Impedansi Rangkaian RLC dan Percobaannya

Impedansi Rangkaian RLC dan Percobaannya

• Materi

Resistansi, reaktansi dan impedansi merupakan istilah yang mengacu pada karakteristik dalam rangkaian yang bersifat melawan arus listrik. Resistansi merupakan tahanan yang diberikan oleh resistor. Reaktansi merupakan tahanan yang bersifat reaksi terhadap perubahan tegangan atau perubahan arus yang diberikan oleh kapasitor atau induktor. Sedangkan impedansi mengacu pada keseluruhan dari sifat tahanan terhadap arus baik mencakup resistansi, reaktansi atau keduanya. Ketiga jenis tahanan ini diekspresikan dalam satuan ohm.

Induktor melawan arus yang melaluinya dengan cara menurunkan tegangan berbanding lurus dengan laju perubahan arus. Menurut hukum Lenz tegangan terinduksiakan selalu dalam polaritas yang sedemikian rupa menjaga nilai arus seperti pada sebelumnya. Dengan demikian ketika arus meningkat, tegangan terinduksiakan melawan aliran elektron, sedangkan ketika arus menurun polaritas akan berbalik dan mendorong aliran elektron. Oposisi terhadap aliran ini disebut sebagai reaktansi.Karena sebuah induktor menurunkan tegangan berbanding lurus dengan laju perubahan arus maka reaktansinya juga akan bergantung pada frekuensi AC (f), menurut:
 

Dengan L adalah nilai induktansi induktor dalam satuan Henry (H).
Berbeda dengan induktor, kapasitor memungkinkan arus untuk melewatinya berbanding lurus dengan laju perubahan tegangan.Arus yang melalui kapasitor merupakan reaksi dari perubahan tegangan pada kapasitor tersebut. Karena kapasitor menghantarkan arus berbanding lurus dengan laju perubahan tegangan maka juga berbanding lurus dengan frekuensi (f). Oleh karena itu reaktansinyaakan berbanding terbalik dengan frekuensi sinyal AC-nya, menurut persamaan:

Dengan C adalah kapasitas kapasitor dengan satuan Farad (F).

Resistansi dan reaktansi tidak dapat dijumlahkan secara skalar, namun harus memenuhi kaidah vektor sebagaimana gambar berikut ini.

Pada rangkaian RLC, hukum Ohm tetap memenuhi untuk digunakan dalam perhitungan.  Akan tetapi operasi aritmatiknya tetap mengikuti kaidah dalam perhitungan vektor kompleks. Contoh pada rangkaian RLC seri berikut ini maka nilai impedansi rangkaian (Z) tersebut sama dengan,

Sedangkan untuk rangkaian RLC paralel, nilai impedansi rangkaian dapat dihitung dengan,

• Percobaan Rangkaian RLC

Setelah kita memahami teori di atas, kini saatnya kita melakukan percobaan, karena jika kita hanya memahami teori maka semua orang bisa, tapi yang terpenting sebenrnya adalah prakteknya. Karena dalam dunia kerja nanti prakteklah yang kita lakukan bukan memahamai teori lagi. Banyak orang yang bisa teori tapi prakteknya tidak bisa, karena praktek sangat beda jauh dengan teori. Oke langsung saja kita menuju langkah-langkah percobaannya. Sebelumnya kita siapkan alat dan bahan

Alat dan Bahan 

a. Modul hardware praktikum dasar teknik elektro

b. Multimeter

c. LCR - Meter

d. Resistor berbagai nilai

e. Kapasitor berbagai nilai

f. Induktor berbagai nilai

Langkah Percobaan

1. Percobaan Rangkaian RC

a. Ambil sebuah R dan C sembarang, dan ukur nilai resistansi R dan reaktansi XC komponen tersebut.

b. Rangkai R dan C tersebut secara seri.

c. Dengan menggunakan LCR meter, ukur nilai impedansi rangkaian tersebut.

d. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil hitungan manual.

e. Ulangi langkah (a) sampai dengan (d) untuk rangkaian R dan C secara parallel.

2. Percobaan Rangkaian RL

a. Ambil sebuah R dan L sembarang, dan ukur nilai resistansi R dan reaktansi XL komponen tersebut.

b. Rangkai R dan L tersebut secara seri.

c. Dengan menggunakan LCR meter, ukur nilai impedansi rangkaian tersebut.

d. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil hitungan manual.

e. Ulangi langkah (a) sampai dengan (d) untuk rangkaian R dan L secara paralel.

3. Percobaan Rangkaian LC

a. Ambil sebuah L dan C sembarang, dan ukur nilai reaktansi XL dan reaktansi XC komponen tersebut.

b. Rangkai L dan C tersebut secara seri.

c. Dengan menggunakan LCR meter, ukur nilai impedansi rangkaian tersebut.

d. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil hitungan manual.

e. Ulangi langkah (a) sampai dengan (d) untuk rangkaian L dan C secara paralel.

4. Percobaan Rangkaian RLC

a. Ambil sebuah R, L dan C sembarang, dan ukur nilai resistansi R, reaktansi XL dan reaktansi XC komponen-komponen tersebut.

b. Rangkai R, L dan C tersebut secara seri.

c. Dengan menggunakan LCR meter, ukur nilai impedansi rangkaian tersebut.

d. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil hitungan manual.

e. Ulangi langkah (a) sampai dengan (d) untuk beberapa konfigurasi rangkaian R, L dan C seperti pada tabel pengamatan.

• Referensi

[1] B. Astuti, Ir.,MT. Pengantar Teknik Elektro, Graha Ilmu, 2010

[2] Harris,J.,E., Electrical Engineering Laboratory II, ECE 212, 2010

[3] Rizzoni, Giorgio, Principles and applications of Electrical Engineering,Third edition, McGraw-Hill, 2009

[4] S.K.Bhattacharya, Experiment in Basic Electrical Engineering, New Age International Ltd., 2007

Share this post