LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
Percobaan: Induktansi
Hari : Kamis
Pelaksanaan Pelaksanaan Praktikum Tanggal : 19 Mei 2011
Jam: 14.50
Oleh:
NIM: 081017025 0810170 25 Kerabat dalam kelompok: 1. 2.
Dosen pembimbing Asisten pendamping
NIM : 081017030 081017030 NIM : 081017031 081017031
: Djoni Izak R : Nur Aini
LABORATORIUM FISIKA DASAR FSAINTEK UNIVERSITAS AIRLANGGA
PERCOBAAN L2 INDUKTANSI
A. Tujuan 1. Mengenal inductor ideal dan non ideal 2. Mengenal rangkaian RLC seri dan parallel 3. Menentukan nilai induktansi inductor
B. Teori Dasar Arus listrik dibagi menjadi dua macam yaitu arus searah atau DC ( direct current ) dan arus bolak balik atau AC ( alternating current ). Arus searah memiliki
arah arus tetap, sedangkan arus bolak balik memiliki arah yang berubah-ubah. Arus listrik bolak balik adalah arus listrik yang mengalir jika kedua terminal listrik tegangan bolak balik dihubungkan dengan suatu impedansi dengan lambing Z dan bersatuan Ω atau ohm. Hubungan antara tegangan, arus dan impedansi listrik adalah V=IZ
(1)
Tegangan dan arus bolak balik yang dilibatkan dalam percobaan ini berupa tegangan efektif (V eff ) dan arus efektif (I eff ) Impedansi berfungsi menghambat arus listrik secara umum. Impedansi untuk hambatan listrik sama dengan nilai hambatan listriknya, sedangkan impedansi untuk kapasitor disebut rektansi kapasitif (X C) dan untuk inductor disebut reaktansi induktif (X L). Kedua rektansi ini bergantung pada frekuensi tegangan bolak balik. Untuk tegangan bolak balik berupa sinus berlaku hubungan berikut.
2
XL = ω L = 2πfL
(2) (3)
Dengan f adalah frekuensi dan ω adalah frekuensi sudut tegangan listrik berbentuk sinus.
(a)
(b)
(c)
Gambar 1. (a) Lambang inductor ideal, (b) Lambang inductor non ideal (c) Rangkaian inductor non ideal.
Induktor ideal yang lambangnya ditunjukkan oleh Gambar 1(a) hanya memiliki nilai induktansi. Pada kenyataannya, induktor dibuat dari lilitan kawat yang memiliki hambatan tertentu, sehingga nilai hambatan kawat harus dilibatkan dalam induktor. Lambang induktor non ideal sama dengan rangkaian induktor dan hambatan seri seperti ditunjukkan oleh Gambar 1 (b). Rangkaian induktor non ideal dengan catu daya bolak-balik V dan amperemeter (A) ditunjukkan oleh Gambar 1 (c). Besar impedansinya adalah Z=
√
(4)
Dari persamaan (1), (3) dan (4) akan diperoleh nilai induktansi L. L=
(5)
Rangkaian resonansi RLC seri ditunjukkan oleh gambar 2 (a). Hambatan R merupakan hambatan kawat induktor. Arus efektif yang mengalir dalam rangkaian adalah.
= – = I=
Pada keadaan resonansi akan diperoleh arus maksimum sebesar
Imaks =
(a)
(b)
Gambar 2. (a) Rangkaian resonansi RLC seri, (b) Rangkaian RLC paralel.
Hubungan antara nilai C, L dan frekuensi sudut ω pada keadaan resonansi adalah.
C=
(8)
Rangkaian resonansi RLC paralel ditunjukkan oleh Gambar 2 (a). Hambatan R merupakan hambatan kawat inductor. Arus efektif yang mengalir dalam rangkaian adalah
I = V
(9)
Pada keadaan resonansi akn diperoleh arus minimum sebesar
Imin =
(10)
Hubungan antara nilai C, L dan frekuensi sudut ω pada keadaan resonansi adalah
C=
(11)
Dalam eksperimen ini frekuensi tegangan bolak-balik catu daya sama dengan frekuensi jala-jala listrik PLN seperti berikut.
C. Alat dan Bahan 1. Catu daya bolak-balik. 2. Amperemeter AC. 3. Multimeter digital.
f = 50 HZ
(12)
atau ω = 2πf = 314 rad/s
(13)
4. Kapasitor Variabel 5. Induktor 6. Kabel – kabel penghubung.
D. Prosedur Kerja 1. Siapkan catu daya bolak-balik, amperemeter bolak-balik, multimeter digital, inductor, dan searah (DC) dan galvanometer searah (DC). 2. Ukur dan catat nilai hambatan inductor dengan ohmmeter dalam multimeter digital. Ukur pula hambatan probe multimeter. 3. Rakit rangkaian RL seri seperti Gambar 1 (c) dan catat arus (efektif) yang mengalir dalam rangkaian. Ukur dan catat tegangan (efektif) catu daya dengan voltmeter AC dalam multimeter digital. 4. Rakit rangkaian resonansi RLC seri seperti Gambar 2 (a). 5. Degan cara mengubah nilai kapasitansi variable, ukur dan catat arus maksimum yang mengalir dalam rangkaian serat catat pula nilai kapasitansinya. 6. Rakit rangkaian resonansi RLC parallel seperti gambar 2(b). 7. Dengan cara mengubah nilai kapasitansi kapasitor variable, ukur dan catat arus maksimum yang mengalir dalam rangkaian serta catat pula nilai kapasitansinya.
E. Hasil Pengamatan Induktor
: R (total)
= 48 ohm
R (probe)
= 5 ohm
Rangkaian RL seri : V
= 7,3 v
I
= 13 mA
Tabel 1. Nilai C dan I pada rangkaian resonansi RLC seri
0
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
5,2
5,5
6,0
2
2,1
2,5
3
3,25
3,75
4
1
13
14,4
15,8
6,5
6,5
6,5
7,1
7,8
9,8
10,7
2
13,25
14,3
15,9
6,5
6,6
7
7,8
8,6
8,7
9,9
3
53
54
53
40
40
40
48
50
50,5
54
4
46
44
43
54
54
54
53
52
51
50
5
35
34
33
42
42
42
40
29
39
38
6
28
28
27,8
32
32
32
31
31
30
30
7
25
25
25
27
27
27
27
26
26
26
8
24
23,8
23,8
25
25
25
25
24
24
24
9
1,5
1,5
2
0
0
0
0
0,1
0,1
0,1
Tabel 2. Nilai C dan I rangkaian resonansi RLC paralel 0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0
8,5
8,2
8
10,5
10,5
10,2
10,2
10
9,8
9,5
1
5,8
5,5
7,5
7,5
7,5
7
7
7
8
9,5
2
4
4
3,5
5,5
5,5
5,5
5
5
5
4,8
3
4
4
3,5
5,6
5,6
5,6
5,5
5
4,8
4,8
4
3,5
2
2
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3
2,5
5
3,2
3,5
3,5
2,3
2,3
2,3
2,3
2,5
2,5
2,5
6
5,5
5,6
5,8
4
4
3,8
4,2
4,2
4,5
4,8
7
7
7,2
7,3
5,6
5,6
5,8
5,8
6,5
6,1
6,2
8
9,5
9,6
10
5,5
5,5
5,5
6
6
6,2
6,5
9
11,4
11
11
13,5
13,5
13,2
13
12,5
12,2
12,2
Rangkaian resonansi RL seri C
= 4,4 F
I
= 54 mA
Rangkaian resonansi RL paralel C
= 4,1 F
I
= 2 mA
