipengaruhi oleh frekuensi sumber dan nilai kapasitansi, dengan hubungan:



4).Rangkaian RLC

Rangkaian RLC adalah rangkaian listrik yang tersusun dari tiga komponen utama, yaitu resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) yang dihubungkan dalam suatu rangkaian arus bolak-balik (AC) maupun arus searah (DC) pada kondisi tertentu. Huruf RLC berasal dari nama ketiga komponen tersebut, yaitu Resistance, Inductance, dan Capacitance. Ketiga komponen ini memiliki fungsi yang berbeda, di mana resistor berfungsi menghambat arus listrik, induktor berfungsi menyimpan energi dalam bentuk medan magnet, dan kapasitor berfungsi menyimpan energi dalam bentuk medan listrik.

Ketika ketiga komponen tersebut digabungkan dalam satu rangkaian, akan terbentuk suatu sistem yang memiliki karakteristik khusus terhadap arus dan tegangan, seperti impedansi, reaktansi, sudut fasa, dan resonansi. Pada rangkaian RLC, induktor menghasilkan reaktansi induktif , sedangkan kapasitor menghasilkan reaktansi kapasitif . Kedua reaktansi ini dipengaruhi oleh frekuensi sumber tegangan, sehingga perubahan frekuensi akan memengaruhi perilaku rangkaian.

 A.RLC Seri


Rangkaian RLC seri adalah rangkaian listrik yang terdiri dari resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C) yang disusun secara berurutan dalam satu jalur. Karena hanya memiliki satu jalur aliran, maka arus yang mengalir melalui resistor, induktor, dan kapasitor memiliki nilai yang sama besar. Namun, tegangan pada masing-masing komponen dapat berbeda-beda sesuai karakteristik komponen tersebut.

Pada saat sumber tegangan AC diberikan, resistor memberikan hambatan tetap terhadap arus, induktor menghasilkan reaktansi induktif yang menyebabkan arus tertinggal terhadap tegangan, sedangkan kapasitor menghasilkan reaktansi kapasitif yang menyebabkan arus mendahului tegangan. Interaksi ketiga komponen tersebut menentukan nilai hambatan total atau impedansi rangkaian.

Impedansi pada rangkaian RLC seri dinyatakan dengan:


Jika nilai reaktansi induktif sama dengan reaktansi kapasitif , maka rangkaian mengalami resonansi, sehingga impedansi menjadi minimum dan arus mencapai nilai maksimum.

Karakteristik RLC seri:

  • Arus pada semua komponen sama.
  • Tegangan terbagi pada setiap komponen.
  • Impedansi dipengaruhi oleh R, L, C, dan frekuensi.
  • Saat resonansi, arus maksimum dan impedansi minimum.

B.RLC paralel


Rangkaian RLC paralel adalah rangkaian yang terdiri dari resistor, induktor, dan kapasitor yang disusun secara sejajar atau bercabang pada dua titik yang sama. Pada rangkaian ini, tegangan pada setiap cabang memiliki nilai yang sama, sedangkan arus yang mengalir akan terbagi ke masing-masing cabang sesuai besar impedansi tiap komponen.

Ketika sumber tegangan AC diberikan, arus pada resistor akan sefase dengan tegangan, arus pada induktor tertinggal terhadap tegangan, dan arus pada kapasitor mendahului tegangan. Arus total sumber merupakan hasil penjumlahan vektor dari arus pada ketiga cabang tersebut.

Impedansi pada rangkaian RLC paralel dinyatakan dengan:



Saat nilai reaktansi induktif sama dengan reaktansi kapasitif , rangkaian mengalami resonansi. Pada kondisi ini impedansi menjadi maksimum dan arus dari sumber menjadi minimum.

Karakteristik RLC paralel:

  • Tegangan pada setiap cabang sama.
  • Arus terbagi pada masing-masing komponen.
  • Impedansi dipengaruhi oleh R, L, C, dan frekuensi.
  • Saat resonansi, impedansi maksimum dan arus sumber minimum.




Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Tugas Karena Telat

 TUGAS KARENA TELAT Nama : HABIL ALFARASH NIM  : 2510952022 MENGUKUR ARUS DAN TEGANGAN PADA RANGKAIAN LISTRIK SEDERHANA MENGGUNAKAN SOFTWARE PROTEUS VERSI 8.17 1).Komponen yang dipakai     - 1 buah baterai bernilai 9 volt     - 3 buah resistor yang masing masing bernilai 100,200,400 ohm     - sebuah ampermeter untuk menghitung nilai arus pada rangkaian      -sebuah voltmeter untuk menghitung nilai tegangan pada rangkaian  2). Klik disini bentuk rangkain yang listrik yang telah saya buat sebagai berikut : https://drive.google.com/drive/folders/1ltmFt_jUg-xMbuTTYSi5FXAbIzfLlIy_
Baca selengkapnya