Laporan lengkap Praktikum Elektonika dasar unit RANGKAIAN SETARA THEVENIN-NORTON

Laporan lengkap Praktikum Elektonika dasar unit RANGKAIAN SETARA THEVENIN-NORTON

Ridwan, Risma, Saleha, Haswidayanti
Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi
Jurusan Fisika
Universitas Negeri Makassar
Tahun 2014

Abstrak

Telah dilakukan Praktikum yang berjudul “Rangkaian Setara Thevenin-Norton”. Praktikum  ini bertujuan agar dapat melakukan pengukuran tegangan thevenin, hambatan thevenin dan arus Norton dari rangkaian sederhana serta dapat menyelidiki beban terhadap tegangan dan kuat arus output rangkaian elektronik dengan menggunakan teorema Thevenin dan Norton. Dalam praktikum ini, terdapat dua kegiatan. Pada kegiatan pertama yaitu mengetahui hubungan antara tegangan sumber dan tegangan rangkaian terbuka. Sedangkan pada kegiatan kedua yaitu mengetahui hubungan tegangan rangkaian terbuka terhadap arus beban. Dalam praktikum ini, nilai tegangan thevenin yang didapatkan berdasarkan teori hampir sama dengan nilai tegangan thevenin yang diperoleh secara praktikum dan hambatan thevenin berdasarkan teori yaitu 6,37 KΩ. Oleh karena itu  %diff yang sangat kecil dan dapat dikatakan data yang diperoleh adalah data yang sudah benar untuk perbandingan teori dan praktikum. Untuk arus Norton nilai yang didapatkan berdasarkan  teori juga hampir sama dengan hasil praktikum. Maka data yang diperoleh dengan %diff yang kecil sehingga dapat disimpulakan bahwa data yang diperoleh sudah benar. Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa perbandingan nilai  praktikum dan teori hampir sama sehingga dapat dikatakan praktikum yang dilakukan sudah benar.

Kata kunci :tegangan thevenin, arus norton, hambatan thevenin.

PENDAHULUAN

       Dalam keidupan sehari-hari sering sekali dijumpai rangkaian-rangkaian sederhana. Dalam dunia elektronika rangkaian merupakan sesuatu yang sangat penting begitupun dalam dunia kelistrikan. Contoh yang paling sederhana mengenai rangkaian listrik yaitu lampu yang disusun atau dirangkai secara seri maupun secara parallel.

       Dalam hal suatu rangkaian listrik yang mengandung sumber tegangan atau sumber arus, atau membahas perilaku rangkaian yang dapat digunakan adalah memahami mengenai rangkaian setara thevenin dan Norton. Dalam suatu rangkaian biasanya terdapat suatu rangkaian yang sangat rumit, untuk menyelesaikannya dibutuhkan cara untuk menyederhankan rangkaian tersebut untuk mencapai rangkaian yang diinginkan atau yang paling sederhana.

Lihat juga  Laporan Elektronika Dasar I Resonansi RLC

      Dalam penyerdehanaan suatu rangkaian dapat dilakukan dengan teorema thevenin dan Norton. Teori thevenin merupakan alat bantu yang berguna untuk menganalisis sirkuit listrik. Sirkuit baru hasil dari aplikasi teorema thevenin disebut dengan sirkuit ekuivalen thevenin. Rangkaian setara thevenin menggunakan sumber tegangan ideal dengan tegangan keluaran yang tidak berubah berapapun besarnya arus.

       Untuk teori Norton yang menyatakan bahwa dimungkinkan untuk menyerderhanakan suatu rangkaian yang linier meskipun memiliki kerumitan yang sangat besar dengan menggunakan teori ini maka rangkaian dapat disederhanakan.

       Dalam praktikum ini adapun tujuan yang ingin dicapai yaitu praktikan dapat melakukan pengukuran tegangan thevenin, hambatan thevenin dan arus Norton dari rangkaian sederhana serta dapat memahami hubungan hambatan beban terhadap kuat arus dan tegangan output rangkaian elektronik dengan menggunakan teorema thevenin dan Norton.

       Hal yang melatarbelakangi praktikum ini dilakukan yaitu dapat memahami cara menyederhankan suatu rangkaian yang sangat rumit, membandingkan nilai teori dan praktikum dan mengetahui pengaruh beban pada suatu rangkaian terhadap arus.

TEORI SINGKAT

       Menurut Teori Thevenin, sembarang rangkaian linier dengan dua ujung terbuka (rangkaian asli), dapat digantikan dengan sumber tegangan yang diseri dengan suatu resistor yang disebut dengan rangakaian ekuivalen thevenin. Menurut Theori Norton, sembarang rangkaian linier dengan dua ujung terbuka (rangkaian asli), dapat digantikan dengan sumber arus yang diparalel dengan suatu resistor yang disebut sebagai rangkaian ekivalen Norton.
       Ada dua bentuk rangkaian setara, yaitu rangkaian setara Thevenin dan rangkaian setara Norton.
       Tegangan Thevenin, VTH, didefinisikan sebagai tegangan yang melewati terminal beban saat hambatan beban terbuka. Karena ini, tegangan Thevenin terkadang disebut dengan tegangan rangkaian terbuka. Definisinya:

Lihat juga Laporan Elektronika Dasar unit Arus Transien lengkap dengan filenya

VTH  = VOC  (1)

dengan VOC  merupakan singkatan dari “Open – Circuit Voltage”.

       Hambatan Thevenin (RTH)  didefinisikan sebagai hambatan yang diukur antar – terminal saat seluruh sumber dibuat nol (dihubungsingkat) dan hambatan beban terbuka. Sebagai definisi :

RTH  = ROC  (2)

       Theorema Thevenin merupakan alat bantu aplikatif dalam dunia elektronika. Theorema ini tidak hanya menyederhanakan perhitungan, tetapi juga memungkinkan kita untuk menjelaskan operasi rangkaian yang tidak mampu dijelaskan hanya dengan menggunakan persamaan Kirchhoff.

       Arus Norton, IN, didefinisikan sebagai arus beban saat hambatan beban dihubung singkat. Karena ini, arus Norton terkadang disebut juga dengan arus hubung singkat  (Short – Circuit Current, ISC). Sebagai definisi :
IN  = ISC   (3)

       Hambatan Norton, RN, adalah hambatan yang diukur oleh ohmmeter pada terminal beban saat seluruh sumber diturunkan menjadi nol dan hambatan beban dibuka (dilepas). Sebagai definisinya:
RN  = ROC  (4)

Karena hambatan Thevenin dan hambatan Norton memiliki definisi yang sama, maka dapat dituliskan : RN  =  RTH 

 Penurunan ini menunjukkan bahwa hambatan Thevenin sama dengan hambatan Norton. Apabila kita menghitung hambatan Thevenin sebesar 10 k, maka hambatan Norton juga sebesar 10 k. Penurunan, theorema Norton terlihat sebagai berikut:

VL  =  IN  (RN | | RL) (5)  

       Dengan kata lain, tegangan beban sama dengan arus Norton dikalikan dengan hambatan Norton yang parallel dengan hambatan beban.
       Sebelumnya kita definisikan hambatan Norton setara dengan hambatan Thevenin. Tetapi perhatikan perbedaan posisi hambatan : hambatan Thevenin selalu diseri dengan sumber tegangan, sedangkan hambatan Norton selalu parallel dengan sumber arus.

METODOLOGI PERCOBAAN

Dalam praktikum ini terdapat dua kegiatan adapun prosedur kerja dari masing-masing kegiatan yaitu:
       Untuk kegiatan I yaitu untuk menentukan nilai tegangan thevenin dan arus Norton. Hal pertama yang dilakukan adalah mengecek alat yang digunakan apakah masih dalam kondisi baik atai tidak kemudian menghitung nilai resistansi pada masing-masing resistor baik secara praktikum maupun secara teori, setelah itu merangkai semua komponen diatas papan kit seperti gambar berikut:

Laporan lengkap dalam bentuk File bisa unduh di link berikut :

Laporan lengkap Praktikum Elektonika dasar unit RANGKAIAN SETARA THEVENIN-NORTON