Download Laporan Rangkaian Setara Thevenin Norton

LATAR BELAKANG PERCOBAAN 

    Terdapat banyak komponen elektronika di dalam alat-alat elektronika. Dari mulai komponen aktif, pasif dan penunjuang. Dan kita melihat rangkaian itu sangat kompleks, artinya kita susah mengetahui parameter-parameter komponen yang berada di dalam alat elektronika tersebut. Maka dari itu kita perlu mencari cara agar mengetahui parameter tersebut.

    Teorema setara Thevenin Norton adalah cara yang biasa digunakan untuk menyederhanakan rangkaian kompleks tersebut. Agar kita mengetahui tegangan, arus serta hambatan dalam di dalam rangkaian kompleks tersebut. Dengan teorema ini kita tidak perlu membongkar rangkaian kompleks tersebut untuk megetahui parameter-parameternya. Rangkaian kompleks di alat elektronika biasa disebut black box.

    Dengan teorema ini kita dengan mudah mengetahui arus dan tegangan di dalam black box. Untuk cara mengetahui tegangan dan arus di dalam black box maka masing-masing mempunyai cara tang berbeda atau teorema yang berbeda.

    Teorema Thevenin membuat rangkaian kompleks menjadi sumber tegangan seri dengan hambatan dalamnya untuk mencari tegangan. Sedangkan teorema Norton membuat sumber arus parallel dengan hambatan dalamnya untuk mencari arus.

    Oleh karena itu dilakukan praktikum untuk teori Thevenin-Norton agar kita dapat melakukan pengukuran tegangan thevenin, hambatan thevenin dan arus norton dari rangkaian-rangkaian sederhana dan menyelidiki pengaruh beban terhadap tegangan dan kuat arus output rangkaian eletronika dengan menggunakan teorema thevenin dan norton.

Download Lengkap Laporan (PDF)

TUJUAN 

Mahasiswa diharapkan dapat :

1. Melakukan pengukuran tegangan thevenin, hambatan thevenin dan arus norton dari rangkaian-rangkaian sederhana dan

2. Menyelidiki pengaruh beban terhadap tegangan dan kuat arus output rangkaian eletronika dengan menggunakan teorema thevenin dan norton.

TEORI SINGKAT

    Ada dua bentuk dasar rangkaian serara, yakni rangkaian setara Thevenin dan rangkaian setara Norton. Rangkaian setara Thevenin menggunakan sumber tegangan tetap, yakni suatu sumber tegangan ideal dengan tegangan keluaran yang tak berubah, berapa pun besarnya arus yang di ambil darinya. Rangkaian setara Norton menggunakan sumber arus tetap, yang dapat menghasilkan arus tetap, berapa pun besar hambatan yang di pasang pada keluarannya (Sutrisno, 1986 : 1-2).

    Dalam teori rangkaian listrik ada sebuah dalil yang di kenal sebagai dalil Thevenin yang menyatakan sebagai berikut suatu rangkaian dengan suatu keluaran dapat digantikan dengan suatu rangkaian yang terdiri dari suatu sumber tegangan tetap E_Th dan suatu hambatan R_0 yang terpasang seri dengan sumber tegangan tetap tersebut. E_Th adalah suatu sumber tegangan tetap, yaitu yang tak akan turun walaupun diberi beban arus berapa juga besarnya. Rangkaian Thevenin dapat digunakan sebagai rangkaian pengganti untuk apa saja, misalnya suatu batere, sumber tegangan PLN, catu daya, pembangkit isyarat, penguat dilihat dari keluarannya, dan sebagainya. Jadi faham rangkaian Thevenin juga digunakan untuk arus bolak-balik. Marilah kita tentukan rangkaian Thevenin untuk rangkaian ini. Kita tentukan E_Th dengan menghitung tegangan keluaran dalam keadaan terbuka yaitu E_Th = V_0.b.

E_Th = V_0b = IR_2 = E/((R_(1+R_2)) ) R_2 = R_2/((R_(1+R_2)) ) E ……. (1)

(Sutrisno,1997 : 4-5)

        Selain rangkaian pengganti Thevenin orang sering menggunakan suatu rangkaian pengganti lain yang dikenal sebagai rangkaian pengganti Norton. Rangkaian Norton menggunakan sumber arus tetap, yaitu sumber yang dapat menghasilkan arus dengan nilai tertentu tak bergantung pada hambatan beban yang terpasang pada keluaran. Untuk sumber arus tetap tegangan keluarin akan berubah dengan nilai hambatan yang terpasang pada keluaran.(sutrisno, 1997 : 6).

Tegangan Thevenin, V_Th didefenisikan sebagai tegangan yang melewati terminal beban saat hambatan beban terbuka. Karena ini, tegangan Thevenin terkadang disebut dengan tegangan rangkaian terbuka. Defenisinya :

Tegangan Thevenin = V_Th = V_0c 

dengan V_0c merupakan singkatan dari “ Open Circuit Voltage”. 

Hambatan Thevenin didefenisikan sebagai hambatan yang diukur antar terminal saat seluruh sumber dibuat nol (dihubung singkat) dan hambatan beban terbuka. Sebagai berikut :

Hambatan Thevenin R_Th = R_oc

(Tim Elektronika Dasar, 2012 : 1)

Arus Norton didefenisikan sebagai arus beban saat hambatan beban dihubung singkat, karena ini arus Norton terkadang disebut juga dengan arus hubung singkat. Sebagai defenisi :

Arus Norton = I_N = I_sc

Hambatan Norton adalah hambatan yang diukur oleh ohmmeter pada terminal beban beban saat seluruh sumber diturunkan menjadi nol dan hambatan beban dibuka (dilepas). Sebagai defenisi :

Hambatan Norton = R_N = R_oc

Karena hambatan Thevenin dan hambatan Norton memiliki defenisi yang sama, maka dapat dituliskan R_N = R_Th. Hambatan Thevenin selalu diseri dengan sumber tegangan sedangkan hambatan Norton selalu parallel dengan sumber arus.

(Tim Elektronika Dasar,2015 : 2-3)

METODE PERCOBAAN

Alat dan Bahan

Pelaksanaan kegiatan ini ditunjang oleh komponen-komponen dan alat ukur berikut:

Resistor 3 buah, berfungsi untuk menghambat arus (tetap)

Potensiometer 1 buah, berfungsi untuk menghambat arus (variabel)

Power supply 0-12 Vdc 1 buah, berfungsi sebagai tegangan sumber

Voltmeter 0-10 Vdc 1 buah, berfungsi untuk mengukur tegangan

Amperemeter 0-1 Adc 1 buah, berfungsi untuk mengukur kuat arus

Papan kit 1 buah, berfungsi sebagai tempat untuk merangkai

Kabel penghubung Secukupnya, berfungsi untuk menghubungkan antar komponen

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1 :

-Variabel manipulasi = Tegangan sumber (V_s), volt

-Variabel respon = -Tegangan Thevenin (V_Th), volt

-Arus Norton (I_N), Ampere

-Variabel kontrol = Hambatan (R), Ω

Kegiatan 2 :

-Variabel manipulasi = Hambatan (R), Ω

-Variabel respon = -Tegangan Thevenin (V_Th), volt

-Arus Norton (I_N), Ampere

-Variabel kontrol = Tegangan sumber (V_s), volt 

Defenisi Operasional Variabel

Tegangan sumber (V_s) adalah suatu tegangan yang merupakan sumber dari tegangan yang lain. Satuannya volt dan di ukur dengan voltmeter.

Tegangan Thevenin (V_Th) adalah tegangan yang melewati terminal beban saat hambatan beban terbuka (tegangan rangkaian terbuka), satuannya volt.

Arus Norton (I_N) adalah arus saat hambatan beban dihubung singkat (arus hubung singkat), satuannya ampere.

Hambatan (R) adalah suatu hambatan yang diperoleh dengan melihat spesifikasi resistor, dimana resistor itu merupakan hambatan yang dapat mempengaruhi tegangan dan kuat arus, satuannya ohm.

Arus output (I) adalah banyaknya muatan yang mengalir yang dapat mempengaruhi tegangan output (V), satuannya ampere.

Tegangan output (V) adalah suatu tefangan yang mengalami perubahan ketika arus output (I) berubah, satuannya volt.

Hambatan beban (R_L adalah hambatan yang dipasang pada keluaran suatu rangkaian, satuannya ohm.