Praktikum Rangkaian Listrik II

  

Osciloscope

Tujuan

   Menggunakan osciloscope untuk pengukuran tegangan  Menggunakan osciloscope untuk pengukuran fasa

Pendahuluan

  Osciloscope dapat digunakan untuk mengukur tegangan. Hasil pengukuran disajikan dalam bentuk kurva di layar dengan sumbu x sebagai waktu dan sumbu y sebagai amplitudo. Sebagai contoh hasil pengukuran tegangan sinus dengan frekuensi 1 kHz dan amplitudo puncak 1 volt adalah sebagai berikut: Gambar 1. Hasil pengukuran tegangan V = 1.Sin(2. .1000t) volt = 1  0 volt

  s

  Dari kurva hasil pengukuran serta posisi tombol time/div dan volt/div dapat diketahui besarnya tegangan dan frekuensi sebagai berikut: V = KotakVertikal x Volt/Div = 1 div x 1 volt = 1 volt (tegangan puncak, V )

  p

  Nilai efektif untuk gelombang sinus dapat diperoleh dari nilai puncak (peak) sebagai berikut: V = V /

  eff p

  √2 = 1/√2 = 0,707 volt T = KotakHorisontal x Time/Div = 10 div x 0,1 ms = 1 ms f = 1/T = 1/1 ms = 1 khz

  Pengukuran beda fasa dapat dilakukan dengan osciloscope dual trace, yaitu osciloscope yang mempunyai dua terminal input. Ada dua cara pengukuran fasa, pertama dengan mode dual, dan kedua dengan mode x-y. Berikut ini ditunjukkan hasil pengukuran dua sinyal yang berbeda fasa dengan mode dual.

  Gambar 2. Pengkuran beda fasa dengan mode dual

  Parameter Vin Vout

  1 div x 1 volt/div = 1 volt 0.6 div x 1 volt/div = 0,6 volt Amplitudo puncak

  (V ) (V )

  p p

  Periode 2,5 div x 2 ms = 5 ms 2,5 div x 2 ms = 5 ms Frequency 1/5 ms = 200 hz 1/5 ms = 200 hz

  Dari gambar kurva diketahui Vout tertinggal dari Vinput, berbeda fasa sebesar:

  ta

  Beda fasa, dimana ta = 0,3 div x 2 ms = 0,6 ms

  x 360 

  θ =

  T , 6 ms

  =

  x 360  5 ms o

  = 43,2 tertinggal terhadap tegangan input Sedangkan hasil pengukuran beda fasa dengan mode x-y dilukiskan pada

  Gambar 3. Dari gambar tersebut tidak dapat diketahui apakah fasa tegangan output tertinggal atau mendahului dari tegangan input, tetapi besarnya dapat dihitung sebagai berikut:

• 1

  Beda fasa, (Y /Y ) θ = sin max

  = sin-1(2,4/3,15)

  o

  = 49,6 Gambar 3. Hasil pengukuran beda fasa dengan mode x-y

Percobaan I. Pengukuran Tegangan Alat yang Diperlukan

  1. Osciloscope dual trace

  2. Voltmerter

  3. Generator gelombang sinus

  4. Frequency counter

Langkah Percobaan 1. Buatlah rangkaian seperti dilukiskan pada Gambar 4

  2. Aktifkan catu daya dan atur generator dengan amplitudo dan frekuensi seperti Tabel 1.

  3. Catat hasil pengukuran osciloscope dan voltmeter untuk melengkapi Tabel 1.

  4. Gambarkan satu dari hasil pengukuran osciloscope.

  5. Analisa data hasil percobaan dan lengkapi Tabel 2.

  Gambar 4. Rangkaian percobaan 1. Pengukuran tegangan dengan osciloscope dan voltmeter

Data Hasil Percobaan Tabel 1. Hasil percobaan pengukuran tegangan dengan osciloscope dan voltmeter

  Pengukuran Osciloscope Frekuens

  Pengukura i sinyal n

  Horizontal (periode) Vertikal (nilai puncak) No sinus voltmeter Time/ Time Ampl.

  DIV DIV Volt/Div (Hz) Div (detik) (Vpeak) Veff (volt) 1 100

  0,1 2 500 0,5 3 1 kHz

  1 4 5 kHz 5 5 10 kHz

  10 Gambar 5. Bentuk gelombang contoh hasil pengukuran tegangan dengan osciloscope

Perhitungan hasil pengukuran

  Nilai efektif dari pengukuran osciloscope Periode, T = H * (Time/Div) = ........... div * ........... s/div = ................ detik

  Div

  1

  1 Frekuensi, f = = = .............. hertz T .......... ....

  Tegangan puncak, V = ................ V

  p Tegangan puncak .......... ....

  Tegangan efektif, V = = = .............. volt

  eff .......... ....

  2 Selisih pengukuran dengan perhitungan

• (Hasil ukur Hasil Hitung)

  %error =

  x 100 % Hasil Hitung

  = ───────────────── x 100 % = ......................

  Dengan cara yang sama, dengan merubah frekuensi diperoleh data seperti disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Perbandingan pengukuran tegangan dengan osciloscope dan multimeter

  Tegangan efektif Tegangan No Frekuensi Selisih puncak Osciloscope Voltmeter

  1 100 Hz 2 500 Hz 3 1 kHz 4 5 kHz 5 10 kHz

  Pengamatan data

Kesimpulan Percobaan II. Pengukuran Fasa Mode Dual Alat yang Diperlukan

  1. Osciloscope dual trace

  2. Multimerter

  3. Generator gelombang sinus

  4. Frequency counter

  5. Kabel penghubung

  6. Papan percobaan nomor:

Langkah Percobaan

  Gambar 6. Pengukuran beda fasa tegangan input dan output pada rangkaian RC seri.

  1. Buatlah rangkaian seperti dilukiskan pada Gambar 6 dengan nilai resistor seperti Tabel 3.

  2. Siapkan generator sinus pada frekuesi 1 kHz dan amplitudo 2 V .

  p

  3. Siapkan osciloscope untuk pengukuran mode dual dan gunakan untuk pengukuran.

  4. Gambarkan satu dari hasil pengukuran osciloscope.

  5. Analisa data hasil percobaan dan lengkapi Tabel 4.

Data Hasil Percobaan

  Tabel 3. Hasil pengukuran beda fasa pada rangkaian RC seri., dengan f = 1 kHz dan C = ......F t (detik)

  Resisto

  

a

  No r ( Horz. Div. Time/Div Waktu

  Ω) 1 470 2 820 3 1200 4 1500 5 1800

  Catatan: Periode = ............................... x ............................... s Gambar 7. Hasil pengukuan beda fasa dengan menggunakan mode-dual

Perhitungan Hasil Pengukuran

  T = H x (Time/Div)

  div = ................. * .................

  = ...................... s

Resistor = 470 Ω

  Sudut fasa hasil pengukuran

  t = H x (Time/Div )

  a div = ................ x .................

  = .........................

  t _a

  x 360  θ =

  T      s

  = x 360 

       s = ...........................

  ˚

  Sudut fasa secara teori

  1

  = tg -1 θ

  2  fRC

  1

• 1

  = tg 2  .......... .......... .......... .......... .......... ..... = ...................

  ˚

  Selisih pengukuran dengan perhitungan

• (Hasil ukur Hasil Hitung)

  %error = x 100 %

  Hasil Hitung           

  = x 100 %

       = ......................

  Dengan cara yang sama, dengan perubahan resistansi diperoleh data seperti disajikan pada Tabel 4. Tabel 4. Perbandingan hasil pengukuran dan perhitungan fasa

  Fasa Resistor No

Error ( Pengukuran Perhitungan Ω)

  1 470 2 820 3 1200 4 1500 5 1800

Pengamatan Data Kesimpulan Percobaan III. Pengukuran Fasa Mode x-y Alat yang Diperlukan

  1. Osciloscope dual trace

  2. Multimerter

  3. Generator gelombang sinus

  4. Frequency counter

  5. Papan percobaan nomor:

  Langkah Percobaan

  Gambar 8. Pengukuran beda fasa tegangan input dan output pada rangkaian RC seri.

  1. Buatlah rangkaian seperti dilukiskan pada Gambar 8 dengan nilai resistor seperti Tabel 5.

  2. Siapkan generator sinus pada frekuesi 1 kHz dan amplitudo 2 Vp.

  3. Siapkan osciloscope untuk pengukuran mode x-y.

  4. Gambarkan contoh hasil pengukuran osciloscope.

  5. Analisa data hasil percobaan dan lengkapi Tabel 6.

Data Hasil Percobaan

  Tabel 6. Hasil pengukuran beda fasa pada rangkaian RC seri, dengan f = 1 kHz dan C = ...... F

Resistor No Y Y max ( Ω)

  1 470 2 820 3 1200 4 1500 5 1800

  Gambar 7. Hasil pengukuan beda fasa dengan menggunakan mode x-y

Perhitungan Hasil Pengukuran Resistor = 470 Ω

  Sudut fasa hasil pengukuran ₁ Y 

  Sin

  θ =

  Y _max

• 1

  = Sin ──── = ...................

  Sudut fasa secara teori

  1

  = tg -1 θ

  2  fRC

  1

• 1

  = tg

       2 

  = ...................

  ˚

  Selisih pengukuran dengan perhitungan (Hasil Hasil - ukur Hitung)

  %error =

  

x 100 %

Hasil Hitung           

  = x 100 %

       = ......................

  Dengan cara yang sama, dengan perubahan resistansi diperoleh data seperti disajikan pada Tabel 6. Tabel 6. Perbandingan hasil pengukuran dan perhitungan fasa

  

Fasa

Resistor No

Error ( Pengukuran Perhitungan Ω)

  1 470 2 820 3 1200 4 1500 5 1800

  Pengamatan Data Kesimpulan