Praktikum 3

Tanggal Percobaan : 18 Maret 2012

LAPORAN PRAKTIKUM PERCOBAAN 3 PENGUKURAN KAPASITANSI DAN KONDUKTANSI SALURAN KOAKSIAL

Oleh : Mirza Alfan A JTD/2B/1041160034

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL POLITEKNIK NEGERI MALANG 2012

I.

Tujuan Percobaan 1.1 Merangkai jembatan Wien dan mengerti fungsinya. 1.2 Mengukur kapasitansi kabel saluran hubung buka. 1.3 Mengukur rugi-rugi (suceptansi paralel). 1.4 Menghitung impedansi karakteristik.

II.

Diagram Rangkaian

III.

Alat – alat dan Komponen yang Digunakan Jumlah

Nama Alat

1 1 1

Generator Fungsi Oscilloscope Dual Trace Frequency Counter

1

Test probe, 10:1/1:1, switchable

2

2 Probe adapter

1

Resistor 100 Ω; 1%; 0,5 W

1

Potensiometer 1 kW, 10 putaran

2

Saluran koaksial

1

Potensiometer 470 kΩ, 0,5 W

1

Kapasitor 10 nF, 1%

1

Jembatan Universal

1

1 Kabel BNC/4mm banana

1

Set kabel penghubung dan plug

1

Tee konector BNC

IV.

Prosedur Percobaan 4.1.Buat rangkaian seperti diagram 2. Hubungkan saluran ke terminal Cx , Rx dengan akhir saluran dihubung buka. gunakan tegangan U1 = 4 Vpp, 20 kHz sinus. Pengaturan Oscilloscope : Y1 (0,2 ... 0,005 V/div; DC), TB 50 ms /div (disesuaikan keperluan), auto, trigger; ext, U1. Seimbangkan jembatan untuk tegangan minimum dengan mengatur R4 dan fasa minimum dengan R2, lakukan secara bergantian. Ukur resistansi R4 dan R2 dengan ohm meter. 4.2.Hitung nilai Cx dan Rx. 4.3.Hitung C' = C/l; G' = 1/R'; R' = R/l, panjang kabel 100 m. 4.4.Hitung impedansi karakteristik dengan persamaan (4).

V.

Hasil Percobaan Untuk 4.1 Harga potensiometer variabel 470 kΩ diukur dengan ohm meter sebesar : R2 = 37 kΩ R4 = 100 Ω Untuk 4.2 Dari persamaan (1) Cx = C x R4 R3 Cx = 10.10-9 F x 100 Ω = 10 nF 100 Ω dari persamaan (2) Rx = R2 x R3 R4 Rx = 37.103 Ω x 100 Ω = 37 kΩ 100 Ω Untuk 4.3 G = 1/Rx = 1/37.103 = 2,7.10-5 S, G’ = G/100 C' = Cx/l = 10 nF / 100 m = 0,1 nF/m G' = 2,7.10-5 S / 100 = 2,7.10-7 S/m. Untuk 4.4

Zo = √

= 63,24 Ω

Tabel Hasil Percobaan f R2 20 kHz 37 kΩ 50 kHz 6 kΩ 100 kHz 1,4 kΩ 200 kHz 280 Ω 300 kHz 60 Ω 400 kHz 50 Ω 500 kHz 12 Ω

R4 100 Ω 100 Ω 100 Ω 100 Ω 100 Ω 40 Ω 25 Ω

Uy1 0 mV 1 mV 1 mV 1 mV 1 mV 2,5 mV 9 mV

Grafik Hubungan antara frekuensi dengan R2 40000 35000 30000 25000 20000

Series1

15000 10000 5000 0 20

VI.

50

100

200

300

400

500

Pembahasan Hasil Percobaan Suatu jembatan Wien digunakan untuk pengukuran kapasitansi, resistansi dielektrik. Jembatan Wien memiliki sebuah kombinasi seri RC dalam satu lengan dan sebuah kombinasi paralel RC dalam lengan di sebelahnya.

Jembatan ini diseimbangkan oleh tegangan (R4) dan fasa (R2). Keseimbangan dilakukan dengan mengatur R4 dan R2 dan juga menghidupkan (mengeksitasi) jembatan dengan suatu frekuensi yang diberikan oleh persamaan f =

, maka jembatan √ tersebut akan setimbang. Dari hasil percobaan di atas, keadaan setimbang terjadi pada frekuensi 20 kHz. Pada frekuensi ini setelah R2 dan R4 diatur didapatkan nilai Uy1 = 0 V dan untuk nilai R2 = 37 kΩ, R4 = 100 Ω. Namun jika frekuensinya dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser, sehingga akan menimbulkan tegangan sisa dan nilai R2 serta R4 akan menurun. Sedangkan untuk impedansi karakteristik, bila suatu saluran dibebani seharga impedansi karakteristiknya, maka tidak ada gelombang yang dipantulkan ke sumber gelombang. Dengan demikian penyaluran energi dapat maksimum dengan anggapan rugi-rugi pelemahan saluran diabaikan. Dengan hubungan seperti ini tegangan pada semua titik sepanjang saluran sama besarnya (secara teori). Dalam kenyataan tegangan menurun sepanjang saluran yang disebabkan pelemahan kabel. Dalam percobaan kali ini didapatkan nilai impedansi karakterisknya Zo = √

VII.

= 63,24 Ω.

Kesimpulan 1. Suatu jembatan Wien digunakan untuk pengukuran kapasitansi, resistansi dielektrik. Dalam rangkaian jembatan Wein, kapasitor standar C dihubung paralel dengan resistor variabel R2. R3 adalah resistor standar variabel, R4 juga dapat menggunakan resistor variabel (dapat diatur). 2. Nilai kapasitansi yang didapatkan untuk frekuensi 20 kHz dari percobaan di atas adalah Cx = 10.10-9 F x 100 Ω = 10 nF 100 Ω Namun untuk frekuensi 500 kHz hasil yang didapat lebih kecil yaitu Cx = 10.10-9 F x 25 Ω = 2,5 nF 100 Ω 3. Nilai impedansi karakteristik di dapat dari percobaan di atas adalah

Zo = √

, nilai L di dapat dari percobaan jembatan maxwell yaitu

40 µH. Jadi dari persamaan tersebut dapat diketahui nilai Zo, yaitu Zo = √

= 63,24 Ω

VIII. Referensi http://www.sentra-edukasi.com/2009/08/materi-elektro-jembatanwienl.html http://electronicandlife.blogspot.com/2010/03/prinsip-dasar-jembatanwien.html IX.

Pertanyaan Paska Praktikum 1. Mengapa untuk mengukur kapasitansi saluran , ujung beban saluran harus dihubung buka? Jelaskan dengan teori saluran! 2. Mengapa frekuensi saluran 20 kHz? Dapatkan frekuensi ini diganti misalkan 500 kHz? Jelaskan dengan teori saluran. 3. Dapatkan jembatan maxwell digunakan untuk mengukur kapasitansi? Jelaskan dengan teori yang ada! Jawab 1. Dalam jembatan wien berbeda dengan jembatan maxwell, jika jembatan maxwell ujung saluran harus ditutup agar arus mengalir dan nilai induktansinya bisa diukur, tetapi jembatan wien ujung saluran harus ditutup agar tidak ada gelombang yang dipantulkan, sehingga nilai kapasitansi saluran bisa dihitung. 2. Frekuensi saluran pada peercobaan ini adalah 20 kHz, karena pada frekuensi ini tidak ada tegangan sisa, sehingga saluran setimbang. Jika frekuensi diganti menjadi 500 kHz, maka akan tedapat tegangan sisa yang menyebabkan saluran bergeser kesetimbangannya. 3. Jembatan maxwell tidak dapat digunakan untuk mengukur kapasitansi, karena pada dasarnya fungsi dari jembtan maxwell adalah untuk mengukur induktansi. Selain itu pada rangkaian jembatan maxwell menggunakan kapasitor.