LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA

LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA

MODUL IVTEOREMA THEVENIN DAN NORTON

I. PENDAHULUANTeorema Thevenin dan Norton adalah teorema yang berguna untuk mempermudah analisis rangkaian listrik terhadap suatu jaringan linier bilateral .Teorema ini berguna untuk mencari besaran-besaran listrik seperti arus dan tegangan, serta menyelidiki respon suatu jaringan terhadap beban yang berubah-ubah. Artinya sebuah rangkaian yang sangat kompleks yang melibatkan sumber arus ataupun tegangan bisa diganti dengan sebuah rangkaian Thevenin dan Norton yang sederhana.

II. TUJUAN PRAKTIKUMTujuan praktikum adalah sebagai berikut:1. Mengetahui maksud dari teorema Thevenin dan Norton2. Menggunakan Teorema Thevenin dan Norton untuk menganalisis rangkaian.3. Membandingkan suatu besaran antara pengukuran dengan perhitungan menggunakan teorema Thevenin dan Norton4. Membuktikan teorema transfer daya maksimum.

III. TEORI DASAR1. Teorema TheveninSuatu rangkaian aktif (dengan sumber tegangan dan atau sumber arus dependen maupun independen) yang bersifat linier dengan 2 kutub (terminal) a dan b, dapat diganti dengan suatu tegangan VTh seri dengan resistor RTh.

Gambar Teorema Thevenin

Langkah-langkah analisis rangkaian adalah sebagai berikut.a. Melepas beban ( Resistor yang akan dicari besar arus dan nilainya RL ) sehingga akan ada 2 terminal.b. Menghitung VTh (Tegangan Open Circuit pada rangkaian)c. Mencari besar Rth yaitu Resistansi di 2 terminal tersebut dengan menghubungkan singkat semua sumber tegangan (short circuit) dan memutuskan semua sumber arus (open circuit).d. Membuat rangkaian pengganti Thevenin yang tersusun oleh VTh yang dirangkai seri dengan RTh.e. Memasang kembali RL secara seri dengan rangkaian pengganti Thevenin dan kemudian menghitung besar arus dan tegangan dengan kembali pada hukum Ohm dan Khirchoff.

2. Teorema NortonSuatu rangkaian aktif (dengan sumber tegangan dan atau sumber arus dependen maupun independen) yang bersifat linier dengan 2 kutub (terminal) a dan b, dapat diganti dengan satu sumber arus IN paralel dengan satu resistor dengan resistansi RN.

Gambar Teorema Norton

Langkah-langkah analisis rangkaian adalah sebagai berikuta. Melepas beban ( Resistor yang akan dicari besar arus dan nilainya RL ) sehingga akan ada 2 terminal.b. Menghitung IN (Arus short circuit pada rangkaian)c. Mencari besar RN yaitu Resistansi di 2 terminal tersebut dengan menghubungkan singkat semua sumber tegangan (short circuit) dan memutuskan semua sumber arus (open circuit). RTh = RNd. Membuat rangkaian pengganti Norton yang tersusun oleh IN yang terhubung paralel dengan RNe. Memasang kembali RL secara paralel dengan rangkaian pengganti Norton dan menghitung besar arus dan tegangan dengan kembali pada hukum Ohm dan Khirchoff.

3. Teorema Transfer Daya MaksimumTeorema transfer daya maksimum menyatakan bahwa suatu beban akan menerima daya maksimum dari sebuah jaringan DC linier bilateral ketika nilai hambatannya persis sama dengan nilai hambatan Thevenin atau Norton jaringan baik terhubung seri dengan sumber tegangan ataupun terhubung paralel dengan sumber arus.

/

Gambar Teorema Transfer Daya Maksimum

IV. ALAT DAN KOMPONENAlat dan komponen yang digunakan dalam praktikum adalah sebagai berikut:1. 1 Unit DC Power Supply.2. Multimeter Digital3. 1 Unit Project Board.4. Kabel Jumper.5. 1 Unit Tang Potong.6. Komponen: Resistor Fixed Resistor Variabel

V. PROSEDUR PERCOBAANLakukan dan amati setiap percobaan yang akan dilakukan. Ikuti instruksi khusus dari Asisten Praktikum dengan baik dan seksama.a) Membuktikan Theorema Thevenin dan Norton pada rangkaian DC.a) Pengukuran langsung Rangkailah seperti gambar berikut.

Ukur arus ( I ) dan Tegangan (V) pada RL yang bervariasi seperti yang ada pada jurnal ( perhatikan mode amperemeter DC). Catat hasil pengukuran pada tabel yang tersedia di jurnal praktikum.

b) Teorema TheveninDengan rangkaian yang sama seperti percobaan sebelumnya. Mencari rangkaian pengganti Thevenin dari rangkaian percobaan :1. Mencari VTh : Lepaslah resistansi beban (RL)

Ukur tegangan open circuit terminal a-b, maka akan didapatkan nilai VTh. Catat nilai VTh pada jurnal

2. Mencari RTh : Matikan sumber tegangan dengan melepas sumber tegangan dan gantikan dengan tahanan dalamnya, caranya dengan menghubungkan singkat antara terminal a-b.

Ukur resistansi pada terminal a-b dengan Multimeter, maka didapatkan Rth

3. Pengukuran I dan V pada rangkaian pengganti Thevenin. Buat rangkaian pengganti thevenin dengan rangkaian sebagai berikut:

Atur tegangan DC Power Supply sedemikian rupa sehingga nilainya sama dengan Vth yang telah didapat pada percobaan sebelumny. Ukur arus ( I ) dan tegangan (V) pada RL yang bervariasi seperti yang ada pada jurnal ( perhatikan mode amperemeter DC). Catat nilai I dan V dalam tabel yang tersedia pada jurnal praktikum

c) Teorema NortonDengan rangkaian yang sama seperti percobaan sebelumnya. 1. Mencari IN Pasang sumber tegangan pada c-d, ukur arus (IN) hubung singkat pada a-b dengan memasang amperemeter pada terminal a-b secara langsung (perhatikan mode amperemeter DC) .

Catat nilai IN pada table yang tersedia pada jurnal!2. Mencari RN : Matikan sumber tegangan dengan melepas sumber tegangan dan gantikan dengan tahanan dalamnya, caranya dengan menghubungkan singkat antara terminal a-b Nilai RN = RTh percobaan b.

Catat nilai RN dalam jurnal praktikum.3. Pengukuran I pada rangkaian pengganti Norton Berikan tegangan V sedemikian rupa sehingga akan didapatkan arus sebesar IN (arus Norton) seperti gambar dibawah ini.

Selanjutnya ukur arus dan tegangan pada setiap RL pada jurnal. Catat arus I dan V yang ditunjukkan multimeter pada jurnal.

b. Membuktikan Theorema Transfer Daya Maksimum Buatlah rangkaian pengganti Thevenin dengan sumber Vth (DC) dengan nilai Rth dan Vth sesuai percobaan sebelumnya

Hubungkan RL yang berupa potensiometer ke rangkaian pengganti thevenin. Ukur I untuk nilai-nilai RL yang bervariasi seperti yang tersedia pada table ( Jurnal ). Dari data di atas buat grafik hubungan antara PL (daya yang diserap beban ) dan RL (menggunakan kertas milimeter ; bersifat optional). Formula untuk menghitung PL adalah sebagai berikut :PL = I2 RL

MODUL I V THEVENIN & NORTONHalaman 7