REAKTANSI INDUKTIF PDF

Preview

Summary

REAKTANSI INDUKTIF DAN RANGKAIAN RL SERI Diajukan Sebagai Tugas Mata Kuliah Rangkaian Listrik Semester Ganjil Tahun Akademik 2010/2011 Oleh: M Kahfi Nugroho ( 0931110004) Moh. Hilal Fauzi ( 0931110050) Sigma Adi P. ( 0931110040) Ulva Mariyanti ( 0931110065) KELAS 2C PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA ...

Description

REAKTANSI INDUKTIF DAN RANGKAIAN RL SERI

Diajukan Sebagai Tugas Mata Kuliah Rangkaian Listrik Semester Ganjil Tahun Akademik 2010/2011

Oleh: M Kahfi Nugroho

( 0931110004)

Moh. Hilal Fauzi

( 0931110050)

Sigma Adi P.

( 0931110040)

Ulva Mariyanti

( 0931110065)

KELAS 2C

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MALANG 2011

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah SWT karena berkat limpahan rahmat, taufik, serta hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan yang berjudul Reaktansi Induktif dan RL seri Pada kesempatan kali ini, kami mengucapkan terima kasih kepada: 1. Kedua orang tua kami yang telah memberikan dukungan dan do’a dalam penyusunan laporan ini 2. Bapak Drs. Mohamad Wahdi M.AB selaku pembantu direktur III bidang kemahasiswaan 3. Bapak Edi Sulistio Budi, ST., MT selaku ketua program studi elektronika 4. Ibu Mila Fauziyah, ST., MT selaku dosen mata kuliah Rangkaian Listrik 5. Serta seluruh pihak yang terlibat dan membantu dalam penulisan karya tulis ini. Kami berharap laporan ini dapat memberikan manfaat sebagai sumber informasi bagi para pembaca dan bagi penulis. Sangat disadari, bahwa dalam penyusunan tulisan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran-saran dan masukan-masukan positif sangat diharapkan demi kesempurnaan tulisan ini dimasa-masa yang akan datang. Akhir kata kami mohon maaf yang sebesar-besarnya jika dalam penulisan ini masih banyak kekurangan. Dan semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Amin.

Malang, 7 Februari 2011

Penulis

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tenaga listrik mempunyai kedudukan yang vital dalam kehidupan masyarakat karena menyangkut hajat hidup orang banyak, tenaga listrik sebagai hasil pengolahan sumber daya energi mempunyai fungsi vital sebagai sarana penghidupan dan prasarana pembangunan sosial ekonomi. Dalam rangkaian resistif murni, semua daya dalam rangkaian didisipasikan oleh resistor. Tegangan dan arus dalam phasa yang sama. Dalam rangkaian reaktif murni, tidak ada daya dalam rangkaian yang didisipasikan oleh beban. Sebaliknya, daya bergantian diserap dari dan kembali ke sumber. Tegangan dan arus berbeda phasa sebesar 90o antara satu sama lain. Dalam sebuah rangkaian yang terdiri dari impedansi campuran, resistansi dan reaktansi, akan ada lebih banyak daya yang dihamburkan oleh beban dibandingkan yang kembali ke sumber, tetapi beberapa daya pasti akan dihamburkan dan beberapa hanya akan diserap dan dikembalikan. Tegangan dan arus dalam rangkaian tersebut akan berbeda phasa antara 0o dan 90o. 1.2 Rumusan Masalah a. Apa pengaruh nilai frekuensi, induktansi terhadap perubahan nilai reaktansi induktif ? b. Apa pengaruh nilai tegangan dan arus pada rangkaian, terhadap nilai reaktansi induktif ? c. Bagaimana beda fase pada rangkaian RL seri ? d. Bagaimana grafik hubungan nilai reaktansi induktif terhadap frekuensi ? e. Bagaimana diagram fasor tegangan induktif dan arus induktif pada rangkaian RL seri? 1.3 Manfaat dan Tujuan a. Untuk mengetahui pengaruh nilai frekuensi, induktansi terhadap perubahan nilai reaktansi induktif b. Untuk mengetahui pengaruh nilai tegangan dan arus pada rangkaian, terhadap nilai reaktansi induktif c. Untuk mengetahui beda fase pada rangkaian RL seri d. Untuk mengetahui grafik hubungan nilai reaktansi induktif terhadap frekuensi e. Untuk mengetahui diagram fasor tegangan induktif dan arus induktif pada rangkaian RL seri

1.4 Batasan Istilah 1.4.1 Resistor Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon . Dari hukum Ohms diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol W (Omega). 1.4.2 Induktor Induktor adalah komponen yang dapat menyimpan energi magnetik. Energi ini direpresentasikan dengan adanya tegangan emf (electromotive force) jika induktor dialiri listrik. Secara matematis tegangan emf ditulis :

tegangan emf .... (2) Jika dibandingkan dengan rumus hukum Ohm V=RI, maka kelihatan ada kesamaan rumus. Jika R disebut resistansi dari resistor dan V adalah besar tegangan jepit jika resistor dialiri listrik sebesar I. Maka L adalah induktansi dari induktor dan E adalah tegangan yang timbul jika induktor dilairi listrik. Tegangan emf di sini adalah respon terhadap perubahan arus fungsi dari waktu terlihat dari rumus di/dt. Sedangkan bilangan negatif sesuai dengan hukum Lenz

yang mengatakan efek induksi cenderung melawan perubahan yang

menyebabkannya. Hubungan antara emf dan arus inilah yang disebut dengan induktansi, dan satuan yang digunakan adalah (H) Henry. Fungsi utama dari induktor di dalam suatu rangkaian adalah untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya. Aplikasinya pada rangkaian dc salah satunya adalah untuk menghasilkan tegangan dc yang konstan terhadap fluktuasi beban arus. Pada aplikasi rangkaian ac, salah satu gunanya adalah bisa untuk meredam perubahan fluktuasi arus yang tidak dinginkan. Akan lebih banyak lagi fungsi dari induktor yang bisa diaplikasikan pada rangkaian filter, tuner dan sebagainya.

1.4.3 Osiloskop Osiloskop merupakan instrumen ukur yang memiliki posisi yang sangat vital mengingat sifatnya yang mampu menampilkan bentuk gelombang yang dihasilkan oleh rangkaian yang sedang diamati. Dewasa ini secara prinsip ada dua tipe osiloskop, yakni tipe analog (ART - analog real time oscilloscope, ) dan tipe digital (DSO digital storage osciloscope), masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasan

1.4.4 Generator Fungsi Generator fungsi adalah alat tes elektronik yang berfungsi sebagai pembangkit sinyal atau gelombang listrik. Bentuk gelombang pada umumnya terdiri dari tiga jenis,yaitu sinusoida, persegi, dan segitiga.

BAB 2 DASAR TEORI 2.1 Reaktansi Induktif Induktor adalah salah satu dari beberapa komponen elektronika yang bersifat pasif selain resistor dan kapasitor, nilai satuan dari sebuah induktor adalah Henry (H). Reaktansi dari suatu induktor didefinisikan ebagai rasio dari tegangan yang diberikan terhadap arus dan sebagaimana resistansi. Reaktansi diukur dalam ohm, reaktansi dari suatu induktor berbanding lurus terhadap nilai induktifnya maupun terhadap frekuensi dari tegangan yang diberikan. Resistansi total pada jaringan listrik arus bolak-balik AC dari sebuah rangkaian disebut dengan impedansi Z. Dengan menggunakan aplikasi dari hukum Ohm yang diterapkan pada rangkaian arus bolak-balik AC, didapat bahwa :

V  I. Z

I

Z

V Z

V I

R I VA C

L

Gambar 1. Rangkaian R-L Seri Pada suatu rangkaian R-L seri seperti pada Gambar 1.1., besarnya nilai impedansi total Z ditentukan oleh nilai komponen resistif dan nilai reaktansi induktif, dimana nilai reaktansi induktif tergantung daripada nilai induktansi dan frekwensi.

Hubungan antara resistansi R, reaktansi induktif XL, dan impedansi Z dapat dirumuskan sebagai berikut :

Z2  R 2  X L 2 dimana nilai dari XL adalah

Z 

R 2  XL2

X L  2fL

Pada Gambar 1.2. terlihat hubungan antara R dan X L. Sumbu horizontal menunjukkan sumbu nyata (real) untuk nilai dari sebuah resistansi R dengan sudut 0 o , sedangkan sumbu vertikal menunjukkan sumbu khayal (imajiner) untuk nilai dari sebuah reaktansi induktif X L dengan sudut 90o dari sumbu nyata.

imajiner

Z

XL

real

R

Gambar 1.2. Diagram Impedansi 2.2 RL Seri Perbandingan tegangan fasor V terhadap arus fasor I didefinisikan sebagai impedansi Z diukur dalam ohm. Z adalah sebuah bilangan kompleks tetapi bukan fasor. Rangkaian sebenarnya bisa mengandung tahanan, induktansi dan kapatansi yang mempunyai tegangan kawasan waktu V dan I seperti diberikan pada gambar 3.1 (a). Dalam kawasan frekuensi pada gambar 3.1 (b), elemen – elemen rangkaian diganti oleh sebuah impedansi pengganti

I (t)

-

+t e xt -

te xt

V (t)

L

te xt

+t V (t) e xt

R te xt

Z (w)

C

3.1 (a) Kawasan Waktu

3.2 (b) Kawasan Frekuensi

dimana � = arctan

Dalam kawasn frekuensi, fungsi – fungsi ini dinyatakan oleh V=V...