Laporan Praktikum 4 Pengaruh Frekuensi T (4)
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
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 frekuensi terhadap induktor yang dialiri arus AC.
2. ALAT DAN BAHAN
Electromagnetism Trainer 12-100
Osiloskop 2 channel
Multimeter, 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. Inductor ini biasanya dibuat
dengan kawat penghantar tembaga yang dibentuk menjadi lilitan atau kumparan.
Sebelum kita lebih jauh membahas tentang pengaruh frekuensi terhadap
induktor marik kita mengingat terlebih dahulu rumus dari suatu impedansi. Nilai
impedansi dapati dihitung dengan rumus :
Z=
V rms
I rms
Impedansi seperti yang kita ketahui terdiri dari nilai resistor, induktor, dan
kapasitor sering kali kita kenal dengan R, XL, dan XC. Dalam praktikum ini lebih
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
kita tekankan pada nilai XL atau nilai induktansi dari sebuah induktor. Induktansi
dapat digolongkan seperti penjelasan berikut :
a. Induktansi Diri
Induktansi diri merupakan suatu besaran yang meyatakan kemampuan
membangkitkan ggl akibat arus yang berubah terhadap waktu. Sedangakan
induktansi 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 :
VxE=-
∂B
∂t
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.
e=-L
di
dt
e = 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.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Hanya 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 90 derajat terhadap
tegangan. Arus yang terjadi merupakan arus bolak-balik. Rangkaian ini
disebut rangkaian induktif murni. Penyimpan energi dan pelepasan energi
dalam medan magnet pada induktor terjadi secara spesifik.
Tegangan sinusoidlal dapt dituliskan sebagai berikut :
v = Vm sin �t
bila tegangan ini mencatu induktor maka dapat dituliskan sebagai berikut:
V m sin ωt=L
di
dt
Vm
di
sin ωt=
L
dt
i=∫
Vm
sin ωt dt
L
i=
−V m
cos ωt
ωL
i=
Vm
sin (ωt−90 ° )
ωL
Arus yang terjadi berbeda fasa sebesar 90 derajat terhadap tegangan.
c. Induktor dan resistor yang dicatu tegangan bolak-bali sinusoidal
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Apabila induktor dan resistor disusun seri dan dicatu dengan tegangan
bolak-balik sinusoidal maka persamaannya dapat dituliskan sebagai
berikut:
V m sin ωt=L
di
+ iR
dt
Vm
di R
sin ωt= +i
L
dt L
Sehingga arus yang dihasilkannya sebagai berikut:
ωL
−1
(¿ ωt−tan
i=
√ R +(ωL)2
2
Vm
√ R +(ωL)2
2
)
sin ¿
Sedangkan tegangan jatuh pada induktor dapat diturunkan dari persamaan
arus dengan hubungannya dengan ggl seperti pada persamaan sebelumnya
V L =L
di
dt
ωL
−1
(¿ ωt−tan
√ R + ( ωL )
2
Vm
2
V L =L
V L =ωL
d
¿
dt
ωL
(¿ ωt−tan−1
√ R + ( ωL )
2
Vm
√ R + ( ωL )
2
V L=ωL
Ahmad Okky Saputra
03121004071
2
2
√ R + ( ωL )
2
Vm
√ R + ( ωL )
2
)
cos ¿
ωL
−1
(¿ ωt−tan
)
sin¿
√ R +( ωL )
2
2
2
2
+ 90°)
sin ¿
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Bila dinyatakan dalam tegangan efektif
V L ef =ωL
V ef
√ R +( ωL )
2
2
ω=2 πf
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 menerapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian
peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Hasil 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 bias mengukur waktu antara dua buah
kejadian / peristiwa ( dan menyebutkannya sebagai periode ), lalu
memperhitungkan frekuensi (f) sebagai hasil kabalikan dari periode
(T)seperti nampak dari rimus dibawah ini:
f=
1
T
Arus Bolak-Balik Pada Induktor
Bilamana sebuah induktor dialiri arus bolak-balik, maka pada induktor
tersebut akan timbul reaktansi semu atau disebut juga dengan istilah reaktansi
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
induktansi dengan notasi XL. Besarnya nilai reaktansi induktif tergantung dari
besarnya nilai induktansi induktor L ( Hendry ) dan frekuensi ( Hz ) arus
bolak-balik. Gambar dibawah ini memperlihatkan hubungan antara reaktansi
induktif terhadap frekuensi arus bolak-balik.
XL
L = konstan
Hz
Gambar 4.1 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 XL pada induktor sebaliknya semakin kecil frekuensi arus bolak-balik
dan semakin kecil nilai dari induktansinya, maka semakin kecil nilai reaktansi
induktif XL induktor tersebut. Hubungan ini dapat ditulis seperti persamaan
berikut :
X L=ωL
¿ 2 πf . L
Dimana:
XL = reaktansi induktif ( resistansi semu ) induktor dalam ( Ω ¿
F = frekuensi arus bolak-balik dalam ( Hz )
L = nilai induktansi induktor ( Farad )
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
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.
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
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
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
(Sumber : Kanginan, Marthen. 1996. Fisika SMA. Jakarta: Penerbit Erlangga.)
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.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
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 :
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
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
rumusdi/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.
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
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.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
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 :
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)
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
L : induktansi dalam H (Henry)
m : permeability inti (core)
mo : permeability udara vakum
mo = 4p x 10-7
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.
(Sumber : http://www.electroniclab.com/index.php/labelka/6-induktor )
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.
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. (Sumber
foto Wikipedia). Induktor akan berfungsi sebagai tahanan jika dialiri arus listrik
bolak-balik (AC).
Sebuah induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif
(kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Kemampuan
induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan olehinduktansinya, dalam
satuan Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang
dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat
di dalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah salah
satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan
tegangannya
berubah-ubah
dikarenakan
kemampuan
induktor
untuk
memproses arus bolak-balik.
Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi atau
kapasitansi, dan tidak memboroskan daya. Sebuah induktor pada kenyataanya
merupakan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas
kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu frekuensi, induktor dapat menjadi
sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan daya pada
resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya di dalam inti
karena efek histeresis, dan pada arus tinggi mungkin mengalami nonlinearitas
karena penjenuhan.
(Sumber : http://matatisa.blogspot.com/)
4. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Periksalah tegangan dan kelayakan alat sebelum menggunakan alat-alat
tersebut untuk praktikum.
2. Mulailai dengan menggunakan
elektromagnetism
trainer
12-100.
Rangkailah dengan mengunakan jumper (kabel penghubung) yag tersedia
sehingga rangkaian pada papan ET 12-100 sesuai dengan petunjuk gambar
yang tertera pada praktikum ini.
3. Setelah jumper selesai dirangkai diatas ET 12-100, maka pastikan kembali
apakah rangkaian yang dipasang dalam keadaan benar.
4. Hidupkan osiloskop dengan menggunakan channel yang berfungsi dengan
baik untuk melihat hasil bentuk gelombang.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
5. Lakukan hl yang sama terhadap function generator 4-16 kHZ, 20 V pk-pk
sine. Setelah rangkaian sudah benar, maka alat bisa dihidupkan secara
bersama.
6. Kemudian aturlah V pk-pk di function generator 4-16 kHZ, 20 pk-pk sine
sesuai dengan nilai pada tabel.
7. Lakukan pengamatan terhadap bentuk gelombang yan didapat pada
osiloskop dan lihat apa pengaruh yang terjadi selama frekuensi yang
digunakan berbeda-beda.
8. Setelah percobaan selesai dilakukan, maka matikan alat-alat percobaan
sesuai dengan prosesur asisten yang mengajar.
Gambar 4.1 Diagram Rangkaian
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
5. DATA HASIL PERCOBAAN
Tabel Frekuensi
Untuk frekuensi 10 Hz
Frekuensi ( Hz)
V (Volt)
5
6
7
8
9
Iterukur (A)
0.04498
0.05487
0.07199
0.08286
0.08516
Zterukur(Ω)
111.16
109.35
97.24
96.55
105.68
Zterhitung (Ω)
119.32
Frekuensi ( Hz)
V (Volt)
Iterukur (A)
Zterukur(Ω)
5
0.04294
116.44
6
0.04722
127.06
7
0.05727
122.23
8
0.06397
125.06
9
0.07971
112.91
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Zterhitung (Ω)
143.184
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk frekuensi 12 Hz
Untuk frekuensi 14 Hz
Frekuensi ( Hz)
V (Volt)
Iterukur (A)
Zterukur(Ω)
5
0.02756
181.42
6
0.03783
158.60
7
0.04434
157.87
8
0.04926
162.40
9
0.05793
155.36
Zterhitung (Ω)
167.048
Untuk frekuensi 16 Hz
Frekuensi ( Hz)
V (Volt)
Iterukur (A)
Zterukur(Ω)
5
0.02167
230.73
6
0.03226
185.98
7
0.03493
200.40
8
0.03658
218.69
9
0.05075
177.34
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Zterhitung (Ω)
190.912
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
6. PENGOLAHAN DATA
Pada Frekuensi 10 Hz
Untuk V = 5 V dan
I terukur
= 44.98 mA dan L = 1.9 H
V
5V
Z= =
=111.16 Ω
I 44.98 mA
Untuk V = 6 V dan
I terukur
= 54.87 mA dan L = 1.9 H
V
6V
Z= =
=109.35 Ω
I 54.87 mA
Untuk V = 7 V dan
I terukur
= 71.99 mA dan L = 1.9 H
V
7V
Z= =
=97.24 Ω
I 71.99 mA
Untuk V = 8 V dan
I terukur
= 82.86 mA dan L = 1.9 H
V
8V
Z= =
=96.55 Ω
I 82.86 mA
Untuk V = 9 V dan
I terukur
= 85.16 mA dan L = 1.9 H
V
9V
Z= =
=105.68 Ω
I 85.16 mA
Pada Frekuensi 12 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk V = 5 V dan
I terukur
= 42.94 mA dan L = 1.9 H
V
12 V
Z= =
=116.44 Ω
I 42.94 mA
Untuk V = 6 V dan
I terukur
= 47.22 mA dan L = 1.9 H
V
6V
Z= =
=127.06 Ω
I 47.22 mA
Untuk V = 7 V dan
I terukur
= 57.27 mA dan L = 1.9 H
V
7V
Z= =
=122.23 Ω
I 57.27 mA
Untuk V = 8 V dan
I terukur
= 63.97 mA dan L = 1.9 H
V
8V
Z= =
=125.06 Ω
I 63.97 mA
Untuk V = 9 V dan
I terukur
= 79.71 mA dan L = 1.9 H
V
9V
Z= =
=112.91 Ω
I 79.71 mA
Pada Frekuensi 14 Hz
Untuk V = 5 V dan
I terukur
= 27.56 mA dan L = 1.9 H
V
5V
Z= =
=181.42 Ω
I 27.56 mA
Untuk V = 6 V dan
I terukur
= 37.83 mA dan L = 1.9 H
V
6V
Z= =
=158.60 Ω
I 37.83 mA
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk V = 7 V dan
I terukur
= 44.34 mA dan L = 1.9 H
V
7V
Z= =
=157.87 Ω
I 44.34 mA
Untuk V = 8 V dan
I terukur
= 49.26 mA dan L = 1.9 H
V
8V
Z= =
=162.40 Ω
I 49.26 mA
Untuk V = 9 V dan
I terukur
= 57.93 mA dan L = 1.9 H
V
9V
Z= =
=155.36 Ω
I 57.93 mA
Pada Frekuensi 16 Hz
Untuk V = 5 V dan
I terukur
= 21.67 mA dan L = 1.9 H
V
5V
Z= =
=230.73 Ω
I 21.67 mA
Untuk V = 6 V dan
I terukur
= 32.26 mA dan L = 1.9 H
V
6V
Z= =
=185.98 Ω
I 32.26 mA
Untuk V = 7 V dan
I terukur
= 34.93 mA dan L = 1.9 H
V
7V
Z= =
=200.40 Ω
I 34.93 mA
Untuk V = 8 V dan
I terukur
= 36.58 mA dan L = 1.9 H
V
8V
Z= =
=218.69 Ω
I 36.58 mA
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
I terukur
Untuk V = 9 V dan
= 50.75 mA dan L = 1.9 H
V
9V
Z= =
=177.34 Ω
I 50.75 mA
Perhitungan Zterhitung :
Pada frekuensi 10 Hz
XL = 2πfL = 2x3.14x10x1.9 = 119.32 Ω
Pada frekuensi 12 Hz
XL = 2πfL = 2x3.14x12x1.9 = 143.184 Ω
Pada frekuensi 14 Hz
XL = 2πfL = 2x3.14x14x1.9 = 167.048 Ω
Pada frekuensi 16 Hz
XL = 2πfL = 2x3.14x16x1.9 = 190.912 Ω
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
7. ANALISA
Pada percobaan kali ini , praktikan melakukan percobaan untuk
mengetahui pengaruh frekuensi terhadap inductor yang dialiri arus bolak balik
(AC). Tujuan dari percobaan ini untuk memudahkan praktikan mempelajari
pengaruh dari frekuensi dan melihat hasil gelombang keluaran akibat pengaruh
frekuensi terhadap induktor yang dialiri arus bolak balik Praktikan dibantu dengan
menggunakan software livewire untuk melihat nilai arus dan menentukan
impedansi terukurnya.
Pada livewire dibuatlah sebuah rangkaian tertutup . Pada rangkaian
terdapat function generator,osiloskop,ampermeter,multimeter digital dan juga
inductor. Tegangan masukan dari function generator diberikan sebesar 5 sampai 9
volt dan frekuensinya yang berbeda-beda dari tiap-tiap masukan yaitu sebesar
10,12,14 dan 16 Hz sedangkan untuk inductornya praktikan memasukan nilai
sebesar nilai nim belakang praktikan. Untuk mengetahui nilai arus yang muncul
pada rangkaian tersebut, praktikan terlebih dahulu harus menggantikan mode pada
multimeter digital dan ampermeter dengan mode AC agar nilai arus akan muncul
pada rangkaian tersebut.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Setelah muncul nilai arus yang diperoleh praktikan dapat menentukan
impedansi terukurnya.Disini dapat terlihat dari hasil data dan gelombang
keluarannya bahwa untuk nilai tegangan yang semakin besar maka nilai arusnya
juga akan semakin besar pula sedangkan untuk nilai impedansinya akan semakin
kecil. walaupun dalam pembuktian perhitungan terjadi fluktase naik turun pada
nilai impedansi ,ini mungkin dikarnakan pengaruh pemberian arus bolakbalik itu
sendiri . Tetapi untuk frekuensi yang semakin besar maka nilai impedansinya juga
akan semakin besar pula. Jadi dapat disimpulkan pula bahwa Nilai Impedansi (Z)
berbanding terbalik terhadap nilai arus (I).
8. KESIMPULAN
Dari percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa ,
1. Semakin besar tegangan (V) yang diberikan maka nilai arus (I) juga akan
semakin besar.
2. Semakin besar nilai frekuensi maka nilai impedansi yang terhitung juga
akan semakin besar
3. Jika nilai tegangan (V) dan arus (I) semakin besar akan menyebabkan
4.
5.
6.
7.
nilai impedansinya mengecil.
Semakin kecil frekuensi maka semakin kecil nilai dari impedansinya
Nilai Impedansi (Z) berbanding terbalik terhadap nilai arus (I).
Semakin besar frekuensi, impedansi terukur secara rata-rata semakin besar
Semakin besar frekuensi, arus terukur yang timbul semakin mengecil.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
9. TUGAS DAN JAWABAN
1. Jelaskan mengapa Indonesia memakai standart frekuensi untuk system
kelistrikan sebesar 50 Hz ?
2. Buktikan jika L =
μ r μ o n2 A
l
!
3. Gambarkan inductor secara manual lengkap dengan sumber AC , arah arus
bolak balik, medan electromagnet dan fluksnya serta tentukan dimana kutub utara
dan selatan pada inti besinya ?
4. Apa yang dimaksud dengan reluktansi , fluks bocor
dan amperturn ?
5. Diketahui seutasa kawat dengan spesifikasi resistansinya 2x10 -7 ohmmeter ,
panjang 500 m , luas penampang 250 mm2. Kemudian kawattersebut dibuat
menjadi inductor dengan XL 10 ohm. Tentukan impedansi kawat tersebut ?
Penyelesaian :
1. Pada abad 19, berbagai macam frekuensi listrik AC digunakan di Amerika
Serikat untuk keperluan yang berbeda. Saat itu, frekuensi yang paling lazim
dipakai adalah 60 Hz. Alasannya sederhana, lampu pijar yang diproduksi oleh
Westinghouse (sebuah perusahaan listrik terkemuka di Amerika saat itu),bekerja
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
secara maksimal pada frekunsi 60 Hz. Berhubung Westinghouse adalah penguasa
pasar, maka frekuensi yang digunakannya pun menjadi acuan bagi pabrikan
lainnya.
Sementara itu, di Eropa, sebuah perusahaan li strik Jerman bernama AEG (anak
perusahaan yang didirikan Edison di Jerman) memonopoli pasar di negaranya.
Perusahaan ini menggunakan frekuensi 50 Hz. Perlahan namun pasti, angka ini
pun menyebar ke seluruh Benua Eropa dan menjadi standar di sana.
Inggris Raya sedikit berbeda. Sampai dengan Perang Dunia II, berbagai frekuensi
yang berbeda masih tetap digunakan. Setelah perang usai, barulah Inggris
menggunakan angka 50 Hz sebagai standar di negaranya.
Nah, untuk Indonesia, berhubung selama 350 tahun lamanya menjadi koloni
Belanda, maka standar yang digunakannya pun mengacu ke sana (Eropa). Itulah
sebabnya listrik di negara kita menggunakan frekuensi 50 Hz dan bukan 60 Hz.
Jadi, penentuan angka 60 Hz maupun 50 Hz ini tidak ada kaitannya dengan sistem
metrik manapun. Penentuan angka tersebut justru dipengaruhi oleh sejarah dan
penguasaan pasar oleh perusahaan besar bernama Westinghouse di Amerika
Serikat dan AEG di Jerman pada abad 19. Jika saja mereka bukanlah pemain
utama pada saat itu, mungkin standar yang kita gunakan saat ini bisa berbeda.
2. ɸ
= B . A . cos ϴ
, (ϴ=0°)
ɸ =B.A
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
B
=
μr μo N I
l
Sehingga,
L
=N
ɸ
I
L
=N
B. A
I
L
=
N μr μo N I A
Il
L
=
μr μo N A
l
2
3.
4.
Reluktansi (R)= Perlawanan terhadap fluks medan magnet melalui volume
yang diberikan dari ruang atau bahan.
Fluks bocor adalah kondisi kebocoran fluks yang terjadi karena ada
beberapa fluks yang tidak menembus inti besi dan hanya melewati salah
satu kumparan transformator saja. Fluks yang bocor ini akan menghasilkan
induktansi diri pada lilitan primer dan sekunder sehingga akan
berpengaruh terhadap nilai daya yang disuplai dari sisi primer ke sisi
sekunder transformator.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Ampere turn atau Gaya gerak magnet (ggm) adalah perbedaan potensial
magnet yang cenderung menggerakkan fluks disekitar cincin toroidal.
5.
Diketahui :
−7
ρ=2 ×10
l=500 m
2
−6
A=250m m =250 ×10 m
2
R=?
Jawaban :
R= ρ×
l
A
R=2 ×10−7 ×
500
−6
250 ×10
R=2 ×10−7 ×2 ×10−6
−1
R=4 ×10 atau R=0,4 Ω
DAFTAR PUSTAKA
Korps Asisten Laboratorium Fenomena Medan Elektromagnetik. 2015. Modul
Praktikum Fenomena Medan Elektromagnetik. Indralaya : Laboratorium
Fenomena Medan Elektromagnetik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Sriwijaya.
Kanginan,Marthen. 1996. Fisika SMA. Jakarta : Penerbit Erlangga.
_____. 2012. Inductor . (http://www.electroniclab.com/index.php/labelka/6induktor, diakses pada tanggal 13 September 2015 di Palembang).
_____. 2013. Pengertian Induktor. (http://matatisa.blogspot.com/, diakses pada
tanggal 13 September 2015 di Palembang).
_____. 2014. Fluks Bocor. (http://eleketra-power.blogspot.co.id/, diakses pada
tanggal 18 September 2015 di Palembang).
_____.
2014.
Gambar
Induktor.
(https://djukarna.wordpress.com/2014-/10/24/teori-dasar-induktor/gbrinduktor-seri2/, diakses pada tanggal 18 September 2015 di Palembang).
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
LAMPIRAN GRAFIK
Pada frekuensi 10 Hz
Pada frekuensi 12 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Pada frekuensi 14 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Pada frekuensi 16 Hz
LAMPIRAN GAMBAR
Untuk 5 V dan 10 Hz
Untuk 6 V dan 10 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 6 V dan 10 Hz
Untuk 7 V dan 10 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 8 V dan 10 Hz
Untuk 9 V dan 10 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 5 V dan 12 Hz
Untuk 6 V dan 12 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 7 V dan 12 Hz
Untuk 8 V dan 12 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 9 V dan 12 Hz
Untuk 5 V dan 14 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 6 V dan 14 Hz
Untuk 7 V dan 14 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 8 V dan 14 Hz
Untuk 9 V dan 14 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 5 V dan 16 Hz
Untuk 6 V dan 16 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 7 V dan 16 Hz
Untuk 8 V dan 16 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 9 V dan 16 Hz
LAMPIRAN ALAT
Modul Elegtromagnetism Trainer 12-100
Osiloskop 2 channel
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Function Generator
Multimeter
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
03041381320019
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 frekuensi terhadap induktor yang dialiri arus AC.
2. ALAT DAN BAHAN
Electromagnetism Trainer 12-100
Osiloskop 2 channel
Multimeter, 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. Inductor ini biasanya dibuat
dengan kawat penghantar tembaga yang dibentuk menjadi lilitan atau kumparan.
Sebelum kita lebih jauh membahas tentang pengaruh frekuensi terhadap
induktor marik kita mengingat terlebih dahulu rumus dari suatu impedansi. Nilai
impedansi dapati dihitung dengan rumus :
Z=
V rms
I rms
Impedansi seperti yang kita ketahui terdiri dari nilai resistor, induktor, dan
kapasitor sering kali kita kenal dengan R, XL, dan XC. Dalam praktikum ini lebih
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
kita tekankan pada nilai XL atau nilai induktansi dari sebuah induktor. Induktansi
dapat digolongkan seperti penjelasan berikut :
a. Induktansi Diri
Induktansi diri merupakan suatu besaran yang meyatakan kemampuan
membangkitkan ggl akibat arus yang berubah terhadap waktu. Sedangakan
induktansi 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 :
VxE=-
∂B
∂t
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.
e=-L
di
dt
e = 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.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Hanya 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 90 derajat terhadap
tegangan. Arus yang terjadi merupakan arus bolak-balik. Rangkaian ini
disebut rangkaian induktif murni. Penyimpan energi dan pelepasan energi
dalam medan magnet pada induktor terjadi secara spesifik.
Tegangan sinusoidlal dapt dituliskan sebagai berikut :
v = Vm sin �t
bila tegangan ini mencatu induktor maka dapat dituliskan sebagai berikut:
V m sin ωt=L
di
dt
Vm
di
sin ωt=
L
dt
i=∫
Vm
sin ωt dt
L
i=
−V m
cos ωt
ωL
i=
Vm
sin (ωt−90 ° )
ωL
Arus yang terjadi berbeda fasa sebesar 90 derajat terhadap tegangan.
c. Induktor dan resistor yang dicatu tegangan bolak-bali sinusoidal
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Apabila induktor dan resistor disusun seri dan dicatu dengan tegangan
bolak-balik sinusoidal maka persamaannya dapat dituliskan sebagai
berikut:
V m sin ωt=L
di
+ iR
dt
Vm
di R
sin ωt= +i
L
dt L
Sehingga arus yang dihasilkannya sebagai berikut:
ωL
−1
(¿ ωt−tan
i=
√ R +(ωL)2
2
Vm
√ R +(ωL)2
2
)
sin ¿
Sedangkan tegangan jatuh pada induktor dapat diturunkan dari persamaan
arus dengan hubungannya dengan ggl seperti pada persamaan sebelumnya
V L =L
di
dt
ωL
−1
(¿ ωt−tan
√ R + ( ωL )
2
Vm
2
V L =L
V L =ωL
d
¿
dt
ωL
(¿ ωt−tan−1
√ R + ( ωL )
2
Vm
√ R + ( ωL )
2
V L=ωL
Ahmad Okky Saputra
03121004071
2
2
√ R + ( ωL )
2
Vm
√ R + ( ωL )
2
)
cos ¿
ωL
−1
(¿ ωt−tan
)
sin¿
√ R +( ωL )
2
2
2
2
+ 90°)
sin ¿
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Bila dinyatakan dalam tegangan efektif
V L ef =ωL
V ef
√ R +( ωL )
2
2
ω=2 πf
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 menerapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian
peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Hasil 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 bias mengukur waktu antara dua buah
kejadian / peristiwa ( dan menyebutkannya sebagai periode ), lalu
memperhitungkan frekuensi (f) sebagai hasil kabalikan dari periode
(T)seperti nampak dari rimus dibawah ini:
f=
1
T
Arus Bolak-Balik Pada Induktor
Bilamana sebuah induktor dialiri arus bolak-balik, maka pada induktor
tersebut akan timbul reaktansi semu atau disebut juga dengan istilah reaktansi
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
induktansi dengan notasi XL. Besarnya nilai reaktansi induktif tergantung dari
besarnya nilai induktansi induktor L ( Hendry ) dan frekuensi ( Hz ) arus
bolak-balik. Gambar dibawah ini memperlihatkan hubungan antara reaktansi
induktif terhadap frekuensi arus bolak-balik.
XL
L = konstan
Hz
Gambar 4.1 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 XL pada induktor sebaliknya semakin kecil frekuensi arus bolak-balik
dan semakin kecil nilai dari induktansinya, maka semakin kecil nilai reaktansi
induktif XL induktor tersebut. Hubungan ini dapat ditulis seperti persamaan
berikut :
X L=ωL
¿ 2 πf . L
Dimana:
XL = reaktansi induktif ( resistansi semu ) induktor dalam ( Ω ¿
F = frekuensi arus bolak-balik dalam ( Hz )
L = nilai induktansi induktor ( Farad )
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
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.
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
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
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
(Sumber : Kanginan, Marthen. 1996. Fisika SMA. Jakarta: Penerbit Erlangga.)
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.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
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 :
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
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
rumusdi/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.
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
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.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
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 :
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)
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
L : induktansi dalam H (Henry)
m : permeability inti (core)
mo : permeability udara vakum
mo = 4p x 10-7
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.
(Sumber : http://www.electroniclab.com/index.php/labelka/6-induktor )
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.
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. (Sumber
foto Wikipedia). Induktor akan berfungsi sebagai tahanan jika dialiri arus listrik
bolak-balik (AC).
Sebuah induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif
(kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya. Kemampuan
induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan olehinduktansinya, dalam
satuan Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang
dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat
di dalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah salah
satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan
tegangannya
berubah-ubah
dikarenakan
kemampuan
induktor
untuk
memproses arus bolak-balik.
Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi atau
kapasitansi, dan tidak memboroskan daya. Sebuah induktor pada kenyataanya
merupakan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas
kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu frekuensi, induktor dapat menjadi
sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan daya pada
resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya di dalam inti
karena efek histeresis, dan pada arus tinggi mungkin mengalami nonlinearitas
karena penjenuhan.
(Sumber : http://matatisa.blogspot.com/)
4. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Periksalah tegangan dan kelayakan alat sebelum menggunakan alat-alat
tersebut untuk praktikum.
2. Mulailai dengan menggunakan
elektromagnetism
trainer
12-100.
Rangkailah dengan mengunakan jumper (kabel penghubung) yag tersedia
sehingga rangkaian pada papan ET 12-100 sesuai dengan petunjuk gambar
yang tertera pada praktikum ini.
3. Setelah jumper selesai dirangkai diatas ET 12-100, maka pastikan kembali
apakah rangkaian yang dipasang dalam keadaan benar.
4. Hidupkan osiloskop dengan menggunakan channel yang berfungsi dengan
baik untuk melihat hasil bentuk gelombang.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
5. Lakukan hl yang sama terhadap function generator 4-16 kHZ, 20 V pk-pk
sine. Setelah rangkaian sudah benar, maka alat bisa dihidupkan secara
bersama.
6. Kemudian aturlah V pk-pk di function generator 4-16 kHZ, 20 pk-pk sine
sesuai dengan nilai pada tabel.
7. Lakukan pengamatan terhadap bentuk gelombang yan didapat pada
osiloskop dan lihat apa pengaruh yang terjadi selama frekuensi yang
digunakan berbeda-beda.
8. Setelah percobaan selesai dilakukan, maka matikan alat-alat percobaan
sesuai dengan prosesur asisten yang mengajar.
Gambar 4.1 Diagram Rangkaian
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
5. DATA HASIL PERCOBAAN
Tabel Frekuensi
Untuk frekuensi 10 Hz
Frekuensi ( Hz)
V (Volt)
5
6
7
8
9
Iterukur (A)
0.04498
0.05487
0.07199
0.08286
0.08516
Zterukur(Ω)
111.16
109.35
97.24
96.55
105.68
Zterhitung (Ω)
119.32
Frekuensi ( Hz)
V (Volt)
Iterukur (A)
Zterukur(Ω)
5
0.04294
116.44
6
0.04722
127.06
7
0.05727
122.23
8
0.06397
125.06
9
0.07971
112.91
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Zterhitung (Ω)
143.184
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk frekuensi 12 Hz
Untuk frekuensi 14 Hz
Frekuensi ( Hz)
V (Volt)
Iterukur (A)
Zterukur(Ω)
5
0.02756
181.42
6
0.03783
158.60
7
0.04434
157.87
8
0.04926
162.40
9
0.05793
155.36
Zterhitung (Ω)
167.048
Untuk frekuensi 16 Hz
Frekuensi ( Hz)
V (Volt)
Iterukur (A)
Zterukur(Ω)
5
0.02167
230.73
6
0.03226
185.98
7
0.03493
200.40
8
0.03658
218.69
9
0.05075
177.34
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Zterhitung (Ω)
190.912
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
6. PENGOLAHAN DATA
Pada Frekuensi 10 Hz
Untuk V = 5 V dan
I terukur
= 44.98 mA dan L = 1.9 H
V
5V
Z= =
=111.16 Ω
I 44.98 mA
Untuk V = 6 V dan
I terukur
= 54.87 mA dan L = 1.9 H
V
6V
Z= =
=109.35 Ω
I 54.87 mA
Untuk V = 7 V dan
I terukur
= 71.99 mA dan L = 1.9 H
V
7V
Z= =
=97.24 Ω
I 71.99 mA
Untuk V = 8 V dan
I terukur
= 82.86 mA dan L = 1.9 H
V
8V
Z= =
=96.55 Ω
I 82.86 mA
Untuk V = 9 V dan
I terukur
= 85.16 mA dan L = 1.9 H
V
9V
Z= =
=105.68 Ω
I 85.16 mA
Pada Frekuensi 12 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk V = 5 V dan
I terukur
= 42.94 mA dan L = 1.9 H
V
12 V
Z= =
=116.44 Ω
I 42.94 mA
Untuk V = 6 V dan
I terukur
= 47.22 mA dan L = 1.9 H
V
6V
Z= =
=127.06 Ω
I 47.22 mA
Untuk V = 7 V dan
I terukur
= 57.27 mA dan L = 1.9 H
V
7V
Z= =
=122.23 Ω
I 57.27 mA
Untuk V = 8 V dan
I terukur
= 63.97 mA dan L = 1.9 H
V
8V
Z= =
=125.06 Ω
I 63.97 mA
Untuk V = 9 V dan
I terukur
= 79.71 mA dan L = 1.9 H
V
9V
Z= =
=112.91 Ω
I 79.71 mA
Pada Frekuensi 14 Hz
Untuk V = 5 V dan
I terukur
= 27.56 mA dan L = 1.9 H
V
5V
Z= =
=181.42 Ω
I 27.56 mA
Untuk V = 6 V dan
I terukur
= 37.83 mA dan L = 1.9 H
V
6V
Z= =
=158.60 Ω
I 37.83 mA
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk V = 7 V dan
I terukur
= 44.34 mA dan L = 1.9 H
V
7V
Z= =
=157.87 Ω
I 44.34 mA
Untuk V = 8 V dan
I terukur
= 49.26 mA dan L = 1.9 H
V
8V
Z= =
=162.40 Ω
I 49.26 mA
Untuk V = 9 V dan
I terukur
= 57.93 mA dan L = 1.9 H
V
9V
Z= =
=155.36 Ω
I 57.93 mA
Pada Frekuensi 16 Hz
Untuk V = 5 V dan
I terukur
= 21.67 mA dan L = 1.9 H
V
5V
Z= =
=230.73 Ω
I 21.67 mA
Untuk V = 6 V dan
I terukur
= 32.26 mA dan L = 1.9 H
V
6V
Z= =
=185.98 Ω
I 32.26 mA
Untuk V = 7 V dan
I terukur
= 34.93 mA dan L = 1.9 H
V
7V
Z= =
=200.40 Ω
I 34.93 mA
Untuk V = 8 V dan
I terukur
= 36.58 mA dan L = 1.9 H
V
8V
Z= =
=218.69 Ω
I 36.58 mA
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
I terukur
Untuk V = 9 V dan
= 50.75 mA dan L = 1.9 H
V
9V
Z= =
=177.34 Ω
I 50.75 mA
Perhitungan Zterhitung :
Pada frekuensi 10 Hz
XL = 2πfL = 2x3.14x10x1.9 = 119.32 Ω
Pada frekuensi 12 Hz
XL = 2πfL = 2x3.14x12x1.9 = 143.184 Ω
Pada frekuensi 14 Hz
XL = 2πfL = 2x3.14x14x1.9 = 167.048 Ω
Pada frekuensi 16 Hz
XL = 2πfL = 2x3.14x16x1.9 = 190.912 Ω
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
7. ANALISA
Pada percobaan kali ini , praktikan melakukan percobaan untuk
mengetahui pengaruh frekuensi terhadap inductor yang dialiri arus bolak balik
(AC). Tujuan dari percobaan ini untuk memudahkan praktikan mempelajari
pengaruh dari frekuensi dan melihat hasil gelombang keluaran akibat pengaruh
frekuensi terhadap induktor yang dialiri arus bolak balik Praktikan dibantu dengan
menggunakan software livewire untuk melihat nilai arus dan menentukan
impedansi terukurnya.
Pada livewire dibuatlah sebuah rangkaian tertutup . Pada rangkaian
terdapat function generator,osiloskop,ampermeter,multimeter digital dan juga
inductor. Tegangan masukan dari function generator diberikan sebesar 5 sampai 9
volt dan frekuensinya yang berbeda-beda dari tiap-tiap masukan yaitu sebesar
10,12,14 dan 16 Hz sedangkan untuk inductornya praktikan memasukan nilai
sebesar nilai nim belakang praktikan. Untuk mengetahui nilai arus yang muncul
pada rangkaian tersebut, praktikan terlebih dahulu harus menggantikan mode pada
multimeter digital dan ampermeter dengan mode AC agar nilai arus akan muncul
pada rangkaian tersebut.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Setelah muncul nilai arus yang diperoleh praktikan dapat menentukan
impedansi terukurnya.Disini dapat terlihat dari hasil data dan gelombang
keluarannya bahwa untuk nilai tegangan yang semakin besar maka nilai arusnya
juga akan semakin besar pula sedangkan untuk nilai impedansinya akan semakin
kecil. walaupun dalam pembuktian perhitungan terjadi fluktase naik turun pada
nilai impedansi ,ini mungkin dikarnakan pengaruh pemberian arus bolakbalik itu
sendiri . Tetapi untuk frekuensi yang semakin besar maka nilai impedansinya juga
akan semakin besar pula. Jadi dapat disimpulkan pula bahwa Nilai Impedansi (Z)
berbanding terbalik terhadap nilai arus (I).
8. KESIMPULAN
Dari percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa ,
1. Semakin besar tegangan (V) yang diberikan maka nilai arus (I) juga akan
semakin besar.
2. Semakin besar nilai frekuensi maka nilai impedansi yang terhitung juga
akan semakin besar
3. Jika nilai tegangan (V) dan arus (I) semakin besar akan menyebabkan
4.
5.
6.
7.
nilai impedansinya mengecil.
Semakin kecil frekuensi maka semakin kecil nilai dari impedansinya
Nilai Impedansi (Z) berbanding terbalik terhadap nilai arus (I).
Semakin besar frekuensi, impedansi terukur secara rata-rata semakin besar
Semakin besar frekuensi, arus terukur yang timbul semakin mengecil.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
9. TUGAS DAN JAWABAN
1. Jelaskan mengapa Indonesia memakai standart frekuensi untuk system
kelistrikan sebesar 50 Hz ?
2. Buktikan jika L =
μ r μ o n2 A
l
!
3. Gambarkan inductor secara manual lengkap dengan sumber AC , arah arus
bolak balik, medan electromagnet dan fluksnya serta tentukan dimana kutub utara
dan selatan pada inti besinya ?
4. Apa yang dimaksud dengan reluktansi , fluks bocor
dan amperturn ?
5. Diketahui seutasa kawat dengan spesifikasi resistansinya 2x10 -7 ohmmeter ,
panjang 500 m , luas penampang 250 mm2. Kemudian kawattersebut dibuat
menjadi inductor dengan XL 10 ohm. Tentukan impedansi kawat tersebut ?
Penyelesaian :
1. Pada abad 19, berbagai macam frekuensi listrik AC digunakan di Amerika
Serikat untuk keperluan yang berbeda. Saat itu, frekuensi yang paling lazim
dipakai adalah 60 Hz. Alasannya sederhana, lampu pijar yang diproduksi oleh
Westinghouse (sebuah perusahaan listrik terkemuka di Amerika saat itu),bekerja
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
secara maksimal pada frekunsi 60 Hz. Berhubung Westinghouse adalah penguasa
pasar, maka frekuensi yang digunakannya pun menjadi acuan bagi pabrikan
lainnya.
Sementara itu, di Eropa, sebuah perusahaan li strik Jerman bernama AEG (anak
perusahaan yang didirikan Edison di Jerman) memonopoli pasar di negaranya.
Perusahaan ini menggunakan frekuensi 50 Hz. Perlahan namun pasti, angka ini
pun menyebar ke seluruh Benua Eropa dan menjadi standar di sana.
Inggris Raya sedikit berbeda. Sampai dengan Perang Dunia II, berbagai frekuensi
yang berbeda masih tetap digunakan. Setelah perang usai, barulah Inggris
menggunakan angka 50 Hz sebagai standar di negaranya.
Nah, untuk Indonesia, berhubung selama 350 tahun lamanya menjadi koloni
Belanda, maka standar yang digunakannya pun mengacu ke sana (Eropa). Itulah
sebabnya listrik di negara kita menggunakan frekuensi 50 Hz dan bukan 60 Hz.
Jadi, penentuan angka 60 Hz maupun 50 Hz ini tidak ada kaitannya dengan sistem
metrik manapun. Penentuan angka tersebut justru dipengaruhi oleh sejarah dan
penguasaan pasar oleh perusahaan besar bernama Westinghouse di Amerika
Serikat dan AEG di Jerman pada abad 19. Jika saja mereka bukanlah pemain
utama pada saat itu, mungkin standar yang kita gunakan saat ini bisa berbeda.
2. ɸ
= B . A . cos ϴ
, (ϴ=0°)
ɸ =B.A
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
B
=
μr μo N I
l
Sehingga,
L
=N
ɸ
I
L
=N
B. A
I
L
=
N μr μo N I A
Il
L
=
μr μo N A
l
2
3.
4.
Reluktansi (R)= Perlawanan terhadap fluks medan magnet melalui volume
yang diberikan dari ruang atau bahan.
Fluks bocor adalah kondisi kebocoran fluks yang terjadi karena ada
beberapa fluks yang tidak menembus inti besi dan hanya melewati salah
satu kumparan transformator saja. Fluks yang bocor ini akan menghasilkan
induktansi diri pada lilitan primer dan sekunder sehingga akan
berpengaruh terhadap nilai daya yang disuplai dari sisi primer ke sisi
sekunder transformator.
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Ampere turn atau Gaya gerak magnet (ggm) adalah perbedaan potensial
magnet yang cenderung menggerakkan fluks disekitar cincin toroidal.
5.
Diketahui :
−7
ρ=2 ×10
l=500 m
2
−6
A=250m m =250 ×10 m
2
R=?
Jawaban :
R= ρ×
l
A
R=2 ×10−7 ×
500
−6
250 ×10
R=2 ×10−7 ×2 ×10−6
−1
R=4 ×10 atau R=0,4 Ω
DAFTAR PUSTAKA
Korps Asisten Laboratorium Fenomena Medan Elektromagnetik. 2015. Modul
Praktikum Fenomena Medan Elektromagnetik. Indralaya : Laboratorium
Fenomena Medan Elektromagnetik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Sriwijaya.
Kanginan,Marthen. 1996. Fisika SMA. Jakarta : Penerbit Erlangga.
_____. 2012. Inductor . (http://www.electroniclab.com/index.php/labelka/6induktor, diakses pada tanggal 13 September 2015 di Palembang).
_____. 2013. Pengertian Induktor. (http://matatisa.blogspot.com/, diakses pada
tanggal 13 September 2015 di Palembang).
_____. 2014. Fluks Bocor. (http://eleketra-power.blogspot.co.id/, diakses pada
tanggal 18 September 2015 di Palembang).
_____.
2014.
Gambar
Induktor.
(https://djukarna.wordpress.com/2014-/10/24/teori-dasar-induktor/gbrinduktor-seri2/, diakses pada tanggal 18 September 2015 di Palembang).
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
LAMPIRAN GRAFIK
Pada frekuensi 10 Hz
Pada frekuensi 12 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Pada frekuensi 14 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Pada frekuensi 16 Hz
LAMPIRAN GAMBAR
Untuk 5 V dan 10 Hz
Untuk 6 V dan 10 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 6 V dan 10 Hz
Untuk 7 V dan 10 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 8 V dan 10 Hz
Untuk 9 V dan 10 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 5 V dan 12 Hz
Untuk 6 V dan 12 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 7 V dan 12 Hz
Untuk 8 V dan 12 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 9 V dan 12 Hz
Untuk 5 V dan 14 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 6 V dan 14 Hz
Untuk 7 V dan 14 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 8 V dan 14 Hz
Untuk 9 V dan 14 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 5 V dan 16 Hz
Untuk 6 V dan 16 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 7 V dan 16 Hz
Untuk 8 V dan 16 Hz
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Untuk 9 V dan 16 Hz
LAMPIRAN ALAT
Modul Elegtromagnetism Trainer 12-100
Osiloskop 2 channel
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Function Generator
Multimeter
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC
PUTRI WIDYA LESTARI
03041381320019
LABORATORIUM FENOMENA MEDAN ELEKTROMAGNETIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015/2016
Ahmad Okky Saputra
03121004071
Pengaruh Frekuensi Terhadap Induktor yang dialiri Arus AC