Nilai Maksimum dan Efisiensi Tegangan Menentukan Nilai R, L, dan C

13

2.2.1.1 Nilai Maksimum dan Efisiensi Tegangan

[1] Nilai waktu untuk mencapai tegangan maksimum diperoleh dengan membuat turunan pertama dari Persamaan 2.11 sama dengan nol dVdt = 0, hasilnya adalah 2.14 Nilai T f ini disubstitusikan ke dalam Persamaan 2.11 menghasilkan 2.15 Definisi efisiensi generator impuls adalah perbandingan harga maksimum tegangan keluaran dengan tegangan pada kapasitor pemuat C, atau 2.16

2.2.1.2 Menentukan Nilai R, L, dan C

[1] Dalam merencanakan suatu generator impuls, terlebih dahulu ditentukan spesifikasi tegangan keluarannya, yaitu tegangan puncak V maks , waktu muka gelombang T f , dan waktu ekor gelombang T t . Di samping itu, ditentukan juga kapasitasnya W dan efisiensi tegangan generator η yang diinginkan. Dengan diketahuinya semua spesifikasi di atas, besarnya komponen R, L, dan C dapat ditentukan. Kapasitas generator impuls dinyatakan sebagai energi yang tersimpan pada kapasitor pemuat, yaitu Universitas Sumatera Utara 14 2.17 Dari Persamaan 2.17 ini besar kapasitansi pemuat C dapat dihitung. Persamaan 2.14 menyatakan bahwa waktu muka gelombang tegangan adalah Diketahui juga bahwa ketika , besar tegangan menjadi setengah dari tegangan maksimum V = 0,5V maks . Jika nilai-nilai ini disubstitusikan ke dalam Persamaan 2.12 diperoleh 2.18 Dari Persamaan 2.14 dan 2.18 dapat diperoleh nilai dan . Nilai- nilai dan ini ditunjukkan dalam Persamaan 2.7 dan 2.8 yaitu : Jika nilai kapasitansi C sudah diketahui, kedua persamaan di atas merupakan dua persamaan dengan dua bilangan yang tidak diketahui, yaitu R dan L sehingga nilai R dan L dapat dihitung. Jika nilai η, R, dan disubstitusikan ke dalam Persamaan 2.16 maka akan diperoleh nilai R O . Selanjutnya nilai R S dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 2.5. Universitas Sumatera Utara 15 Perhitungan dengan cara di atas memerlukan waktu dan sulit dilaksanakan secara manual. Karena itu perhitungan nilai komponen R, L, dan C dapat dilakukan dengan pendekatan. Jika Persamaan 2.7 dan 2.8 diperbandingkan, maka dapat dianggap . Dalam prakteknya, . Kedua anggapan ini menghasilkan anggapan baru : sehingga Persamaan 2.18 dapat disederhanakan menjadi Misalkan , maka persamaan di atas menjadi 2.19 Nilai pada Persamaan 2.14 dapat ditulis sebagai 2.20 dengan 2.21 Nilai pada Persamaan 20 disubstitusikan ke dalam Persamaan 19 menghasilkan Universitas Sumatera Utara 16 2.22 Merujuk kepada Persamaan 2.22 dapat dicari harga k untuk berbagai nilai ln b, seperti contoh yang diberikan pada Tabel 2.2. Berdasarkan tabel ini dapat dibuat kurva yang menyatakan hubungan antara k dengan ln b seperti ditunjukkan pada Gambar 2.6. Persamaan 2.7 dan 2.8 dapat dituliskan sebagai 2.23 2.24 Tabel 2.2 Hubungan k dengan ln b k ln b 3 1,1 4 2,234 5 2,733 10 3,922 20 4,896 26,66 5,225 30 5,422 40 5,784 41,66 5,834 50 6,059 60 6,281 Universitas Sumatera Utara 17 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 ln b k Gambar 2.6 Kurva ln b terhadap k dengan 2.25 2.26 Persamaan 2.23 dan 2.24 disubstitusikan ke dalam Persamaan 2.21 menghasilkan 2.27 Persamaan 2.27 disubstitusikan ke Persamaan 2.20, maka waktu muka gelombang menjadi 2.28 Dari persamaan di atas diperoleh nilai δ sebesar 2.29 Universitas Sumatera Utara 18 Jika dan diketahui, dari kurva pada Gambar dapat ditentukan . Dengan demikian nilai b dan δ dapat dihitung. Selanjutnya nilai γ dapat dihitung dari Persamaan 2.27 yang menghasilkan 2.30 Seterusnya nilai C, γ dan δ disubstitusikan ke dalam Persamaan 2.26 dan diperoleh nilai L. 2.31 Setelah nilai L diketahui, nilai R dapat dihitung dengan Persamaan 2.25. 2.32 Persamaan 2.16 dapat ditulis dengan mengganti nilai dan seperti yang diberikan pada Persamaan 2.23 dan 2.24. 2.33 Selanjutnya Persamaan 2.33 digunakan untuk menghitung nilai dan setelah nilai diketahui, nilai dapat dihitung dengan Persamaan 2.5. Secara ringkas, tahap-tahap penentuan nilai C, L, , dan adalah sebagai berikut [1] : 1. Menentukan kapasitas W, tegangan puncak impuls , waktu muka , waktu ekor , dan efisiensi generator impuls yang direncanakan. 2. Menghitung nilai k Universitas Sumatera Utara 19 3. Dari Tabel 2.2 atau dengan menggunakan Gambar 2.7 ditentukan nilai untuk nilai k yang dihitung pada langkah kedua di atas. 4. Menghitung nilai 5. Mencari nilai berdasarkan nilai yang telah diketahui. 6. Menghitung nilai 7. Menghitung besarnya kapasitansi kapasitor pemuat C 8. Menghitung nilai L 9. Menghitung nilai R 10. Menghitung nilai 11. Menghitung nilai Universitas Sumatera Utara 20

2.2.2 GENERATOR IMPULS RC