Fix Praktikum 4 Pengaruh Frekuensi Terh
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
PRAKTIKUM IV
PENGARUH FREKUENSI TERHADAP INDUKTOR
YANG DIALIRI ARUS AC
1. TUJUAN
Untuk mempelajari pengaruh frekuensi dan melihat bentuk gelombang
keluaran akibat pengaruh frekuensi terhadap induktor yang dialiri arus AC.
2. ALAT DAN BAHAN
Electromagnetism Trainer 12-100
Osiloskop 2 channel
Milliammeter, 0-10 mA AC
Function Generator 4-16 kHz, 20 V pk-pk sine
3. DASAR TEORI
Induktor atau kumparan adalah salah satu komponen pasif elektronika
yang dapat menghasilkan magnet jika dialiri arus listrik dan sebaliknya dapat
menghasilkan listrik jika diberi medan magnet. Induktor ini biasanya dibuat
dengan kawat penghantar tembaga yang dibentuk menjadi lilitan atau kumparan.
Sebelum lebih jauh membahas tentang pengaruh frekuensi terhadap
induktor mari kita mengingat terlebih dahulu rumus dari suatu impedansi. Nilai
impedansi dapat dihitung dengan rumus :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
|Z|=
V rms
I rms
Impedansi seperti yang kita ketahui terdiri dari nilai resistor, inductor dan
kapasitor, sering kali kita kenal dengan R, X
lebih kita tekankan pada nilai X
L
L
dan X
C
.Dalam praktikum ini
atau nilai induktansi dari sebuah inductor.
Induktansi dapat digolongkan seperti padapenjelasan berikut :
a. Induktansi diri
Induktansi diri merupakan suatu besaran yang menyatakan kemampuan
membangkitkan ggl akibat arus yang berubah terhadap waktu.Sedangkan
insduktansi diri merupakan induktansi yang dihasilkan oleh arus kumparan
menginduksi kumparan itu sendiri. Dasar teori medan elektromagnetik dari
induktansi merupakan akibat dari persamaan Maxwell mengenai hukum ggl
induksi Faraday. Persamaan maxwell tersebut adalah sebagai berikut.
Kerapatan fluks magnet B yang berubah terhadap waktu dihasilkan oleh
arus listrik.Arus listrik yang berubah terhadap waktu ini menghasilkan
ggl.Induktansi memiliki satuan H. Hubungan ggl yang muncul akibat perubahan
arus dinyatakan dalam persamaan berikut.
ε : ggl induksi yang muncul pada induktor (Volt)
L : induktansi diri (H)
I : arus pada induktor (A)
Komponen atau benda yang memiliki induktansi diri disebut induktor.
Induktor layaknya seperti sebuah kapasitor, sama-sama menyimpan energi. Hanya
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
saja induktor menyimpan energi dalam bentuk medan magnet sedangkan kapasitor
menyimpan dalam bentuk medan listrik.
b. Induktansi murni yang dicatu tegangan bolak-balik sinusoidal
Sebuah induktor apabila dicatu dengan tegangan bolak-balik sinusoidal
maka akan mengalir arus yang tertinggal sebesar 900 terhadap tegangan. Arus
yang terjadi merupakan arus bolak-balik.Rangkaian ini disebut rangkaian induktif
murni.Penyimpanan energi dan pelepasan energi dalam medan magnet pada
induktor terjadi secara periodik.
Tegangan sinusoidal dapat dituliskan sebagai berikut
Bila tegangan ini mencatu induktor maka dapat dituliskan sebagai berikut
Arus yang terjadi berbeda fase sebesar 900 terhadap tegangan.
c. Rangkaian induktor dan resistor yang dicatu tegangan bolak-balik sinusoidal
Apabila induktor dan resistor disusun secara seri dan dicatu dengan tegangan
bolak-balik sinusoidal maka persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut.
Sehingga arus yang dihasilkannya adalah sebagai berikut
Sedangkan tegangan jatuh pada induktor dapat diturunkan dari persamaan
arus dengan hubungannya dengan ggl seperti pada persamaan sebelumnya
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Bila dinyatakan dalam tegangan efektif
Dimana
f adalah frekuensi tegangan masukan
Dari persamaan tersebut dapat dilihat pengaruh frekuensi terhadap
tegangan pada induktor. Semakin besar frekuensi akan menyebabkan semakin
besarnya tegangan induktor.
Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang
waktu yang diberikan.Untuk memperhitungkan frekuensi, seseorang menetapkan
jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini
dengan panjang jarak waktu. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz
(Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan
fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang
terjadi satu kali per detik. Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara
dua buah kejadian/ peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu
memperhitungkan frekuensi (f ) sebagai hasil kebalikan dari periode (T ), seperti
nampak dari rumus di bawah ini :
Arus Bolak-Balik pada Induktor
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Bilamana sebuah induktor dialiri arus bolak-balik, maka pada induktortersebut
akan timbul reaktansi induktif resistansi semu atau disebut jugadengan istilah
reaktansi induktansi dengan notasi XL. Besarnya nilai reaktansi induktif
tergantung daribesarnya nilai induktansi induktor L(Henry) dan frekuensi (Hz)
arus bolak-balik. Gambar dibawah ini memperlihatkanhubungan antara reaktansi
induktif terhadap frekuensi arus bolak-balik
Gambar . Hubungan reaktansi induktif terhadap frekuensi
Besarnya reaktansi induktif berbanding langsung dengan perubahan frekuensi
dan nilai induktansi induktor, semakin besar frekuensi arus bolak-balik dan
semakin besar nilai induktor, maka semakin besar nilai reaktansi induktif X L pada
induktor sebaliknya semakin kecil frekuensiarus bolak-balik dan semakin kecil
nilai dari induktansinya, maka semakin kecil nilai reaktansi induktif X Lpada
induktor tersebut.Hubungan ini dapat ditulis seperti persamaan berikut :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
PENGARUH FREKUENSI TERHADAP INDUKTOR YANG DIALIRI
ARUS AC
Induktor atau kumparan adalah salah satu komponen pasif elektronika
yang dapat menghasilkan magnet jika dialiri arus listrik dan sebaliknya dapat
menghasilkan listrik jika diberi medan magnet. Induktor ini biasanya dibuat
dengan kawat penghantar tembaga yang dibentuk menjadi lilitan atau kumparan.
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Satuan iduktansinya adalah Henry (H=Henry, mH=mili Henry, uH=mikro Henry,
nH=nano Henry) dengan notasi penulisan huruf "L".
Sebuah induktor pada kenyataanya merupakan gabungan dari induktansi,
beberapa resistansi karena resistivitas kawat, dan beberapa kapasitansi. . Induktor
akan berfungsi sebagai tahanan jika dialiri arus listrik bolak-balik (AC).
Kegunaan Induktor
1. Pemroses sinyal pada rangkaian analog
2. Mengholangkan noise (dengung)
3. Mencegah interferensi frekwensi radio
4. Komponen utama pembuatan Transformator
5. Sebagai filter pada rangkaian power supply
Banyak perangkat dan komponen elektronika yang dibangun mengunakan
kumparan seperti speaker, relay, buzzer, trafo, dan kpmponen lain yang
berhubungan dengan frekwensi dan medan magnet.
Fungsi Induktor :
1. Tempat terjadinya gaya magnet
2. Pelipat tegangan
3. Pembangkit Getaran
Berdasarkan kegunaannya Induktor bekerja pada:
1. Frekuensi tinggi pada spul antena dan osilator
2. Frekuensi menengah pada spul MF
3. Frekuensi rendah pada trafo input, trafo output, spul speaker, trafo tenaga,
spul relay dan spul penyaring
(Dikutip dari :Buku Fisika SMA)
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Induktor juga merupakan komponen Elektronika Pasif yang sering
ditemukan dalam Rangkaian Elektronika, terutama pada rangkaian yang berkaitan
dengan Frekuensi Radio.Induktor atau dikenal juga dengan Coil adalah
Komponen Elektronika Pasif yang terdiri dari susunan lilitan Kawat yang
membentuk sebuah Kumparan.Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan
Medan Magnet jika dialiri oleh Arus Listrik.Medan Magnet yang ditimbulkan
tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat.Dasar dari
sebuah Induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday.
Kemampuan Induktor atau Coil dalam menyimpan Energi Magnet disebut dengan
Induktansi yang satuan unitnya adalah Henry (H).Satuan Henry pada umumnya
terlalu besar untuk Komponen Induktor yang terdapat di Rangkaian Elektronika.
Oleh Karena itu, Satuan-satuan yang merupakan turunan dari Henry digunakan
untuk menyatakan kemampuan induktansi sebuah Induktor atau Coil. Satuansatuan turunan dari Henry tersebut diantaranya adalah milihenry (mH) dan
microhenry (µH).Simbol yang digunakan untuk melambangkan Induktor dalam
Rangkaian Elektronika adalah huruf “L”.
Simbol Induktor
Berikut ini adalah Simbol-simbol Induktor :
Nilai Induktansi sebuah Induktor (Coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya
adalah :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Jumlah Lilitan, semakin banyak lilitannya semakin tinggi Induktasinya
Diameter Induktor, Semakin besar diameternya semakin tinggi pula
induktansinya
Permeabilitas Inti, yaitu bahan Inti yang digunakan seperti Udara, Besi
ataupun Ferit.
Ukuran Panjang Induktor, semakin pendek inductor (Koil) tersebut
semakin tinggi induktansinya.
(Dikutip
dari
:http://teknikelektronika.com/pengertian-dan-fungsi-induktor-
beserta-jenis-jenis-induktor)
Jika seutas kawat tembaga diberi aliran listrik, maka di sekeliling kawat
tembaga akan terbentuk medan listrik. Dengan aturan tangan kanan dapat
diketahui arah medan listrik terhadap arah arus listrik. Caranya sederhana yaitu
dengan mengacungkan jari jempol tangan kanan sedangkan keempat jari lain
menggenggam. Arah jempol adalah arah arus dan arah ke empat jari lain adalah
arah medan listrik yang mengitarinya.
Tentu masih ingat juga percobaan dua utas kawat tembaga paralel yang keduanya
diberi arus listrik.Jika arah arusnya berlawanan, kedua kawat tembaga tersebut
saling menjauh. Tetapi jika arah arusnya sama ternyata keduanya berdekatan
saling tarik-menarik. Hal ini terjadi karena adanya induksi medan listrik. Dikenal
medan listrik dengan simbol B dan satuannya Tesla (T). Besar akumulasi medan
listrik B pada suatu luas area A tertentu difenisikan sebagai besar magnetic flux.
Simbol yang biasa digunakan untuk menunjukkan besar magnetic flux ini
adalah F dan satuannya Weber (Wb = T.m2). Secara matematis besarnya adalah :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
medan flux...(1)
Lalu bagaimana jika kawat tembaga itu dililitkan membentuk koil atau kumparan.
Jika kumparan tersebut dialiri listrik maka tiap lilitan akan saling menginduksi
satu dengan yang lainnya. Medan listrik yang terbentuk akan segaris dan saling
menguatkan. Komponen yang seperti inilah yang dikenal dengan induktor
selenoid.
Dari buku fisika dan teori medan yang menjelimet, dibuktikan bahwa 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
rumusdi/dt. Sedangkan bilangan negatif sesuai dengan hukum Lenz yang
mengatakan
efek
induksi
menyebabkannya.Hubungan
cenderung
antara
emf
melawan
dan
arus
perubahan
inilah
yang
yang
disebut
dengan induktansi, dan satuan yang digunakan adalah (H) Henry.
Induktor disebut self-induced
Arus listrik yang melewati kabel, jalur-jalur pcb dalam suatu rangkain berpotensi
untuk menghasilkan medan induksi. Ini yang sering menjadi pertimbangan dalam
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
mendesain pcb
supaya
bebas
dari
efek
induktansi
terutama
jika multilayer.Tegangan emf akan menjadi penting saat perubahan arusnya
fluktuatif. Efek emf menjadi signifikan pada sebuah induktor, karena perubahan
arus yang melewati tiap lilitan akan saling menginduksi. Ini yang dimaksud
dengan self-induced. Secara matematis induktansi pada suatu induktor dengan
jumlah lilitan sebanyak N adalah akumulasi flux magnet untuk tiap arus yang
melewatinya :
induktansi ...... (3)
Induktor selenoida
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.
Dari pemahaman fisika, elektron yang bergerak akan menimbulkan medan
elektrik di sekitarnya. Berbagai bentuk kumparan, persegi empat, setegah
lingkaran ataupun lingkaran penuh, jika dialiri listrik akan menghasilkan medan
listrik yang berbeda. Penampang induktor biasanya berbentuk lingkaran, sehingga
diketahui besar medan listrik di titik tengah lingkaran adalah :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Medan listrik ........ (4)
Jika dikembangkan, n adalah jumlah lilitan N relatif terhadap panjang induktor l.
Secara matematis ditulis :
Lilitan per-meter……….(5)
Lalu i adalah besar arus melewati induktor tersebut. Ada simbol m yang
dinamakan permeability dan mo yang disebut permeability udara vakum.Besar
permeability mtergantung dari bahan inti (core) dari induktor. Untuk induktor
tanpa inti (air winding) m = 1.
Jika rumus-rumus di atas di subsitusikan maka rumus induktansi (rumus 3) dapat
ditulis menjadi :
Induktansi Induktor ..... (6)
Induktor selenoida dengan inti (core)
L : induktansi dalam H (Henry)
m : permeability inti (core)
mo : permeability udara vakum
mo = 4p x 10-7
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
N : jumlah lilitan induktor
A : luas penampang induktor (m2)
l : panjang induktor (m)
Inilah rumus untuk menghitung nilai induktansi dari sebuah induktor.Tentu saja
rumus ini bisa dibolak-balik untuk menghitung jumlah lilitan induktor jika nilai
induktansinya sudah ditentukan.
(Dikutip dari :http://www.electroniclab.com/index.php/labelka/6-induktor )
4.
PERCOBAAN
4.1. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Periksalah kelayakan dan kelengkapan alat sebelum menggunakan
alat-alat tesebut untuk praktikum.
2. Mulailah dengan merangkai Electromagnetism Trainer 12-100 terlebih
dahulu. Rangkilah dengan menggunakan jumper (kabel penghubung)
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
yang tersedia sehingga rangkaian pada papan ET 12-100 sesuai dengan
petunjuk gambar yang tertera pada praktiku ini.
3. Setelah jumper telah selesai dirangkai diatas ET 12-100, maka pastikan
kembali apakah rangkain yang dipasang dalam keadaan benar.
4. Hidupkan osiloskop dengan menggunakan channel yang berfungsi
dengan baik untuk melihat hasil bentuk gelombang. Letakkan pengait
(steak) dan jumper osiloskop ke posisi sesuai dengan gambar.
5. Lakukan hal yang sama terhadap Function Generator 4-16 kHz, 20 V
pk-pk sine. Setelah rangkain sudah benar, maka alat bisa dihidupkan
secara bersama.
6. Kemudian aturlah Vpk-pk di Function Generator 4-16 kHz, 20 V pkpk sine sesuai dengan nilai yang telah ditentukan pada tabel dibawah
ini.
7. Lakukan pengamatan terhadap bentuk gelombang yang didapat pada
osiloskop dan lihat apa pengaruh yang terjadi selama frekuensi yang
yang digunakan berbeda-beda.
8. Setelah percobaan selesai dilakukan, maka matikan alat-alat percobaan
sesuai dengan prosedur dari asisten yang mengajar.
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Gambar 4.1. Diagram Rangkaian
4.2 DATA HASIL PERCOBAAN
4.2.1 Tabel Tegangan, Arus Terukur, Impedansi Terukur, dan Impedansi Terhitung.
a. Untuk f = 12 Hz dan L = 1 Henry
V (Volt)
8
10
14
Iterukur (mA)
92,07
119,98
170,24
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Zterukur (Ω)
86,89
83,347
82,237
Zterhitung (Ω)
75,36
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
16
20
189,27
238,67
84,535
83,798
b. Untuk f = 14 Hz dan L = 1 Henry
V (Volt)
8
10
14
16
20
Iterukur (mA)
75,82
98,67
148,55
162,74
214,06
Zterukur (Ω)
105,513
101,348
92,244
98,316
93,432
Zterhitung (Ω)
Zterukur (Ω)
127,305
123,305
123,511
121,775
123,251
Zterhitung (Ω)
Zterukur (Ω)
144,823
138,198
141,830
136,951
132,661
Zterhitung (Ω)
Zterukur (Ω)
161,063
151,035
156,058
155,839
148,920
Zterhitung (Ω)
87,92
c. Untuk f = 18 Hz dan L = 1 Henry
V (Volt)
8
10
14
16
20
Iterukur (mA)
62,84
81,10
113,35
131,39
162,27
113,04
d. Untuk f = 20 Hz dan L = 1 Henry
V (Volt)
8
10
14
16
20
Iterukur (mA)
55,24
72,36
98,71
116,83
150,76
125,6
e. Untuk f = 22 Hz dan L = 1 Henry
V (Volt)
8
10
14
16
20
Iterukur (mA)
49,67
66,21
89,71
102,67
134,30
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
138.16
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
4.2.2 Tabel Impedansi Rata-rata.
Frekuensi (Hz)
12
14
18
20
22
ZRata-rata (Ω)
84,1614
98,1706
123,8294
138,8296
154,583
4.3 PENGOLAHAN DATA
4.3.1 Mencari Zterukur.
a. Untuk f = 12 Hz dan L = 1 Henry
Z terukur 1=
V
I terukur
=
8V
8V
=
=86,890 Ω
92.07 mA 0,09207 A
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Z terukur 2=
Z terukur 3=
Z terukur 4 =
Z terukur 5=
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
=
10 V
10 V
=
=83,347 Ω
119,98 mA 0,11998 A
=
14 V
14 V
=
=82,237 Ω
170,24 mA 0,17024 A
=
16 V
16 V
=
=84,535 Ω
189,27 mA 0,18927 A
=
20 V
20 V
=
=83,798 Ω
238,67 mA 0,23867 A
b. Untuk f = 14 Hz dan L = 1 Henry
Z terukur 1=
Z terukur 2=
Z terukur 3=
Z terukur 4 =
Z terukur 5=
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
=
8V
8V
=
=105,513 Ω
75,82mA 0,07582 A
=
10 V
10 V
=
=101,348 Ω
98,67 mA 0,09867 A
=
14 V
14 V
=
=92,244 Ω
148,55 mA 0,14855 A
=
16 V
16 V
=
=98,316 Ω
162,74 mA 0,16274 A
=
20 V
8V
=
=93,432Ω
214,06 mA 0,21406 A
c. Untuk f = 18 Hz dan L = 1 Henry
Z terukur 1=
Z terukur 2=
Z terukur 3=
Z terukur 4 =
Z terukur 5=
V
I terukur
V
I terukur
=
8V
8V
=
=127,305Ω
62,84 m A 0,06284 A
=
10 V
8V
=
=123,305 Ω
81,10 mA 0,08110 A
V
14 V
14 V
=
=
=123,511 Ω
I terukur 113,35mA 0,11335 A
V
I terukur
=
16 V
16 V
=
=121,775Ω
131,39 mA 0,13139 A
V
20 V
20V
=
=
=123,251Ω
I terukur 162,27 mA 0,16227 A
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
d. Untuk f = 20 Hz dan L = 1 Henry
Z terukur 1=
Z terukur 2=
Z terukur 3=
Z terukur 4 =
Z terukur 5=
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
=
8V
8V
=
=144,823 Ω
55,24 mA 0,05524 A
=
10 V
10V
=
=138,198Ω
72,36 mA 0,07236 A
=
14 V
14 V
=
=141,830 Ω
98,71 mA 0,09871 A
=
16 V
16 V
=
=136,951Ω
116,83 mA 0,11683 A
=
20 V
8V
=
=132,661Ω
150,76 mA 0,15076 A
e. Untuk f = 22 Hz dan L = 1 Henry
Z terukur 1=
Z terukur 2=
Z terukur 3=
Z terukur 4 =
Z terukur 5=
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
=
8V
8V
=
=161,063 Ω
49,67 mA 0,04967 A
=
10V
10 V
=
=151,035 Ω
66,21mA 0,06621 A
=
14 V
8V
=
=1156,058 Ω
89,71 mA 0,08971 A
=
16 V
8V
=
=155,839 Ω
102,67 mA 0,10267 A
=
20 V
20 V
=
=148,920 Ω
134,30 mA 0,13430 A
4.3.2 Mencari Zterhitung
a. Untuk f = 12 Hz dan L = 1 Henry
Z terhitung =ωL
Z terhitung =2 πfL
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Z terhitung =2 ( 3,14 ) (12 ) ( 1 )
Z terhitung =75,36 Ω
b. Untuk f = 14 Hz dan L = 1 Henry
Z terhitung =ωL
Z terhitung =2 πfL
Z terhitung =2 ( 3,14 ) (14 ) (1 )
Z terhitung =87,92Ω
c. Untuk f = 18 Hz dan L = 1 Henry
Z terhitung =ωL
Z terhitung =2 πfL
Z terhitung =2 ( 3,14 ) (18 )( 1 )
Z terhitung =113,04Ω
d. Untuk f = 20 Hz dan L = 1 Henry
Z terhitung =ωL
Z terhitung =2 πfL
Z terhitung =2 ( 3,14 ) (20 )( 1 )
Z terhitung =125,6 Ω
e. Untuk f = 22 Hz dan L = 1 Henry
Z terhitung =ωL
Z terhitung =2 πfL
Z terhitung =2 ( 3,14 ) (22 )( 1 )
Z terhitung =138,16 Ω
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
4.3.3 Mencari Zrata-rata
a. Untuk f = 12 Hz dan L = 1 Henry
Z rata−rata =
Z terukur 1+ Z terukur 2+ Z terukur3 + Z terukur 4 +Z terukur 5
5
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Z rata−rata =
86,890+83,347+82,237+ 84,535+83,798
5
Z rata −rata =
420,807
5
Z rata−rata =84,1614 Ω
b. Untuk f = 14 Hz dan L = 1 Henry
Z rata−rata =
Z terukur 1+ Z terukur 2+ Z terukur3 + Z terukur 4 +Z terukur 5
5
Z rata−rata =
105,513+ 101,348+ 92,244+ 98,316+93,432
5
Z rata−rata =
490,853
5
Z rata−rata =98,1706 Ω
c. Untuk f = 18 Hz dan L = 1 Henry
Z rata−rata =
Z terukur 1+ Z terukur 2+ Z terukur3 + Z terukur 4 +Z terukur 5
5
Z rata−rata =
127,305+ 123,305+ 123,511+121,775+123,251
5
Z rata −rata =
619,147
5
Z rata−rata =123,8294 Ω
d. Untuk f = 20 Hz dan L = 1 Henry
Z rata−rata =
Z terukur 1+ Z terukur 2+ Z terukur3 + Z terukur 4 +Z terukur 5
5
Z rata −rata =
144,283+ 138,198+ 141,830+136,951+132,661
5
Z rata −rata =
694,463
5
Z rata−rata =138,8926 Ω
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
e. Untuk f = 22 Hz dan L = 1 Henry
Z rata−rata =
Z terukur 1+ Z terukur 2+ Z terukur3 + Z terukur 4 +Z terukur 5
5
Z rata −rata =
161,063+ 151,035+ 156,058+155,839+148,920
5
Z rata −rata =
772,915
5
Z rata −rata =154,583 Ω
5. TUGAS DAN JAWABAN
1. Jelaskan mengapa arus DC tidak bisa digunakan pada induktansi bersama !
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
2. Jelaskan perbandingan Z terukur dengan XL !
3. Dimana pengaplikasian hubungan frekuensi dengan reaktansi induktif ?
4. Sebuah inductor diberi sumber AC dengan tegangan 14√2 sin 200t dan Ief = 7
A. Berapa nilai Induktansinya ?
5. Cari jurnal tentang induktansi !
Jawaban
1. Pada arus DC, besarnya arus konstan, tidak berubah-ubah, sehingga jika
arus DC mengalir pada inductor, fluxi yang ditimbulkan oleh inductor juga
tidak berubah-ubah atau konstan sehingga fluxi tidak bisa memotong
kumparan lain secara terus-menerus, maka pada kumparan lain tidak
terjadi tegangan induksi (tegangan induksi = 0). Begitu juga dengan
induktansi sendiri, tidak ada perubahan fluxi yang memotong kumparan
itu sendiri shingga tegangan induksi = 0, maka dari itu pada konduktor
yang dialiri arus DC hanya berfungsi sebagai penghantar saja.
2. Z terukur pada rangkaian ini merupakan reaktansi induktif yaitu XL karena
pada rangkaian hanya terdapat inductor (dapat disebut juga inductor
murni). Maka semakin besar nilai X L, semakin besar nilai Z terukurnya
atau induktannsi reaktifnya.
3. Contoh aplikasi yang memanfaatkan perhitungan reaktansi induktif adalah
rangkaian cross over speaker. Pada jalur speaker woofer yang khusus
untuk frekuensi rendah (bass) dipasang sebuah filter berupa induktor untuk
menghambat frekuensi tinggi yang akan mengganggu pergerakan voice
coil speaker.
4. Dik : v(t) = 14√2 sin 200t
Ief = 7 A
Dit : L
Jawab :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Vm
√2
14 √ 2
V ef =
√2
V ef =14 Volt
V
Z = ef
I ef
14
Z=
7
Z =2 ohm
Karena Z adalah inductor murni maka
o
Z =2∠ 90
Z =R + j X L
Z =0+ j 2 ohm
X L=2ohm
X L=ωL
2=(200)(L)
2
L=
200
L=0,01 H
L=10 mH
5. Jurnal Terlampir
V ef =
6. ANALISA HASIL KESIMPULAN
Pada praktikum mengenai pengaruh frekuensi terhadap induktor saat
dialiri arus bolak balik menggunakan software Livewire untuk melihat bentuk
gelombang dari arus yang terukur dari rangkaian yang telah dirangkai dengan
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
komponen seperti induktor, osiloskop, multimeter digital, dan function generator.
Selain untuk melihat nilai arus yang terukur pada rangkaian, juga melihat
perubahan pada grafik saat frekuensi diganti dari 10 Hz, 12 Hz, 14 Hz, 16 Hz dan
18 Hz. Nilai tegangan yang diberikan oleh function generator sebagai sumber
sangat beragam yakni 3 volt, 6 volt, 9 volt, 12 volt dan 15 volt. Perubahan nilainilai pada tegangan dan frekuensi ini ditujukkan untuk melihat perubahan apa saja
yang terjadi pada grafik yang ditampilkan oleh osiloskop sehingga akan
menemukan pengaruh frekuensi pada inductor yang dialiri arus AC
Pada percobaan, terlihat saat diberikan frekuensi 10 Hz dengan 3 Volt, I rms
yang terukur sebesar
−3
3,06×10
A dan pada saat satu gelombang penuh arus
yang terukur pada multimeter digital akan sama dengan arus yang terukur pada
ammeter. Kemudian pada saat frekuensi 12 Hz dengan 6 Volt, I rms yang terukur
−3
adalah 2,90×10
A dan dapat dilihat juga gelombang yang terbentuk untuk
mencapai satu gelombang penuh lebih tinggi dari sumber yang diberikan
sebelumnya. Lalu pada saat frekuensi 14 Hz dengan sumber tegangan 9 Volt, arus
yang terukur untuk satu gelombang penuh adalah
−3
2,23×10
A, dapat kita lihat
pada tabel data hasil percobaan bahwa arus yang terukur tidak konstan
dikarenakan pada saat frekuensi 16 Hz dengan tegangan 12 Volt arus yang terukur
naik, sehingga hasil pengukuran arus menjadi tidak konstan hal tersebut di
karenakan adanya human error pada saat percobaan.Dan percobaan ini diteruskan
sampai frekuensi 18 Hz dengan sumber tegangan 15 Volt. Setelah menemukan
arus yang terukur pada rangkaian kita akan mencari nilai impedansi yang terukur
yang dicari dengan membagi antara tegangan yang diberikan terhadap arus yang
terukur.Selain itu, hitung juga nilai impedansi terhitung (rekatansi induktif) secara
menual
dengan
mengalikan
kecepatan
sudut
(2πf)
dengan
induktansinya.Perbedaan nilai dari impedansi terukur maupun impedansi terhitung
diakibatkan pada impedansi terukur dipengaruhi oleh nilai arus yang timbul saat
gelombang mencapai puncak sehingga nilai arus yang terukur akan berbeda-beda
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
disetiap waktu menyebabkan nilai arus yang tidak konstan sehingga nilai
impedansi terukur berbeda dengan impedansi yang dihitung.
7.
KESIMPULAN
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
1. Perbedaan nilai impedansi terukur terhadap impedansi terhitung
dipengaruhi oleh sumber bolak-balik yang berubah setiap waktu (tidak
konstan) pada rangkaian tersebut.
2. Nilai tegangan berbanding lurus dengan nilai Zterukur
3. Arus I terukur dari setiap frekuensi dan tegangan ditentukan dengan
melihat gelombang sinusoidal yang mencapai satu gelombang penuh
4. Semakin besar frekuensi yang digunakan dari setiap tegangan maka akan
menghasilkan arus I terukur yang semakin besar juga
5. Impedansi Z terukur akan bernilai semakin besar jika arus I terukur
bernilai semakin kecil dari tegangan V yang ditentukan
DAFTAR PUSTAKA
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Tim Asisten Laboratorium Fenomena Medan Elektromagnetik.2016. Modul
Praktikum Fenomena Medan Elektromagnetik.Inderalaya.: Jurusan Teknik
Elektro. Universitas Sriwijaya.
Halliday, David; Resnick, Robert.1996. Fisika Dasar Jilid 2 Edisi
3. Jakarta : Erlangga
Anonim. 2011. Induksi Elektromagnetik. http://teknikelektronika.com/pengertiandan-fungsi-induktor-beserta-jenis-jenis-induktor. (Dikutip tanggal 11
September 2016).
Wahyuni. 2014. Pengertian dan Fungsi Induktor Beserta Jenis-jenis Induktor.
http://www.electroniclab.com/index.php/labelka/6-induktor . (Dikutip tanggal
11 September 2016).
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
LAMPIRAN
A. Lampiran Gambar Gelombang
8 Volt 12 Hz
10 Volt 12 Hz
14 Volt 12 Hz
16 Volt 12 Hz
20 Volt 12 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
8 Volt 14 Hz
10 Volt 14 Hz
14 Volt 14 Hz
16 Volt 14 Hz
20 Volt 14 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
8 Volt 18 Hz
10 Volt 18 Hz
14 Volt 18 Hz
16 Volt 18 Hz
20 Volt 18 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
8 Volt 20 Hz
10 Volt 20 Hz
14 Volt 20 Hz
16 Volt 20 Hz
20 Volt 20 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
8 Volt 22 Hz
10 Volt 22 Hz
14 Volt 22 Hz
16 Volt 22 Hz
20 Volt 22 Hz
B. Lampiran Grafik
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
1. Untuk f = 12 Hz
Impedansi
88
87
86.89
Z (Ohm)
86
85
84.54
84
83.8
83.35
83
82.24
82
81
80
79
8
10
14
16
20
V rms
2. Untuk f = 14 Hz
Impedansi
110
105.51
Z (Ohm)
105
101.35
100
98.32
95
93.43
92.24
90
85
8
10
14
16
20
V rms
3. Untuk f = 18 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Impedansi
128
127.31
127
Z (Ohm)
126
125
124
123.51
123.31
123
123.25
122
121.78
121
120
119
8
10
14
16
20
V rms
4. Untuk f = 20 Hz
Z (Ohm)
Impedansi
146
144
142
140
138
136
134
132
130
128
126
144.82
141.83
138.2
136.95
132.66
8
10
14
16
20
V rms
5. Untuk f = 22 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Impedansi
165
161.06
Z (Ohm)
160
156.06
155
155.84
151.04
150
148.92
145
140
8
10
14
16
20
V rms
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
PRAKTIKUM IV
PENGARUH FREKUENSI TERHADAP INDUKTOR
YANG DIALIRI ARUS AC
1. TUJUAN
Untuk mempelajari pengaruh frekuensi dan melihat bentuk gelombang
keluaran akibat pengaruh frekuensi terhadap induktor yang dialiri arus AC.
2. ALAT DAN BAHAN
Electromagnetism Trainer 12-100
Osiloskop 2 channel
Milliammeter, 0-10 mA AC
Function Generator 4-16 kHz, 20 V pk-pk sine
3. DASAR TEORI
Induktor atau kumparan adalah salah satu komponen pasif elektronika
yang dapat menghasilkan magnet jika dialiri arus listrik dan sebaliknya dapat
menghasilkan listrik jika diberi medan magnet. Induktor ini biasanya dibuat
dengan kawat penghantar tembaga yang dibentuk menjadi lilitan atau kumparan.
Sebelum lebih jauh membahas tentang pengaruh frekuensi terhadap
induktor mari kita mengingat terlebih dahulu rumus dari suatu impedansi. Nilai
impedansi dapat dihitung dengan rumus :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
|Z|=
V rms
I rms
Impedansi seperti yang kita ketahui terdiri dari nilai resistor, inductor dan
kapasitor, sering kali kita kenal dengan R, X
lebih kita tekankan pada nilai X
L
L
dan X
C
.Dalam praktikum ini
atau nilai induktansi dari sebuah inductor.
Induktansi dapat digolongkan seperti padapenjelasan berikut :
a. Induktansi diri
Induktansi diri merupakan suatu besaran yang menyatakan kemampuan
membangkitkan ggl akibat arus yang berubah terhadap waktu.Sedangkan
insduktansi diri merupakan induktansi yang dihasilkan oleh arus kumparan
menginduksi kumparan itu sendiri. Dasar teori medan elektromagnetik dari
induktansi merupakan akibat dari persamaan Maxwell mengenai hukum ggl
induksi Faraday. Persamaan maxwell tersebut adalah sebagai berikut.
Kerapatan fluks magnet B yang berubah terhadap waktu dihasilkan oleh
arus listrik.Arus listrik yang berubah terhadap waktu ini menghasilkan
ggl.Induktansi memiliki satuan H. Hubungan ggl yang muncul akibat perubahan
arus dinyatakan dalam persamaan berikut.
ε : ggl induksi yang muncul pada induktor (Volt)
L : induktansi diri (H)
I : arus pada induktor (A)
Komponen atau benda yang memiliki induktansi diri disebut induktor.
Induktor layaknya seperti sebuah kapasitor, sama-sama menyimpan energi. Hanya
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
saja induktor menyimpan energi dalam bentuk medan magnet sedangkan kapasitor
menyimpan dalam bentuk medan listrik.
b. Induktansi murni yang dicatu tegangan bolak-balik sinusoidal
Sebuah induktor apabila dicatu dengan tegangan bolak-balik sinusoidal
maka akan mengalir arus yang tertinggal sebesar 900 terhadap tegangan. Arus
yang terjadi merupakan arus bolak-balik.Rangkaian ini disebut rangkaian induktif
murni.Penyimpanan energi dan pelepasan energi dalam medan magnet pada
induktor terjadi secara periodik.
Tegangan sinusoidal dapat dituliskan sebagai berikut
Bila tegangan ini mencatu induktor maka dapat dituliskan sebagai berikut
Arus yang terjadi berbeda fase sebesar 900 terhadap tegangan.
c. Rangkaian induktor dan resistor yang dicatu tegangan bolak-balik sinusoidal
Apabila induktor dan resistor disusun secara seri dan dicatu dengan tegangan
bolak-balik sinusoidal maka persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut.
Sehingga arus yang dihasilkannya adalah sebagai berikut
Sedangkan tegangan jatuh pada induktor dapat diturunkan dari persamaan
arus dengan hubungannya dengan ggl seperti pada persamaan sebelumnya
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Bila dinyatakan dalam tegangan efektif
Dimana
f adalah frekuensi tegangan masukan
Dari persamaan tersebut dapat dilihat pengaruh frekuensi terhadap
tegangan pada induktor. Semakin besar frekuensi akan menyebabkan semakin
besarnya tegangan induktor.
Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang
waktu yang diberikan.Untuk memperhitungkan frekuensi, seseorang menetapkan
jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini
dengan panjang jarak waktu. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz
(Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan
fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang
terjadi satu kali per detik. Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara
dua buah kejadian/ peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu
memperhitungkan frekuensi (f ) sebagai hasil kebalikan dari periode (T ), seperti
nampak dari rumus di bawah ini :
Arus Bolak-Balik pada Induktor
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Bilamana sebuah induktor dialiri arus bolak-balik, maka pada induktortersebut
akan timbul reaktansi induktif resistansi semu atau disebut jugadengan istilah
reaktansi induktansi dengan notasi XL. Besarnya nilai reaktansi induktif
tergantung daribesarnya nilai induktansi induktor L(Henry) dan frekuensi (Hz)
arus bolak-balik. Gambar dibawah ini memperlihatkanhubungan antara reaktansi
induktif terhadap frekuensi arus bolak-balik
Gambar . Hubungan reaktansi induktif terhadap frekuensi
Besarnya reaktansi induktif berbanding langsung dengan perubahan frekuensi
dan nilai induktansi induktor, semakin besar frekuensi arus bolak-balik dan
semakin besar nilai induktor, maka semakin besar nilai reaktansi induktif X L pada
induktor sebaliknya semakin kecil frekuensiarus bolak-balik dan semakin kecil
nilai dari induktansinya, maka semakin kecil nilai reaktansi induktif X Lpada
induktor tersebut.Hubungan ini dapat ditulis seperti persamaan berikut :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
PENGARUH FREKUENSI TERHADAP INDUKTOR YANG DIALIRI
ARUS AC
Induktor atau kumparan adalah salah satu komponen pasif elektronika
yang dapat menghasilkan magnet jika dialiri arus listrik dan sebaliknya dapat
menghasilkan listrik jika diberi medan magnet. Induktor ini biasanya dibuat
dengan kawat penghantar tembaga yang dibentuk menjadi lilitan atau kumparan.
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Satuan iduktansinya adalah Henry (H=Henry, mH=mili Henry, uH=mikro Henry,
nH=nano Henry) dengan notasi penulisan huruf "L".
Sebuah induktor pada kenyataanya merupakan gabungan dari induktansi,
beberapa resistansi karena resistivitas kawat, dan beberapa kapasitansi. . Induktor
akan berfungsi sebagai tahanan jika dialiri arus listrik bolak-balik (AC).
Kegunaan Induktor
1. Pemroses sinyal pada rangkaian analog
2. Mengholangkan noise (dengung)
3. Mencegah interferensi frekwensi radio
4. Komponen utama pembuatan Transformator
5. Sebagai filter pada rangkaian power supply
Banyak perangkat dan komponen elektronika yang dibangun mengunakan
kumparan seperti speaker, relay, buzzer, trafo, dan kpmponen lain yang
berhubungan dengan frekwensi dan medan magnet.
Fungsi Induktor :
1. Tempat terjadinya gaya magnet
2. Pelipat tegangan
3. Pembangkit Getaran
Berdasarkan kegunaannya Induktor bekerja pada:
1. Frekuensi tinggi pada spul antena dan osilator
2. Frekuensi menengah pada spul MF
3. Frekuensi rendah pada trafo input, trafo output, spul speaker, trafo tenaga,
spul relay dan spul penyaring
(Dikutip dari :Buku Fisika SMA)
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Induktor juga merupakan komponen Elektronika Pasif yang sering
ditemukan dalam Rangkaian Elektronika, terutama pada rangkaian yang berkaitan
dengan Frekuensi Radio.Induktor atau dikenal juga dengan Coil adalah
Komponen Elektronika Pasif yang terdiri dari susunan lilitan Kawat yang
membentuk sebuah Kumparan.Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan
Medan Magnet jika dialiri oleh Arus Listrik.Medan Magnet yang ditimbulkan
tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat.Dasar dari
sebuah Induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday.
Kemampuan Induktor atau Coil dalam menyimpan Energi Magnet disebut dengan
Induktansi yang satuan unitnya adalah Henry (H).Satuan Henry pada umumnya
terlalu besar untuk Komponen Induktor yang terdapat di Rangkaian Elektronika.
Oleh Karena itu, Satuan-satuan yang merupakan turunan dari Henry digunakan
untuk menyatakan kemampuan induktansi sebuah Induktor atau Coil. Satuansatuan turunan dari Henry tersebut diantaranya adalah milihenry (mH) dan
microhenry (µH).Simbol yang digunakan untuk melambangkan Induktor dalam
Rangkaian Elektronika adalah huruf “L”.
Simbol Induktor
Berikut ini adalah Simbol-simbol Induktor :
Nilai Induktansi sebuah Induktor (Coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya
adalah :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Jumlah Lilitan, semakin banyak lilitannya semakin tinggi Induktasinya
Diameter Induktor, Semakin besar diameternya semakin tinggi pula
induktansinya
Permeabilitas Inti, yaitu bahan Inti yang digunakan seperti Udara, Besi
ataupun Ferit.
Ukuran Panjang Induktor, semakin pendek inductor (Koil) tersebut
semakin tinggi induktansinya.
(Dikutip
dari
:http://teknikelektronika.com/pengertian-dan-fungsi-induktor-
beserta-jenis-jenis-induktor)
Jika seutas kawat tembaga diberi aliran listrik, maka di sekeliling kawat
tembaga akan terbentuk medan listrik. Dengan aturan tangan kanan dapat
diketahui arah medan listrik terhadap arah arus listrik. Caranya sederhana yaitu
dengan mengacungkan jari jempol tangan kanan sedangkan keempat jari lain
menggenggam. Arah jempol adalah arah arus dan arah ke empat jari lain adalah
arah medan listrik yang mengitarinya.
Tentu masih ingat juga percobaan dua utas kawat tembaga paralel yang keduanya
diberi arus listrik.Jika arah arusnya berlawanan, kedua kawat tembaga tersebut
saling menjauh. Tetapi jika arah arusnya sama ternyata keduanya berdekatan
saling tarik-menarik. Hal ini terjadi karena adanya induksi medan listrik. Dikenal
medan listrik dengan simbol B dan satuannya Tesla (T). Besar akumulasi medan
listrik B pada suatu luas area A tertentu difenisikan sebagai besar magnetic flux.
Simbol yang biasa digunakan untuk menunjukkan besar magnetic flux ini
adalah F dan satuannya Weber (Wb = T.m2). Secara matematis besarnya adalah :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
medan flux...(1)
Lalu bagaimana jika kawat tembaga itu dililitkan membentuk koil atau kumparan.
Jika kumparan tersebut dialiri listrik maka tiap lilitan akan saling menginduksi
satu dengan yang lainnya. Medan listrik yang terbentuk akan segaris dan saling
menguatkan. Komponen yang seperti inilah yang dikenal dengan induktor
selenoid.
Dari buku fisika dan teori medan yang menjelimet, dibuktikan bahwa 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
rumusdi/dt. Sedangkan bilangan negatif sesuai dengan hukum Lenz yang
mengatakan
efek
induksi
menyebabkannya.Hubungan
cenderung
antara
emf
melawan
dan
arus
perubahan
inilah
yang
yang
disebut
dengan induktansi, dan satuan yang digunakan adalah (H) Henry.
Induktor disebut self-induced
Arus listrik yang melewati kabel, jalur-jalur pcb dalam suatu rangkain berpotensi
untuk menghasilkan medan induksi. Ini yang sering menjadi pertimbangan dalam
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
mendesain pcb
supaya
bebas
dari
efek
induktansi
terutama
jika multilayer.Tegangan emf akan menjadi penting saat perubahan arusnya
fluktuatif. Efek emf menjadi signifikan pada sebuah induktor, karena perubahan
arus yang melewati tiap lilitan akan saling menginduksi. Ini yang dimaksud
dengan self-induced. Secara matematis induktansi pada suatu induktor dengan
jumlah lilitan sebanyak N adalah akumulasi flux magnet untuk tiap arus yang
melewatinya :
induktansi ...... (3)
Induktor selenoida
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.
Dari pemahaman fisika, elektron yang bergerak akan menimbulkan medan
elektrik di sekitarnya. Berbagai bentuk kumparan, persegi empat, setegah
lingkaran ataupun lingkaran penuh, jika dialiri listrik akan menghasilkan medan
listrik yang berbeda. Penampang induktor biasanya berbentuk lingkaran, sehingga
diketahui besar medan listrik di titik tengah lingkaran adalah :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Medan listrik ........ (4)
Jika dikembangkan, n adalah jumlah lilitan N relatif terhadap panjang induktor l.
Secara matematis ditulis :
Lilitan per-meter……….(5)
Lalu i adalah besar arus melewati induktor tersebut. Ada simbol m yang
dinamakan permeability dan mo yang disebut permeability udara vakum.Besar
permeability mtergantung dari bahan inti (core) dari induktor. Untuk induktor
tanpa inti (air winding) m = 1.
Jika rumus-rumus di atas di subsitusikan maka rumus induktansi (rumus 3) dapat
ditulis menjadi :
Induktansi Induktor ..... (6)
Induktor selenoida dengan inti (core)
L : induktansi dalam H (Henry)
m : permeability inti (core)
mo : permeability udara vakum
mo = 4p x 10-7
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
N : jumlah lilitan induktor
A : luas penampang induktor (m2)
l : panjang induktor (m)
Inilah rumus untuk menghitung nilai induktansi dari sebuah induktor.Tentu saja
rumus ini bisa dibolak-balik untuk menghitung jumlah lilitan induktor jika nilai
induktansinya sudah ditentukan.
(Dikutip dari :http://www.electroniclab.com/index.php/labelka/6-induktor )
4.
PERCOBAAN
4.1. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Periksalah kelayakan dan kelengkapan alat sebelum menggunakan
alat-alat tesebut untuk praktikum.
2. Mulailah dengan merangkai Electromagnetism Trainer 12-100 terlebih
dahulu. Rangkilah dengan menggunakan jumper (kabel penghubung)
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
yang tersedia sehingga rangkaian pada papan ET 12-100 sesuai dengan
petunjuk gambar yang tertera pada praktiku ini.
3. Setelah jumper telah selesai dirangkai diatas ET 12-100, maka pastikan
kembali apakah rangkain yang dipasang dalam keadaan benar.
4. Hidupkan osiloskop dengan menggunakan channel yang berfungsi
dengan baik untuk melihat hasil bentuk gelombang. Letakkan pengait
(steak) dan jumper osiloskop ke posisi sesuai dengan gambar.
5. Lakukan hal yang sama terhadap Function Generator 4-16 kHz, 20 V
pk-pk sine. Setelah rangkain sudah benar, maka alat bisa dihidupkan
secara bersama.
6. Kemudian aturlah Vpk-pk di Function Generator 4-16 kHz, 20 V pkpk sine sesuai dengan nilai yang telah ditentukan pada tabel dibawah
ini.
7. Lakukan pengamatan terhadap bentuk gelombang yang didapat pada
osiloskop dan lihat apa pengaruh yang terjadi selama frekuensi yang
yang digunakan berbeda-beda.
8. Setelah percobaan selesai dilakukan, maka matikan alat-alat percobaan
sesuai dengan prosedur dari asisten yang mengajar.
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Gambar 4.1. Diagram Rangkaian
4.2 DATA HASIL PERCOBAAN
4.2.1 Tabel Tegangan, Arus Terukur, Impedansi Terukur, dan Impedansi Terhitung.
a. Untuk f = 12 Hz dan L = 1 Henry
V (Volt)
8
10
14
Iterukur (mA)
92,07
119,98
170,24
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Zterukur (Ω)
86,89
83,347
82,237
Zterhitung (Ω)
75,36
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
16
20
189,27
238,67
84,535
83,798
b. Untuk f = 14 Hz dan L = 1 Henry
V (Volt)
8
10
14
16
20
Iterukur (mA)
75,82
98,67
148,55
162,74
214,06
Zterukur (Ω)
105,513
101,348
92,244
98,316
93,432
Zterhitung (Ω)
Zterukur (Ω)
127,305
123,305
123,511
121,775
123,251
Zterhitung (Ω)
Zterukur (Ω)
144,823
138,198
141,830
136,951
132,661
Zterhitung (Ω)
Zterukur (Ω)
161,063
151,035
156,058
155,839
148,920
Zterhitung (Ω)
87,92
c. Untuk f = 18 Hz dan L = 1 Henry
V (Volt)
8
10
14
16
20
Iterukur (mA)
62,84
81,10
113,35
131,39
162,27
113,04
d. Untuk f = 20 Hz dan L = 1 Henry
V (Volt)
8
10
14
16
20
Iterukur (mA)
55,24
72,36
98,71
116,83
150,76
125,6
e. Untuk f = 22 Hz dan L = 1 Henry
V (Volt)
8
10
14
16
20
Iterukur (mA)
49,67
66,21
89,71
102,67
134,30
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
138.16
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
4.2.2 Tabel Impedansi Rata-rata.
Frekuensi (Hz)
12
14
18
20
22
ZRata-rata (Ω)
84,1614
98,1706
123,8294
138,8296
154,583
4.3 PENGOLAHAN DATA
4.3.1 Mencari Zterukur.
a. Untuk f = 12 Hz dan L = 1 Henry
Z terukur 1=
V
I terukur
=
8V
8V
=
=86,890 Ω
92.07 mA 0,09207 A
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Z terukur 2=
Z terukur 3=
Z terukur 4 =
Z terukur 5=
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
=
10 V
10 V
=
=83,347 Ω
119,98 mA 0,11998 A
=
14 V
14 V
=
=82,237 Ω
170,24 mA 0,17024 A
=
16 V
16 V
=
=84,535 Ω
189,27 mA 0,18927 A
=
20 V
20 V
=
=83,798 Ω
238,67 mA 0,23867 A
b. Untuk f = 14 Hz dan L = 1 Henry
Z terukur 1=
Z terukur 2=
Z terukur 3=
Z terukur 4 =
Z terukur 5=
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
=
8V
8V
=
=105,513 Ω
75,82mA 0,07582 A
=
10 V
10 V
=
=101,348 Ω
98,67 mA 0,09867 A
=
14 V
14 V
=
=92,244 Ω
148,55 mA 0,14855 A
=
16 V
16 V
=
=98,316 Ω
162,74 mA 0,16274 A
=
20 V
8V
=
=93,432Ω
214,06 mA 0,21406 A
c. Untuk f = 18 Hz dan L = 1 Henry
Z terukur 1=
Z terukur 2=
Z terukur 3=
Z terukur 4 =
Z terukur 5=
V
I terukur
V
I terukur
=
8V
8V
=
=127,305Ω
62,84 m A 0,06284 A
=
10 V
8V
=
=123,305 Ω
81,10 mA 0,08110 A
V
14 V
14 V
=
=
=123,511 Ω
I terukur 113,35mA 0,11335 A
V
I terukur
=
16 V
16 V
=
=121,775Ω
131,39 mA 0,13139 A
V
20 V
20V
=
=
=123,251Ω
I terukur 162,27 mA 0,16227 A
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
d. Untuk f = 20 Hz dan L = 1 Henry
Z terukur 1=
Z terukur 2=
Z terukur 3=
Z terukur 4 =
Z terukur 5=
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
=
8V
8V
=
=144,823 Ω
55,24 mA 0,05524 A
=
10 V
10V
=
=138,198Ω
72,36 mA 0,07236 A
=
14 V
14 V
=
=141,830 Ω
98,71 mA 0,09871 A
=
16 V
16 V
=
=136,951Ω
116,83 mA 0,11683 A
=
20 V
8V
=
=132,661Ω
150,76 mA 0,15076 A
e. Untuk f = 22 Hz dan L = 1 Henry
Z terukur 1=
Z terukur 2=
Z terukur 3=
Z terukur 4 =
Z terukur 5=
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
V
I terukur
=
8V
8V
=
=161,063 Ω
49,67 mA 0,04967 A
=
10V
10 V
=
=151,035 Ω
66,21mA 0,06621 A
=
14 V
8V
=
=1156,058 Ω
89,71 mA 0,08971 A
=
16 V
8V
=
=155,839 Ω
102,67 mA 0,10267 A
=
20 V
20 V
=
=148,920 Ω
134,30 mA 0,13430 A
4.3.2 Mencari Zterhitung
a. Untuk f = 12 Hz dan L = 1 Henry
Z terhitung =ωL
Z terhitung =2 πfL
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Z terhitung =2 ( 3,14 ) (12 ) ( 1 )
Z terhitung =75,36 Ω
b. Untuk f = 14 Hz dan L = 1 Henry
Z terhitung =ωL
Z terhitung =2 πfL
Z terhitung =2 ( 3,14 ) (14 ) (1 )
Z terhitung =87,92Ω
c. Untuk f = 18 Hz dan L = 1 Henry
Z terhitung =ωL
Z terhitung =2 πfL
Z terhitung =2 ( 3,14 ) (18 )( 1 )
Z terhitung =113,04Ω
d. Untuk f = 20 Hz dan L = 1 Henry
Z terhitung =ωL
Z terhitung =2 πfL
Z terhitung =2 ( 3,14 ) (20 )( 1 )
Z terhitung =125,6 Ω
e. Untuk f = 22 Hz dan L = 1 Henry
Z terhitung =ωL
Z terhitung =2 πfL
Z terhitung =2 ( 3,14 ) (22 )( 1 )
Z terhitung =138,16 Ω
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
4.3.3 Mencari Zrata-rata
a. Untuk f = 12 Hz dan L = 1 Henry
Z rata−rata =
Z terukur 1+ Z terukur 2+ Z terukur3 + Z terukur 4 +Z terukur 5
5
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Z rata−rata =
86,890+83,347+82,237+ 84,535+83,798
5
Z rata −rata =
420,807
5
Z rata−rata =84,1614 Ω
b. Untuk f = 14 Hz dan L = 1 Henry
Z rata−rata =
Z terukur 1+ Z terukur 2+ Z terukur3 + Z terukur 4 +Z terukur 5
5
Z rata−rata =
105,513+ 101,348+ 92,244+ 98,316+93,432
5
Z rata−rata =
490,853
5
Z rata−rata =98,1706 Ω
c. Untuk f = 18 Hz dan L = 1 Henry
Z rata−rata =
Z terukur 1+ Z terukur 2+ Z terukur3 + Z terukur 4 +Z terukur 5
5
Z rata−rata =
127,305+ 123,305+ 123,511+121,775+123,251
5
Z rata −rata =
619,147
5
Z rata−rata =123,8294 Ω
d. Untuk f = 20 Hz dan L = 1 Henry
Z rata−rata =
Z terukur 1+ Z terukur 2+ Z terukur3 + Z terukur 4 +Z terukur 5
5
Z rata −rata =
144,283+ 138,198+ 141,830+136,951+132,661
5
Z rata −rata =
694,463
5
Z rata−rata =138,8926 Ω
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
e. Untuk f = 22 Hz dan L = 1 Henry
Z rata−rata =
Z terukur 1+ Z terukur 2+ Z terukur3 + Z terukur 4 +Z terukur 5
5
Z rata −rata =
161,063+ 151,035+ 156,058+155,839+148,920
5
Z rata −rata =
772,915
5
Z rata −rata =154,583 Ω
5. TUGAS DAN JAWABAN
1. Jelaskan mengapa arus DC tidak bisa digunakan pada induktansi bersama !
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
2. Jelaskan perbandingan Z terukur dengan XL !
3. Dimana pengaplikasian hubungan frekuensi dengan reaktansi induktif ?
4. Sebuah inductor diberi sumber AC dengan tegangan 14√2 sin 200t dan Ief = 7
A. Berapa nilai Induktansinya ?
5. Cari jurnal tentang induktansi !
Jawaban
1. Pada arus DC, besarnya arus konstan, tidak berubah-ubah, sehingga jika
arus DC mengalir pada inductor, fluxi yang ditimbulkan oleh inductor juga
tidak berubah-ubah atau konstan sehingga fluxi tidak bisa memotong
kumparan lain secara terus-menerus, maka pada kumparan lain tidak
terjadi tegangan induksi (tegangan induksi = 0). Begitu juga dengan
induktansi sendiri, tidak ada perubahan fluxi yang memotong kumparan
itu sendiri shingga tegangan induksi = 0, maka dari itu pada konduktor
yang dialiri arus DC hanya berfungsi sebagai penghantar saja.
2. Z terukur pada rangkaian ini merupakan reaktansi induktif yaitu XL karena
pada rangkaian hanya terdapat inductor (dapat disebut juga inductor
murni). Maka semakin besar nilai X L, semakin besar nilai Z terukurnya
atau induktannsi reaktifnya.
3. Contoh aplikasi yang memanfaatkan perhitungan reaktansi induktif adalah
rangkaian cross over speaker. Pada jalur speaker woofer yang khusus
untuk frekuensi rendah (bass) dipasang sebuah filter berupa induktor untuk
menghambat frekuensi tinggi yang akan mengganggu pergerakan voice
coil speaker.
4. Dik : v(t) = 14√2 sin 200t
Ief = 7 A
Dit : L
Jawab :
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Vm
√2
14 √ 2
V ef =
√2
V ef =14 Volt
V
Z = ef
I ef
14
Z=
7
Z =2 ohm
Karena Z adalah inductor murni maka
o
Z =2∠ 90
Z =R + j X L
Z =0+ j 2 ohm
X L=2ohm
X L=ωL
2=(200)(L)
2
L=
200
L=0,01 H
L=10 mH
5. Jurnal Terlampir
V ef =
6. ANALISA HASIL KESIMPULAN
Pada praktikum mengenai pengaruh frekuensi terhadap induktor saat
dialiri arus bolak balik menggunakan software Livewire untuk melihat bentuk
gelombang dari arus yang terukur dari rangkaian yang telah dirangkai dengan
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
komponen seperti induktor, osiloskop, multimeter digital, dan function generator.
Selain untuk melihat nilai arus yang terukur pada rangkaian, juga melihat
perubahan pada grafik saat frekuensi diganti dari 10 Hz, 12 Hz, 14 Hz, 16 Hz dan
18 Hz. Nilai tegangan yang diberikan oleh function generator sebagai sumber
sangat beragam yakni 3 volt, 6 volt, 9 volt, 12 volt dan 15 volt. Perubahan nilainilai pada tegangan dan frekuensi ini ditujukkan untuk melihat perubahan apa saja
yang terjadi pada grafik yang ditampilkan oleh osiloskop sehingga akan
menemukan pengaruh frekuensi pada inductor yang dialiri arus AC
Pada percobaan, terlihat saat diberikan frekuensi 10 Hz dengan 3 Volt, I rms
yang terukur sebesar
−3
3,06×10
A dan pada saat satu gelombang penuh arus
yang terukur pada multimeter digital akan sama dengan arus yang terukur pada
ammeter. Kemudian pada saat frekuensi 12 Hz dengan 6 Volt, I rms yang terukur
−3
adalah 2,90×10
A dan dapat dilihat juga gelombang yang terbentuk untuk
mencapai satu gelombang penuh lebih tinggi dari sumber yang diberikan
sebelumnya. Lalu pada saat frekuensi 14 Hz dengan sumber tegangan 9 Volt, arus
yang terukur untuk satu gelombang penuh adalah
−3
2,23×10
A, dapat kita lihat
pada tabel data hasil percobaan bahwa arus yang terukur tidak konstan
dikarenakan pada saat frekuensi 16 Hz dengan tegangan 12 Volt arus yang terukur
naik, sehingga hasil pengukuran arus menjadi tidak konstan hal tersebut di
karenakan adanya human error pada saat percobaan.Dan percobaan ini diteruskan
sampai frekuensi 18 Hz dengan sumber tegangan 15 Volt. Setelah menemukan
arus yang terukur pada rangkaian kita akan mencari nilai impedansi yang terukur
yang dicari dengan membagi antara tegangan yang diberikan terhadap arus yang
terukur.Selain itu, hitung juga nilai impedansi terhitung (rekatansi induktif) secara
menual
dengan
mengalikan
kecepatan
sudut
(2πf)
dengan
induktansinya.Perbedaan nilai dari impedansi terukur maupun impedansi terhitung
diakibatkan pada impedansi terukur dipengaruhi oleh nilai arus yang timbul saat
gelombang mencapai puncak sehingga nilai arus yang terukur akan berbeda-beda
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
disetiap waktu menyebabkan nilai arus yang tidak konstan sehingga nilai
impedansi terukur berbeda dengan impedansi yang dihitung.
7.
KESIMPULAN
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
1. Perbedaan nilai impedansi terukur terhadap impedansi terhitung
dipengaruhi oleh sumber bolak-balik yang berubah setiap waktu (tidak
konstan) pada rangkaian tersebut.
2. Nilai tegangan berbanding lurus dengan nilai Zterukur
3. Arus I terukur dari setiap frekuensi dan tegangan ditentukan dengan
melihat gelombang sinusoidal yang mencapai satu gelombang penuh
4. Semakin besar frekuensi yang digunakan dari setiap tegangan maka akan
menghasilkan arus I terukur yang semakin besar juga
5. Impedansi Z terukur akan bernilai semakin besar jika arus I terukur
bernilai semakin kecil dari tegangan V yang ditentukan
DAFTAR PUSTAKA
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Tim Asisten Laboratorium Fenomena Medan Elektromagnetik.2016. Modul
Praktikum Fenomena Medan Elektromagnetik.Inderalaya.: Jurusan Teknik
Elektro. Universitas Sriwijaya.
Halliday, David; Resnick, Robert.1996. Fisika Dasar Jilid 2 Edisi
3. Jakarta : Erlangga
Anonim. 2011. Induksi Elektromagnetik. http://teknikelektronika.com/pengertiandan-fungsi-induktor-beserta-jenis-jenis-induktor. (Dikutip tanggal 11
September 2016).
Wahyuni. 2014. Pengertian dan Fungsi Induktor Beserta Jenis-jenis Induktor.
http://www.electroniclab.com/index.php/labelka/6-induktor . (Dikutip tanggal
11 September 2016).
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
LAMPIRAN
A. Lampiran Gambar Gelombang
8 Volt 12 Hz
10 Volt 12 Hz
14 Volt 12 Hz
16 Volt 12 Hz
20 Volt 12 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
8 Volt 14 Hz
10 Volt 14 Hz
14 Volt 14 Hz
16 Volt 14 Hz
20 Volt 14 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
8 Volt 18 Hz
10 Volt 18 Hz
14 Volt 18 Hz
16 Volt 18 Hz
20 Volt 18 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
8 Volt 20 Hz
10 Volt 20 Hz
14 Volt 20 Hz
16 Volt 20 Hz
20 Volt 20 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
8 Volt 22 Hz
10 Volt 22 Hz
14 Volt 22 Hz
16 Volt 22 Hz
20 Volt 22 Hz
B. Lampiran Grafik
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
1. Untuk f = 12 Hz
Impedansi
88
87
86.89
Z (Ohm)
86
85
84.54
84
83.8
83.35
83
82.24
82
81
80
79
8
10
14
16
20
V rms
2. Untuk f = 14 Hz
Impedansi
110
105.51
Z (Ohm)
105
101.35
100
98.32
95
93.43
92.24
90
85
8
10
14
16
20
V rms
3. Untuk f = 18 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Impedansi
128
127.31
127
Z (Ohm)
126
125
124
123.51
123.31
123
123.25
122
121.78
121
120
119
8
10
14
16
20
V rms
4. Untuk f = 20 Hz
Z (Ohm)
Impedansi
146
144
142
140
138
136
134
132
130
128
126
144.82
141.83
138.2
136.95
132.66
8
10
14
16
20
V rms
5. Untuk f = 22 Hz
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus
ROFIQ
03041281419098
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Impedansi
165
161.06
Z (Ohm)
160
156.06
155
155.84
151.04
150
148.92
145
140
8
10
14
16
20
V rms
SRI NUNIK PURWASARI
03041181320045
AC
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor Yang Dialiri Arus