Rangkaian Seri RLC Arus Bolak-balik , praktikum Elektronika Dasar 1, Fisika FMIPA ITS 2012

1. Abstrak- Percobaan Rangkain seri RLC arus bolak
balik ini bertujuan untuk menentukan karakteristik
lampu pijar,menera skala inductor variable, dan
menentukan frekuensi resonansi pada rangkaian seri arus
bolak balik.Dilakukan dengan cara dipersiapkan alatnya
seperti Vari AC, power supply DC, kapasitor 104J(0,1μF),
inductor variable,VOM, lampu pijar 25W/220 V setelah itu
dirangkai sesuai percobaaan lalu dicari teganngan dan
Arus pada masing-masing percobaan , untuk percobaan
pertama dicari tegangan dan arus ketika lampu dialiri AC
maupun DC, percobaan kedua dicari tegangan dan arus
ketika skala inductor variable dirubah untuk peneraan
nilai L, untuk percobaan tiga dicari tegangan VLC dan
arusnya dan dihubungkan dengan nilai inductor variable
sehingga nanti dicari frekuensi resonansi. Sehingga pada
percobaan ini dihasilkan bahwa lampu pijar pada AC
lebih terang dari pada Lampu pijar pada DC kerena
Rac<Rdc sehingga Iac>Idc. Dan skala inductor variable
yakni 2,5 10-6
H setiap kenaikan 1 cm, untuk besar
frekuensi resonansi sebesar = 37475,1 Hertz..
Kata kunci - arus,tegangan, Induktor,kapasitor,
lampu pijar,inductor variable, frekuensi resonansi.
I. PENDAHULUAN
angkaian pada umumnya didasarkan pada sumber
tegangan serta komponen yang terlibatnya sehingga
kalau berdasarkan pada sumbernya terdapat rangkaian
sumberAC dan DC , untuk didasarkan pada komponen
terdapat rangkaian yang disusun atas komponen resistor
(R), Induktor (L), Kapasitor (C) , untuk bentuk variasinya
di antaranya rangkaian R-L, R-C, L-C dan RLC sehingga
dari semua itu khususnya pada rangkaian RLC akan
terdapat karakteristik dilihat dari segi arus atau
tegangan ,hambatan setiap komponen apabila di susun
seri pada arus AC yang melatar belakangi percobaan ini.
R
Dari sifat umum pada rangkaian RLC seri pada arus
bolak balik tersebut dapat dijadikan dasar untuk
mengetahui karakteristik khusus dari setiap komponen R-
L-C dimana apabila R berwujud lampu, L- berbentuk
inductor variable, C berwujud kapasitor sehingga akan
memiliki sifat tersendiri sehingga pada percobaan ini
akan dilakukan indentifikasi hal tersebut.
Sehingga percobaan ini dilakukan untuk
mementukan karakteristik lampu pijar, menera skala
inductor variable,dan menentukan frekuensi resonansi
dari rangkaian seri arus bolak-balik.
II. DASAR TEORI
Sumber tegangan AC merupakan bentuk
tegangan yang membentuk grafik sinusiodal sehingga
pada waktu tertentu bernilai positif atau bernilai negatif
namun dalam kenyataanyya tegangan tersebut tetap
berniali positif karena fase tersebut sangat cepat. Bentuk
rangkaian pada tegangan Ac bermacam –macam salah
satunya yakni rangkaian seri RLC dimana R merupakan
resitor, L merupakan induktor, C merupakan kapasitor.
Karena rangkaian ini merupakan rangkaian seri maka arus
pada setiap komponen bernilai sama dan pula ketika
digrafik sinusoidal maka nilai amplitudo dan fase masing-
masing komponen bernilai sama[1][2].
Namun apabila dilihat pada setiap komponennya
misal resistor pada sumber AC maka sifatnya yakni
terjadi tegangan instan yang melewati resistor maksudnya
tidak ada perlakuan atau perubahan tegangan lain pada
resistor sehingga hal ini menyebabkan fase arus dan
tegangan sama pada resistor. Pada induktor memiliki sifat
terdapat ggl hsail induktansi diri sehingga terjadi
perubahan sifat bahwa tegangan mendahului
arussebesar 90 derajat fasenya. Untuk kapasitor pada
tegngan AC bersifat arus mendahului tegangan sebesar 90
derajat faenya.dan secra umum persamaaan untuk
impedansi (Z) (hambatan total) pada tegangan AC yakni
22
)( XCXLRZ −+= (1)
Dimana XL merupakan reaktansi induktif yakni
hambatan yang dihasilkan oleh induktor dengan rumus
fLLXL πω 2== (2)
Untuk nilai L sendiri bisa dicari dengan rumus
bila diketahui tegangan dan arus
If
V
L L
π2
= (3)
dan XC reaktansi kapasitif yakni reaktansi yang
dihasilkan oleh kapasitor dengan rumus
C
XC
ω
1
= (4)
dan nilainya apabila keduanya dihubungkan nilai
reaktansi kapasitor berbanding terbalik dengan induktor
apabila dihubungkan dengan sumber tegangan dengan
frekuensi yang sama[3].
Untuk proses resonansi terjadi ketika nilai I
maximum dan V minimum sehingga membuat XL=XC
Rangkaian Seri RLC Arus Bolak-balik (E4)
Aris Widodo, Nike Ika N, lyla yuwana
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

2. sehingga nilai kedua frekuensi haruslah sama maka besar
frekuensi yakni resonansi
LC
f
π2
1
= (2)
[3].
III. METODE
Pada percobaan rangkaian seri RLC pada arus bolak
balik ini, terdapattiga maacam percobaan yakni yang
pertama, penentuan karakteristik lampu pijar . kedua,
peneraan skala inductor variable. Ketiga, penentuan
frekuensi resonansi dari rangkaian seri RLC arus AC.
Langkah pertama yang dilakukan yakni disiapkan
alat dan bahan diantaranya vari AC, lampu pijar 25W/220
V, inductor variable skala 1-9 cm. Kapasitor 104J (0,1
μF), miliamper AC dan multitester, power Supply DC.
Untuk percobaan pertama alat dirangkai seperti berikut.
Gambar 1. Rangkain percobaan 1
Setelah alat dirangkai lalu pertama hubungkan
dengan tegangan AC dahulu dengan variasi bertingkat
yakni 5,10,15,20,25 volt untuk penetuan variasi bisa
digunakan voltmeter yang dihubungkan pada sumber
tegangan untuk pengaturannya setelah itu diamati dan
dicatat nilai yang ditunjukkan pada voltmeter dan
amperemeter. Untuk tegangan DC dilakukan dengan cara
sama namun diubah pengaturan multimeternya ke aturan
DC.
Untuk percobaan yang kedua alat dirangkai sebagai
berikut
Gambar 2. Rangkaian percobaan 2
Setelah dirangkai alatnya lalu diatur tegangan
hingga dicapai 100V dibantu voltmeter yang dipasang di
sumber tegangan. setelah itu di atur skala inductor
variable dari skala 1-8 cm dengan kelipatan 1,setelah itu
diamati dan dicatat nilai pada voltmeter dan ampermeter
setiap variasi skala inductor variable.
Untuk percobaan ketiga , langkah pertama alat
dirangkai seperti gambar berikut
Gambar 3. Rangkaian percobaan 3
Setelah itu atur tegangan sumber sebesar 100 V dibantu
dengan voltmeter yang dipasang di sumber tegangan.
Setelah itu atur skala inductor variable dari rentang 1-8
cm dengan variasi setiap kelipatan 1, lalu diamati dan
dicatat nilai ampermeter dan voltmeter (di lampu dan di
induktor-kapasitor).
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari percobaan diatas di dapatkan untuk
percobaan pertama yakni penentuan karakteristik lampu
pijar didapatkan data sebagai berikut
Tabel 1. Data hasil percobaan 1

3. Maka dapat dicari nilai hambatan pada
masing-masing sumber berbeda yakni dengan
rumusan V=IR, maka didapat
Tabel 2. Nilai Hambatan ketika AC/DC
R ac R dc
0,69 1,25
0,84 1,27
0,94 2,55
1,19 2,62
1,39 2,19
Dari hasil tersebut dapat di identifikasi bahwa
hambatan tersebut sehingga akan mempengaruhi nilai
arus yang lewat pada rangkaian semakin kecil hambatan
maka semakin besar arus dan sebaliknya sesuai persaman
umum V=IR, dari analisa perhitungan di dapatkan namun
secara fisis maka semakin arus besar maka semakin
banyak elektron yang mengalir khususnya pada laminer
lampu sehingga banyak lompatan elektron sehingga
lampu semakin terang . maka lampu semakin terang pada
AC daripada DC.
Untuk percobaan kedua yakni menera skala
inductor variable didapatkan data sebagai berikut.
Tabel 3. Data hasil percobaan 2
skala
inductor arus V lampu VL
1 39 90 0,285
2 39 90 0,29
3 39 90 0,292
4 39 90 0,3
5 39 90 0,31
6 39 90 0,33
7 39 90 0,41
8 39 90 0,5
Dengan persamaaan (3) sehingga di dapat besar
induktansi yakni
Tabel 4. Besar Induktasi didasarkan pada skala
skala inductor L
1 0,000023
2 0,000024
3 0,000024
4 0,000024
5 0,000025
6 0,000027
7 0,000033
8 0,000041
Dan apabila di grafiskan akan dihasilkan sebagai
berikut.
Gambar 4. Skala induktansi variabel vs besar Induktansi
Dari gambar grafik tersebut dapat dianalisa
bahwa semakin besar skala inductor variable nya
maka semakin besar nilai induktansinya hal ini
dikarenakan pada alat inductor variable. Semakin
besar skalanya maka semakin dalam inti besi
pemvariasi dimasukkan maka pengaruh inti besi
besar induktansi diri semakin besar karena dibantu
inti besi tadi sehingga nilai induktansi semakin
besar. Sama prinsipnya seperti transformator bahwa
inti bisi digunakan untuk memperbesar nilai ggl,
induktansi karena memperbesar fluks yang diterima.
Untuk percobaan penentuan frekuensi
resonansi didapatkan data sebagai berikut
Tabel 5. Data hasil percobaan 3
skala arus VLC
1 2,1 97
2 2,1 96
V
AC/DC
A
AC
A
DC
V
AC lampu
V
DC lampu
5 7,2 4 5 5
10 11,9 5,5 10 7
15 15,9 5,5 15 14
20 16,8 6,5 20 17
25 18 10,5 25 23

4. 3 2,1 95
4 2,1 93
5 2,1 91
6 2,1 90
7 2,1 88
8 2,1 85
Dari data tabel 4 sehingga dapat di peroleh
gambara grafik sebagai berikut.
Gambar 4. VLC vs besar Induktansi
Dari data tersebut diketahui persamaan linearnya
yakni y=-601224x + 108,55, dimana x = L , y =
VLC , Untuk L resonansi maka VLC min =0 maka
didapat L resonansi = 0,00018H, sehingga sesuai
persamaan (2) didapatkan frekuensi resonansi
sebesar = 37475,1 Hertz.
V. KESIMPULAN
Kesimpulan dari percobaan rangkain seri
RLC arus bolak balik yakni lampu pijar pada AC
lebih terang dari pada Lampu pijar pada DC kerena
Rac<Rdc sehingga Iac>Idc. Dan skala inductor
variable yakni 2,5 10-6
H setiap kenaikan 1 cm,
untuk besar frekuensi resonansi sebesar = 37475,1
Hertz..
DAFTAR PUSTAKA
[1] Serway , Physics for Scientist and Engineer.California:Thomson
books,2004.
[2] D. Halliday,Fundamentals Of Physics 9th Edition.USA:John
willey& sons,inc.,2011.
[3] Sutrisno, Elektronika Teori dasar dan
penerapannya.Bandung:penerbit ITB,1986.