LISTRIK

MODUL PRAKTIKUM
Mata Kuliah:
Fisika Dasar: Listrik dan Magnet (2 SKS)
Dosen Pengampu:
Dr. Ucuk Darusalam, ST, MT
Laboratorium Artificial Intelegence
Program Studi Informatika
Fakultas Teknologi Komunikasi dan Informatika
Universitas Nasional
Jl. Sawo Manila No. 61, Jakarta, 12520
www.unas.ac.id

2
Modul Praktikum Listrik & Magnet
Dosen: Dr. Ucuk Darusalam, ST, MT
Kata Pengantar
Praktikum listrik dan magnet ini dirancang bisa dilakukan dengan simulasi
dan eksperimen di laboratorium. Modul praktikum terdiri atas 7 modul atau bab
yang masing-masing menyesuaikan dengan teori Listrik dan Magnet (2 SKS).
Piranti lunak yang bisa digunakan adalah Electronics Work Bench atau PSpice atau
Multisim. Keunggulan dengan simulasi adalah mahasiswa dapat melakukan
pengubahan variable tanpa melakukan perubahan fisik komponen. Dan instrument
alat ukur yang digunakan melimpah untuk digunakan mulai voltmeter digital
hingga voltage analyser. Mahasiswa dalam 1 semester dirancang untuk dapat
menyelesaikan 7 bab dan setiap bab terdapat pertanyaan yang wajib dijawab
berdasarkan data simulasi yang diperoleh.
Jakarta, …..Desember 2018
Penyusun,
Dr. Ucuk Darusalam, ST, MT

3
Tujuan Praktikum
Capaian Pembelajaran Praktikum Fisika Dasar: Listrik dan Magnet
Dengan mengacu pada portofolio Kurikulum Pendidikan Tinggi Berbasis
Standar Nasional Pendidikan Tinggi Prodi Informatika S1, CPMK untuk mata
kuliah Fisika Dasar adalah dirumuskan sebagai berikut:
1. Mampu menguasai prinsip-prinsip dasar listrik dan magnet sebagai
fundamental science untuk diterapkan dalam dunia komputasi.
2. Mampu menerapkan prinsip dasar listrik dan magnet sebagai basis
pengembangan teknologi informasi.
3. Mampu menganalisis fenomena listrik dan magnet sebagai pengayaan
desain ilmu dan teknik komputasi.
4. Mampu melakukan simulasi dan analisis fenomena listrik dan magnet
dengan bantuan piranti lunak.
Software Simulasi
Untuk dapat mencapai sasaran CPMK, praktikum dilakukan dengan cara
simulasi menggunakan perangkat lunak. Perangkat lunak yang digunakan adalah
sebagai berikut:
1. Software Optisystem 7.0
2. Software PSpice
3. Software Electronics WorkBench
4. Software Matlab 2019.a student version.
Praktikan diwajibkan untuk menginstall software tersebut di PC atau laptop
masing-masing. Panduan instalasi dan sumber software tersedia di laboratorium
dan pemanduan step-by-step dilakukan oleh asisten laboratorium.
Format Laporan
Laporan praktikum dibuat dalam bentuk dokumen “Laporan Praktikum” per
dua minggu sesuai dengan topik-topik yang telah disusun dalam modul praktikum.

4
Dokumen laporan ditulis dengan menggunakan Word Processor, dengan ukuran
margin halaman sebagai berikut:
 Margin atas : 4 cm
 Margin kiri : 4 cm
 Margin kanan : 3 cm
 Margin bawah : 3 cm
Font yang digunakan dalam dokumen adalah Times New Roman ukuran 12 font
untuk body text, sedangkan untuk bab adalah 14. Spasi yang digunakan setiap
kalimat adalah 1,5. Sistematika penyusunan laporan per topik praktikum adalah
sebagai berikut:
a) Halaman sampul disertai dengan judul praktikum, nama praktikan, NPM,
dan alamat email.
b) Abstrak (tidak lebih dari 200 kata)
c) Pendahuluan (berisi latar belakang, permasalahan, dan tujuan)
d) Dasar Teori (tidak lebih dari 4 halaman)
e) Metode Praktikum
f) Hasil dan Analisa
g) Kesimpulan
h) Daftar Pustaka
Font yang digunakan dalam dokumen adalah Times New Roman ukuran 12 font
untuk body text, sedangkan untuk bab adalah 14. Grafik yang disertakan dalam
dokumen dibuat dengan menggunakan Matlab. Sebagai contoh pembuatan grafik
dengan Matlab berikut ini:
Syntax
plot(X,Y)
plot(X,Y,LineSpec)
plot(X1,Y1,...,Xn,Yn)
plot(X1,Y1,LineSpec1,...,Xn,Yn,LineSpecn)
plot(Y)
plot(Y,LineSpec)
plot(___,Name,Value)
plot(ax,___)
h = plot(___)

5
Description
plot(X,Y) creates a 2-D line plot of the data in Y versus the corresponding values in X.
 If X and Y are both vectors, then they must have equal length. The plot function
plots Y versus X.
 If X and Y are both matrices, then they must have equal size. The plot function plots
columns of Y versus columns of X.
 If one of X or Y is a vector and the other is a matrix, then the matrix must have dimensions
such that one of its dimensions equals the vector length. If the number of matrix rows
equals the vector length, then the plot function plots each matrix column versus the vector.
If the number of matrix columns equals the vector length, then the function plots each
matrix row versus the vector. If the matrix is square, then the function plots each column
versus the vector.
 If one of X or Y is a scalar and the other is either a scalar or a vector, then the plot function
plots discrete points. However, to see the points you must specify a marker symbol, for
example, plot(X,Y,'o').
plot(X,Y,LineSpec) sets the line style, marker symbol, and color.
plot(X1,Y1,...,Xn,Yn) plots multiple X, Y pairs using the same axes for all lines.
plot(X1,Y1,LineSpec1,...,Xn,Yn,LineSpecn) sets the line style, marker type, and color for each line.
You can mix X, Y, LineSpec triplets with X, Y pairs. For
example, plot(X1,Y1,X2,Y2,LineSpec2,X3,Y3).
plot(Y) creates a 2-D line plot of the data in Y versus the index of each value.
 If Y is a vector, then the x-axis scale ranges from 1 to length(Y).
 If Y is a matrix, then the plot function plots the columns of Y versus their row number.
The x-axis scale ranges from 1 to the number of rows in Y.
 If Y is complex, then the plot function plots the imaginary part of Y versus the real part
of Y, such that plot(Y) is equivalent to plot(real(Y),imag(Y)).
plot(Y,LineSpec) sets the line style, marker symbol, and color.
plot(___,Name,Value) specifies line properties using one or more Name,Value pair arguments. For a
list of properties, see Line Properties. Use this option with any of the input argument combinations
in the previous syntaxes. Name-value pair settings apply to all the lines plotted.
plot(ax,___) creates the line in the axes specified by ax instead of in the current axes (gca). The
option ax can precede any of the input argument combinations in the previous syntaxes.
h = plot(___) returns a column vector of chart line objects. Use h to modify properties of a specific
chart line after it is created. For a list of properties, see Line Properties.
Contoh
x = 0:pi/100:2*pi;
y = sin(x);
plot(x,y)

6
Daftar Halaman
Hal.
Halaman sampul………………………………………………………... 1
Tujuan Praktikum……………………………………………………..... 2
Daftar Halaman……………………………………………………........ 5
Praktikum 1: Rangkaian Resistor………………………………............. 7
Praktikum 2: Rangkaian Capacitor………………………………........... 11
Praktikum 3: Rangkaian RC………………………………..................... 15
Praktikum 4: Hukum Kirchoff………………………………................. 18
Praktikum 5: Rangkaian RLC………………………………................... 21
Praktikum 6: Resonansi RLC ……………………………….................. 26
Praktikum 7: Transformer ………………………………....................... 29
Daftar Pustaka………………………………........…………………….. 33

7
Praktikum 1: Rangkaian Resistor
A. Kompetensi Akhir
Pada minggu ke-2 perkuliahan praktikum modul ke-1 mahasiswa
ditargetkan dapat mencapai kompetensi akhir dengan mengacu pada rumusan
CPMK sebagaimana berikut ini:
1. Mampu memahami prinsip kerja rangkaian seri dan paralel pada resistor.
2. Mampu melakukan simulasi cara kerja rangkaian seri dan paralel resistor
dengan piranti lunak.
3. Mampu memahami karakteristik rangkaian seri dan paralel resistor dengan
piranti lunak.
4. Mampu menganalisi rangkaian seri dan paralel resistor dengan piranti
lunak.
B. Teori Dasar
Resistor merupakan komponen listrik yang berfungsi untuk menahan arus
listrik sebagaimana dinyatakan pada hukum Ohm. Secara umum semua bahan atau
material listrik memiliki karakteristik resistansi. Sehingga dalam semua rangkaian
listrik dan elektronik dapat dimodelkan sebagai hubungan serial atau paralel dari
rangkaian elektronik. Contoh hubungan serial dari resistor adalah hubungan
antaradua buah lampu yang dihubungkan dengan sumber tegangan listrik (Gambar
1.1).
Gambar 1.1 Hubungan serial resistor.

8
Tegangan listrik total yang mensuplai arus listrik pada kedua buah lampu tersebut
dapat dimodelkan sebagai berikut:
(1.1)
Req merupakan nilai resistansi ekivalensi dari kedua buah resistor akibat hubungan
serial dalam satu alur perjalanan arus yang sama dari I. Sehingga Req dapat
dijumlahkan sebagai hubungan sebagai berikut:
(1.2)
Dalam penerapannya hubungan serial dari resistor bisa terjadi lebih dari 2
komponen sehingga, hubungan serial yang tidak terhingga bisa dinyatakan sebagai
penjumlahan total aljabar dari semua koneksi serial resistor pada suatu rangkaian
listrik atau elektronik sebagaimana berikut ini:
(1.3)
Rangkaian paralel resistor dapat dipahami sebagai cara kerja dua buah
lampu yang dihubungkan dengan sumber tegangan yang sama (Gambar 1.2). Kedua
buah lampu tersebut dapat dimodelkan sebagai hubungan paralel dari resistor.
Sumber tegangan memberikan suplai arus listrik, I pada percabangan resistor
tersebut yakni I1 dan I2.
Gambar 1.2 Hubungan paralel resistor.

9
Sehingga dengan mengacu pada hukum penjumlahan arus listrik, bahwa arus listrik
yang masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah total arus listrik yang
keluar pada suatu percabangan, maka
(1.4)
Dan masing-masing I1 dan I2 adalah:
(1.5)
Persamaan 1.5 dapat diselesaikan dengan persamaan (1.6)
(1.6)
Sehingga Req paralel dapat dinyatakan sebagai ekivalensi kontribusi dari kedua
resistor pada dua buah lintasan arus I1 dan I2, (1.7)
(1.7)
Secara umum hubungan paralel dari resistor dapat dinyatakan sebagai porsi
kontribusi resistansi setiap resistor pada lintasan arus yang dilewati sebagaimana
Pers. (1.8)
(1.8)
C. Prosedur Simulasi
Pada software Multisim atau PSpice atau EWB rangkailah komponen
berikut ini (Gambar 1.3).
Gambar 1.3 Resistor dalam hubungan serial dan paralel.

10
Komponen:
1. Resistor 12 Ohm
2. Resistor 18 Ohm
3. Resistor 9 Ohm
4. Resistor 6 Ohm
5. Sumber tegangan DC 6 Volt.
Prosedur:
1. Ukurlah arus yang masuk pada resistor 12 Ohm.
2. Ukurlah arus yang keluar resistor 12 Ohm dengan Amperemeter.
3. Ukurlah arus masuk yang keluar dari tiga resistor pada hubungan paralel 3
buah resistor.
4. Hitunglah Req pada ketiga buah resistor tersebut dan ukurlah masing-
masing arus yang masuk pada setiap resistor.
D. Laporan Praktikum
Dapatkanlah data-data sebagai berikut:
Tabel 1.1 Data pengukuran
I
(Ampere)
I1
(Ampere)
I2
(Ampere)
I3
(Ampere)
Req Paralel 3
buah resistor
(Ohm)
Pertanyaan:
1. Apakah arus I sama dengan jumlah total arus yang masuk pada percabangan
3 buah resistor paralel?
2. Hitunglah Req sebagai hubungan serial antara resistor 12 Ohm dengan
ketiga resitor yang terhubung paralel.
3. Jelaskan hasil yang anda peroleh pada soal No.1 dan 2.

11
Praktikum 2: Rangkaian Kapasitor
A. Kompetensi Akhir
Kompetensi akhir yang dirancang pada modul kedua ini adalah
sebagaimana berikut ini:
1. Mampu memahami prinsip kerja rangkaian seri dan paralel pada kapasitor.
2. Mampu melakukan simulasi cara kerja rangkaian seri dan paralel kapasitor
3. Mampu memahami karakteristik rangkaian seri dan paralel kapasitor
4. Mampu menganalisis rangkaian seri dan paralel kapasitor dengan piranti
lunak.
B. Teori Dasar
Kapasitor merupakan komponen listrik yang berfungsi untuk menyimpan
muatan listrik. Kapasitor sebagai komponen utama rangkaian listrik sangat
diperlukan untuk membentuk fungsi kestabilan tegangan listrik baik DC atau AC.
Secara umum semua bahan atau material komponen listrik maupun elektronik
memiliki karakteristik kapasitif atau mampu menyimpan muatan listrik. Dalam
penerapannya kapasitor baik dalam rangkaian listrik ataupun elektronik terhubung
secara paralel atau serial (Gambar 2.1).
Gambar 2.1 Kapasitor dalam hubungan paralel.

12
Pada Gambar 2.1, sumber tegangan memberikan arus listrik ke C1 dan C2 dalam
hubungan paralel sehingga di setiap titik percabangan tegangan yang terukur adalah
sama dengan dari sumber. Muatan yang tersimpan pada C1 dan C2 adalah netto
total arus yang ditampung kedua kapasitor tersebut dan dinyatakan sebagai berikut.
(2.1)
Besarnya muatan pada masing-masing C1 dan C2 adalah:
(2.2)
Karena tegangannya sama di setiap titik percabangan kapsitor, sehingga bisa
dinyatakan sebagai berikut.
(2.3)
Dan besarnya kapasitansi ekivalensi C1 dan C2 adalah:
(2.4)
Sehingga Pers. (2.4) dapat disederhanakan sebagai berikut ini:
(2.5)
Atau secara umum jika hubungan paralel lebih dari 2 kapasitor, kapasitansi
ekivalensi dapat dinyatakan sebagai berikut;
(2.6)
Sedangkan untuk hubungan kapasitor secara serial dapat dimodelkan
sebagai berikut (Gambar 2.2).
Gambar 2.2 Hubungan kapasitor serial.

13
Dalam hubungan serial kapasitor, arus yang disuplai dari sumber tegangan yang
sama akan ditampung secara serial sehingga berdampak terjadinya perbedaan
tegangan pada setiap C1 dan C2. Perbedaan tegangan tersebut mengakibatkan
kapasitansiya totalnya akan berkurang sebagaimana dinyatakan Pers. (2.7).
(2.7)
Kapasitansi ekivalensi dapat dipisah-pisah berdasarkan urutan kapasitor, yakni:
(2.8)
Dan jumlah total tegangan dari kedua kapasitor tersebut akan sama dengan
tegangan sumber:
(2.9)
Sehingga bisa disederhanakan sebagai berikut:
(2.10)
atau,
(2.11)
Sehingga untuk hubungan kapasitor yang lebih dari dua kapasitor dapat dinyatakan
sebagai berikut:
(2.12)
Pada software EWB atau PSpice atau Multisim rangkailah komponen
kapasitor sebagaimana Gambar 2.3.
Komponen:
1. Kapasitor 2 F
2. Kapasitor 4 F

14
3. Kapasitor 8 F
4. Kapasitor 24 F
5. Sumber tegangan 36 Volt
Prosedur:
1. Hubungkanlah rangkaian pada Gambar 2.3 dengan sumber tegangan DC 36
Volt.
2. Ukurlah tegangan pada setiap titik percabangan kapasitor dengan voltmeter
digital dan catat hasilnya.
Gambar 2.3 Rangkaian kapasitor paralel dan serial.
Dapatkan data sebagai berikut:
Tabel 2.1 Data simulasi atau praktikum.
Q pada C
4F
Q pada C
2F
Q pada C
8F
Q pada C
24F
Ceq Qeq
1. Jelaskan terjadinya perbedaan muatan yang tersimpan pada masing-
masing kapasitor.
2. Jelaskan terjadinya drop voltage pada rangkaian kapasitor yang serial.

15
Praktikum 3: Rangkaian RC
A. Kompetensi Akhir
Kompetensi akhir yang dirancang pada modul ketiga ini adalah
1. Mampu memahami prinsip kerja rangkaian serial resistor dan kapasitor.
2. Mampu melakukan simulasi cara kerja rangkaian serial resistor dan
kapasitor dengan piranti lunak.
3. Mampu memahami karakteristik rangkaian serial resistor dan kapasitor
4. Mampu menganalisis rangkaian serial resistor dan kapasitor dengan piranti
lunak.
B. Teori Dasar
Resistor dan kapasitor sebagai komponen fundamental listrik dan elektronik
membentuk hubungan yang spesifik dalam operasi kerjanya. Setiap material pada
rangkaian listrik atau elektronik selalu terkait dengan karakteristik resistansi dan
kapasitansi. Sehingga hubungan antara kedua sifat tersebut sangat terkait erat
sehingga bisa diterapkan untuk prinsip charging atau pengisian muatan dalam
penerapan teknologi baterai dewasa ini. Ilustrasi charging capacitor dapat
ditunjukkan sebagaimana Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Charging capacitor dengan sumber tegangan.
Besarnya muatan yang tersimpan pada C dapat didekati sebagai persamaan berikut:
(3.1)

16
Dan Q adalah muatan maksimal yang dapat disimpan oleh C pada tegangan
maksimal dari sumber DC. Waktu pengisian arus pada C ditentukan oleh faktor
time constant yakni:
(3.2)
Sehingga muatan dalam time constant dapat diestimasikan sebagai berikut:
(3.3)
Simulasikanlah rangkaian berikut ini di EWB atau PSpice atau Multisim.
Gambar 3.2 Rangkaian RC.
Komponen:
1. Resistor 1 KOhm = 2 buah
2. Resistor 2 KOhm
3. Kapasitor 100 µF
4. Sumber tegangan 6 Volt DC
Prosedur:
1. Ukurlah arus listrik (I1) yang masuk pada percabangan resistor paralel 1
KOhm dan 2 KOhm.
2. Ukurlah arus listrik (I2) masuk pada resistor 2 KOhm.
3. Ukurlah arus listrik (I3) yang keluar dari percabangan kapasitor 100 µF
4. Ukurlah tegangan listrik (Vc) pada kapasitor 100 µF

17
Tabel 3.1 Data pengukuran atau perhitungan
(I1) (I2) (I3) Vc Q
1. Hitunglah besarnya muatan maksimal pada kapasitor.
2. Hitunglah time constant.
3. Dengan rentang waktu 0 – 10 detik dapatkanlah data capacitor charging
sebagaimana contoh grafik pada Gambar 3.3:
4. Jelaskan dari grafik yang anda peroleh, mengapa semakin lama durasi t
maka semakin rendah nilai q.
Gambar 3.3 Contoh grafik capacitor charging sebagai fungsi t (detik).

18
Praktikum 4: Hukum Kirchoff
E. Kompetensi Akhir
Kompetensi akhir yang dirancang pada praktikum modul keempat adalah
1. Mampu memahami prinsip kerja hukum Kirchoff dalam rangkaian serial
resistor dan kapasitor.
2. Mampu melakukan simulasi cara kerja hukum Kirchoff dalam rangkaian
serial resistor dan kapasitor dengan piranti lunak.
3. Mampu memahami karakteristik hukum Kirchoff dalam rangkaian serial
resistor dan kapasitor dengan piranti lunak.
4. Mampu menganalisis hukum Kirchoff dalam rangkaian serial resistor dan
kapasitor dengan piranti lunak.
F. Teori Dasar
Rangkaian listrik dan elektronik dalam implementasinya merupakan
kombinasi rangkaian seri dan paralel dari komponen utama resistor dan kapasitor
atau induktor. Sumber tegangan dan distribusi arus listrik yang terlibat dalam
rangkaian tersebut bisa terjadi lebih dari satu di setiap rangkaian. Untuk itu
diperlukan suatu metode untuk dapat menggambarkan atau memodelkan dinamika
kedua aktifitas sumber tegangan dan arus listrik dalam rangkaian yang komplek
tersebut. Salah satu cara pemodelan aktifitas tersebut adalah menggunakan hukum
Kirchoff. Hukum Kirchoff ada dua yakni sebagai berikut (Gambar 4.1).
Gambar 4.1 Contoh aliran arus listrik pada suatu titik percabangan.

19
Hukum Kirchoff:
1. Pinsip percabangan/sambungan, yakni jumlah semua arus listrik yang
menuju titik sambungan atau percabangan adalah sama dengan jumlah arus
yang keluar dari titik sambungan atau percabangan.
2. Prinsip loop/lintasan, yakni jumlah total semua tegangan listrik pada suatu
loop adalah sama dengan nol.
Tegangan dan arus listrik yang terdistribusi pada suatu loop akan juga terdistribusi
pada setiap komponen yang berada pada lintasan tersebut, sehingga diperlukan
konvensi distribusi tegangan tersebut sebagaimana Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Konvensi distribusi arus listrik dan tegangan pada lintasan atau loop
rangkaian listrik.
a. Tegangan antara a dan b yang searah dengan arus listrik adalah minus.
b. Tegangan antara a dan b yang berlawanan arah dengan arus listrik adalah
positif.
c. Tegangan antaran a dan b mengikuti kutup sumber tegangan pada sisi
sebelah kanan, jika sebelah kanan + maka menghasilkan V+ dan jika
sebelah kanan – maka menghasilkan V-.
Hukum Kirchoff 1 dinyatakan dalam Pers. (4.1) sebagai berikut,
(4.1)

20
G. Prosedur Simulasi
Rangkailah komponen berikut (Gambar 4.3) ini pada software EWB atau
PSpice atau Multisim.
Gambar 4.3 Rangkaian listrik serial dan paralel untuk simulasi.
Komponen:
1. Resistor 4 KOhm
2. Resistor 5 KOhm
3. Resistor 9 KOhm
4. Sumber tegangan DC 6 Volt.
Prosedur:
1. Ukurlah tegangan listrik pada sambungan titik a dan b serta c dan d.
2. Ukurlah arus listrik I1, I2 dan I3.
3. Jika resistor 4 Kohm diubah selama 4 kali dengan nilai 10 Kohm, 20
Kohm, 30 Kohm dan 40 Kohm, berapakah arus listrik yang terukur.
H. Laporan Praktikum
Tabel 4.1 Data praktikum simulasi.
R (KOhm) I1 (A) I2 (A) I3 (A)
4
10
20
30
40

21
Praktikum 5: Rangkaian RLC
A. Kompetensi Akhir
Kompetensi akhir yang dirancang pada praktikum modul kelima ini adalah
1. Mampu memahami prinsip kerja hubungan RLC (Resistor-Induktor-
Capacitor) dalam rangkaian serial resistor dan kapasitor.
2. Mampu melakukan simulasi cara kerja hubungan RLC dalam rangkaian
3. Mampu memahami karakteristik hubungan RLC dalam rangkaian serial
4. Mampu menganalisis hubungan RLC dalam piranti lunak.
B. Teori Dasar
Rangkaian RLC merupakan model atau representasi rangkaian listrik yang
fundamental pada setiap implementasi jaringan listrik atau transmisi listrik.
Fenomena kelistrikan minimal melibatkan efek resistansi, efek kapasitansi dan efek
induktansi. Semua efek tersebut terjadi akibat interaksi arus listrik dari suatu
sumber tegangan yang mengalir pada setiap komponen kelistrikan atau elektronik.
Untuk arus AC atau bolak-balik yang berinteraksi dengan RLC pada suatu
rangkaian dapat digambarkan sebagai berikut (Gambar 5.1).
Gambar 5.1 Rangkaian RLC dengan interaksi tegangan AC.

22
Arus listrik AC yang melewati setiap komponen RLC akan bervariasi sebagai
fungsi waktu dan arus tersebut dinyatakan sebagai berikut:
(5.1)
Variasi distribusi arus listrik pada setiap komponen RLC dapat digambarkan dalam
pola (Gambar 5.2).
Gambar 5.2. Variasi distribusi arus AC pada setiap komponen RLC.
Dapat diketahui bahwa interaksi arus AC pada setiap komponen bervariasi
berdasarkan fasa awal tegangan listrik. Fasa tegangan pada VR akan sama dengan
arus AC yang diinjeksikan oleh sumber tegangan, namun begitu arus melewati
inductor akan mengalami lag atau keterlambatan sebesar 0,5𝜋. Begitupun pada
kapasitor, tegangan akan mengalami lag sebesar 0,75 𝜋. Hubungan fasa tegangan
pada rangkaian RLC dapat dimodelkan sebagaimana Gambar 5.3.
Gambar 5.3 Hubungan fasa tegangan pada setiap komponen RLC.

23
Tegangan optimal pada rangkaian RLC adalah:
(5.2)
Hubungan tegangan maksimal dengan arus maksimal adalah:
(5.3)
Resistansi rangkaian RLC dapat dimodelkan sebagai impedansi rangkaian yang
memiliki nilai kesetaraan sebesar:
(5.4)
Impedansi setiap komponen pada rangkaian RLC ditunjukkan pada Tabel 5.1.
Tabel 5.1 Impedansi rangkaian RLC.
Pada piranti lunak Multisim, EWB atau PSpice rangkailah komponen RLC
berikut ini:

24
Gambar 5.4 Rangkaian RLC untuk simulasi.
Komponen:
1. R = 10 KOhm
2. L = 1 mili Henry (mH)
3. C = 100 PicoFarad (pF)
Prosedur
1. Berikanlah pada rangkaian tegangan AC sebesar 24 volt.
2. Ukurlah arus AC yang masuk pada resistor dengan amperemeter.
3. Ukurlah semua tegangan VR, VL dan VC dengan voltmeter digital
4. Ukurlah arus AC yang keluar dari kapasitor.
Dapatkan data sebagai berikut (Tabel 5.2)
Tabel 5.2 Data pengukuran hasil simulasi atau eksperimen.
Imax Vmax VR VL VC
Untuk laporan jawablah pertanyaan berikut ini:
1. Berapakah nilai impedansi kapasitor dan inductor?
V AC

25
2. Berapakan nilai impedansi rangkaian RLC?
3. Berapakah nilai fasa tegangan Vmax?
4. Jelaskan kenapa terjadi keterlambatan fasa tegangan pada inductor dan
kapasitor.

26
Praktikum 6: Resonansi Rangkaian RLC
A. Kompetensi Akhir
Kompetensi akhir yang dirancang pada praktikum modul ke-6 ini adalah
1. Mampu memahami prinsip kerja resonansi RLC (Resistor-Induktor-
Capacitor) dalam rangkaian serial resistor dan kapasitor.
2. Mampu melakukan simulasi cara kerja resonansi RLC dalam rangkaian
3. Mampu memahami karakteristik resonansi RLC dalam rangkaian serial
4. Mampu menganalisis resonansi RLC dalam piranti lunak.
B. Teori Dasar
Karakteristik arus listrik AC dalam rangkaian RLC adalah menghasilkan
arus sebagai fungsi waktu yang berosilasi dalam periode atau frekuensi tertentu
sesuai dengan konfigurasi komponen yang terjadi. Sebagaimana ditunjukkan pada
gambar 6.1 arus listrik AC pada rangkaian RLC akan bervariasi pada f0 atau disebut
sebagai frekuensi resonansi dimana arus akan mengalami kondisi maksimal pada
frekuensi tengah tersebut.
Gambar 6.1 variasi arus AC pada rangkaian RLC.
Besarnya arus Imax dinyatakan sebagai berikut:
(6.1)

27
Dan frekuensi resonansi rangkaian RLC adalah:
(6.2)
Atau sebagai,
(6.3)
Dapat diketahui bahwa frekuensi resonansi ditentukan oleh dua komponen utama
yakni inductor dan kapasitor. Kedua komponen tersebut membentuk hubungan
sebagai penyimpan arus AC yang berosilasi atau peredam dilain pihak inductor
berperan sebagai radiator. Sehingga frekuensi arus AC pada RLC akan dipengaruhi
oleh kedua komponen tersebut.
Pada piranti lunak Multisim, EWB atau PSpice rangkailah komponen RLC
berikut ini:
Gambar 6.2 Rangkaian RLC untuk simulasi.
Komponen:
1. R = 20 KOhm
2. L = 5 mili Henry (mH)
3. C = 10 nano Farad (nF)
V AC

28
Prosedur
1. Berikanlah pada rangkaian tegangan AC sebesar 50 volt.
2. Ukurlah arus AC yang masuk pada resistor dengan amperemeter.
3. Ukurlah semua tegangan VR, VL dan VC dengan voltmeter digital
4. Ukurlah arus AC yang keluar dari kapasitor.
Dapatkan data sebagai berikut (Tabel 6.1).
Tabel 6.1 Data pengukuran hasil simulasi atau eksperimen.
Imax Vmax VR VL VC
Untuk laporan jawablah pertanyaan berikut ini:
1. Berapakah nilai impedansi kapasitor dan inductor?
2. Berapakan nilai impedansi rangkaian RLC?
3. Berapakah nilai frekuensi resonansi rangkaian?
4. Berapakah nilai Imax secara perhitungan?
5. Berapakah nilai fasa tegangan Vmax?
6. Berapakah nilai frekuensi resonansi rangkaian?

29
Praktikum 7: Transformer
A. Kompetensi Akhir
Kompetensi akhir yang dirancang pada praktikum modul ke-7 ini adalah
1. Mampu memahami prinsip kerja transformer sebagai unit atau komponen
peubah tegangan AC.
2. Mampu melakukan simulasi cara kerja transformer dengan piranti lunak.
3. Mampu memahami karakteristik transformer dengan piranti lunak.
4. Mampu menganalisis transformer dalam piranti lunak.
B. Teori Dasar
Dalam rangkaian listrik atau elektronik seringkali dibutuhkan suatu
komponen yang dapat mengubah besarnya tegangan listrik baik AC atau DC. Untuk
memenuhi keperluan tersebut prinsip kerja induktor sebagai radiator medan magnet
dapat difungsiikan untuk memenuhi hal tersebut. Dengan memanfaatkan inductor
sebagai radiator medan magnet maka dapat dilakukan konversi tegangan listrik baik
untuk fungsi step-up atau step-down. Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 7.1,
prinsip kerja transformer berbasis lilitan inductor dapat digambarkan sebagai
berikut:
Gambar 7.1 Transformer berbasis lilitan inductor terdiri atas kumparan primer dan
sekunder.
Tegangan input yang diterima oleh kumparan primer akan bervariasi sebagai fungsi
frekuensi. Radiasi medan magnet akan dihasilkan oleh kumparan primer sesuai
dengan frekuensi arus listrik dari sumber tegangan AC. Flux medan magnet akan

30
ditangkap oleh kumparan sekunder untuk diubah menjadi arus listrik yang dialirkan
oleh kumparan penangkap sekunder sebagai luaran tegangan hasil konversi.
Besarnya tegangan input dan luaran akan berbanding proporsional dengan jumlah
kumparan pada masing-masing bagian primer dan sekunder sebagaimana Pers. (7.1
- 7.2).
(7.1)
(7.2)
Sehingga besarnya tegangan primer dan sekunder dapat disederhanakan dalam
Pers. (7.3).
(7.3)
Arus I maksimal yang ideal sebagaimana dihasilkan dari transformer adalah sebagai
berikut:
(7.4)
Pada software EWB atau PSpice atau Multisim, rangkailah rangkaian
adaptor tegangan AC to DC sebagaimana Gambar 7.2.
Gambar 7.2 Rangkaian adaptor tegangan dengan menggunakan input dari
transformer.
Komponen:
1. Transformer 220 to 15 Volt AC

31
2. Dioda IN 4007 = 6 buah
3. IC LM 338K
4. R1 = 220 Ohm
5. R2 = 1.9 KOhm
6. Kapasitor Bipolar 3300 µF
7. Kapasitor Bipolar 0,33 µF
Prosedur:
1. Rangkailah 4 buah diode sebagaimana polaritas yang ditunjukkan pada
Gambar 7.2 menjadi konfigurasi bridge of diodes.
2. Hubungkan input transformer dengan sumber tegangan AC 220 volt.
3. Hubungkan output transformer dengan bridge of diodes.
4. Hubungkan output dari bridge of diodes dengan rangkaian elektronik
mulai kapasitor hingga IC LM 338K hingga rangkaian pendukung lainnya
(Gambar 7.2)
5. Ukurlah tegangan input dan output dari transformer dengan osiloskop,
catatlah hasilnya dan tunjukkan hasil print screen dari profile tegangan
AC.
10. Ukurlah tegangan output dari rangkaian elektronik pada kapasitor 100 µF
Dapatkan data sebagai berikut (Tabel 7.1).
Tabel 7.1 Hasil pengukuran dari simulasi
V input Transformer (AC) V output
Transformer (AC)
V output elektronik
(DC)
Print screen osiloskop: Print screen
osiloskop:
Print screen osiloskop:

32
Dalam laporan jawablah pertanyaan sebagai berikut:
1. Jika dalam transformer pada berfungsi untuk step-down dari 220 volt
menjadi 15 volt AC berapakah rasio lilitan dari kumparan pada primer dan
sekunder?
2. Jelaskan hasil yang diperoleh dari profile tegangan AC menjadi DC pada
Tabel 7.1.

33
Daftar Pustaka
[1] Nilsson JW, Riedel SA. Electric circuits. Prentice Hall; 2011.
[2] Izadian A. Fundamentals of Modern Electric Circuit Analysis and Filter
Synthesis. Springer International Publishing; 2019.
[3] Franco S, Kang JS. Electric circuits fundamentals. Oxford University Press;
1995 Jan.
[4] Tuinenga PW. SPICE a guide to circuit simulation and analysis using PSpice.
Prentice-Hall, Inc.; 1995 Apr 1.
[5] Kumar KS. Electric circuit analysis. Pearson Education India; 2013.
[6] Nahvi M, Edminister JA. Schaum's outline of Electric Circuits. McGraw-Hill
Education; 2018.

LISTRIK

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a LISTRIK

Similar a LISTRIK (20)

Último

Último (8)

LISTRIK