Makalah Teorema Superposisi

PERCOBAAN 4

RANGKAIAN SUPERPOSISI

Tujuan           :

1.      Mahasiswa mampu memahami rangkaian superposisi.

2.      Mahasiswa mampu menyelesaikan soal dengan menggunakan teorema superposisi.

3.      Mahasiswa mampu membandingkan hasil pengukuran dan hasil perhitungan pada rangkaian superposisi.

4.      Mahasiswa mampu menganalisa perbandingan hasil pengukuran dan perhitungan pada rangkaian superposisi.

Dasar Teori    :

Teorema Superposisi memberikan suatu konsep rangkaian yang penting. Dimana tiap sumber energy dipertimbangkan secara terpisah. Tiap-tiap efek kemudian dikombinasikan untuk memberikan efek total.

Konsep ini dapat digunakan untuk anbalisi rangkaian yang sederhana. Beberapa pedoman pada rangkaian dimana lebih cocok untuk analisis superposisi, yaitu :

1.      Lebih dari satu sumber energy

2.      Sumber tegangan atau sumber arus

3.      Struktur rangkaian sempurna

Ada enam dasar operasi dalam penerapan teorema superposisi untuk menganalisa rangkaian :

1.      Pilih satu sumber energy

2.      Untuk sumber yang lain :

a.       Sumber tegangan dihubung singkat ( short circuit) 
b.      Sumber arus di open circuit

3.      Hitung resistansi

4.      Tentukan arus atau tegangan tiap-tiap elemen. Catat arah dan polaritasnya

5.      Ulangi langkah 1 sampai 4 untuk sumber yang lain

6.      Jumlahkan hasil masing-masing secara dialjabarkan

Contoh :

   1. Berapa arus dalam rangkaian gambar di bawah ini?

Penyelesaian :

·         Sumber E2 dishort circuit

       

I3’ = I1’-I2’ = 4,386mA – 2,632mA = 1,754mA

·         Sumber E1 dishort circuit

I3’’ = I2’’ – I1’’ = 7,602mA – 5,263mA = 2,339mA

Sehingga :

I1 = I1’ + I1’’ = 4,386 + 5,263 = 9,649mA (Ke kanan)

I2 = I2’ + I2’’ = 2,632 + 7,602 = 10,23mA (Ke kanan) 

I3 = I3’’ -  I1’ = 2,339 – 1,754 = 0,585mA (Ke atas)

  2.   Hitung arus dalam rangkaian di bawah ini.

Penyelesaian :

·         Sumber arus ( I ) open circuit

I3’ = I4’ = I1’ – I2’ = 0,6 – 0,4 = 0,2mA

·         Sumber tegangan dishort circuit

Arus Total :

I1 = I1’ – I1’’ = 0,6 – 0,2 = 0,4A

I2 = I2’ + I2’’ = 0,4 + 0,2 = 0,6A

I3 = I3’’ – I3’ = 0,4 – 0,2 = 0,2A

I4 = I4’ – I4’’ = 0,2 + 0,6 = 0,8A

  

Daftar Alat dan Bahan :

1.      Multimeter

2.      Konektor

3.      Power supply

4.      Resistor:

100 Ω                                                  3 buah

330 Ω                                                  2 buah

560 Ω                                                  1 buah

150 Ω                                                  2 buah

47 Ω                                                    2 buah

Prosedur Percobaan : 
1. Gambar rangkaian

Langkah percobaan :

1.      Buatlah rangkaian seperti gambar a.

2.      Ukurlah arus dan tegangan pada setiap hambatan pada rangkaian a.

3.      Hitung arus pada saat V₁ di short circuit.

4.      Hitung arus pada saat V₂ di short circuit.

5.      Jumlahkan secara aljabar  arus pada setiap hambatan yang telah dicari.

6.      Setelah mendapatkan hasil perhitungan arus pada setiap hambatan, maka carilah nilai tegangan yang mengalir pada setiap hambatan.

7.      Bandingkan hasil pengukuran dan perhitungan.

       2. Gambar Rangkaian

Langkah percobaan :

            1.      Buatlah rangkaian seperti gambar b.

2.      Ukurlah arus pada setiap hambatan pada rangkaian b.

3.      Pilih salah satu sumber energi.

4.      Pada saat sumber tegangan aktif dan sumber arus off (di open circuit), hitung arus yang mengalir pada setiap resistor.

5.      Pada saat sumber arus aktif dan sumber tegangan off (short circuit), hitung arus pada setiap resistor menggunakan pembagi arus.

6.      Jumlahkan secara aljabar  arus pada setiap hambatan yang telah dicari.

7.      Bandingkan hasil pengukuran dan perhitungan.

        3.  Gambar rangkaian

Langkah Percobaan :

            1.      Buatlah rangkaian seperti gambar c.

2.      Ukurlah arus dan tegangan pada setiap hambatan pada rangkaian c.

3.      Sumber arus di open circuit, hitung arus yang mengalir pada setiap resistor.

4.      Sumber tegangan di short circuit, hitung arus yang mengalir pada setiap resistor.

            5.      Jumlahkan secara aljabar  arus pada setiap hambatan yang telah dicari.

6.      Setelah mendapatkan hasil perhitungan arus pada setiap hambatan, maka carilah nilai tegangan yang mengalir pada setiap hambatan.

7.      Bandingkan hasil pengukuran dan perhitungan.

         4.  Gambar rangkaian

             Langkah Percobaan :

            1.      Buatlah rangkaian seperti gambar d.

            2.      Ukurlah arus pada setiap hambatan pada rangkaian d.

3.      Pilih satu sumber sumber tegangan.

4.      Sumber tegangan dihubungkan singkat (short ciruit), hitung hambatan yang mengalir pada setiap resistor.

5.      Ulangi langkah 3-4 untuk sumber tegangan yang lain.

6.      Jumlahkan secara aljabar  arus pada setiap hambatan yang telah dicari.

7.      Bandingkan hasil pengukuran dan perhitungan.

        5.  Gambar rangkaian

            Langkah Percobaan :

            1.      Buatlah rangkaian seperti gambar e.

            2.      Ukurlah arus pada setiap hambatan pada rangkaian e.

3.      Pilih satu sumber tegangan.

4.      Sumber tegangan dihubungkan singkat (short circuit), hitung hambatan yang mengalir pada setiap resistor.

5.      Ulangi langkah 3-4 untuk sumber tegangan yang lain.

6.      Jumlahkan secara aljabar  arus pada setiap hambatan yang telah dicari.

7.      Bandingkan hasil pengukuran dan perhitungan.