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.

Definisi dan Macam-Macam Resistor

RESISTOR

Definition:

A resistor is an electrical component that limit or regulated the flow of electrical current in a electronic circuit.

Electronic symbols:

 

Usage:

·         Reduce current flow.

·         Adjust signal levels.

·         To divide voltages.

·         Bias active elements.

·         And terminate transmission lines, among other uses.

Types of resistor:

1.      Fixed resistors

Fixed resistors are by far the most widely used type of resistor. They are used in electronics circuit to set the right conditions in a circuit. Fixed resistors have only one single value of resistance, for example 100Ω’s.

a.      Carbon Resistor

Carbon Resistors are the most common type of Composition Resistors. Carbon resistors are a cheap general purpose resistor used in electrical and electronic circuits. Their resistive element is manufactured from a mixture of finely ground carbon dust or graphite (similar to pencil lead) and a non-conducting ceramic (clay) powder to bind it all together.

Carbon Resistor

The Carbon Composite Resistor is a low to medium type power resistor which has a low inductance making them ideal for high frequency applications but they can also suffer from noise and stability when hot.

b.      Film Resistor

    The generic term “Film Resistor” consist of Metal Film, Carbon Film and Metal Oxide Film resistor types, which are generally made by depositing pure metals, such as nickel, or an oxide film, such as tin-oxide, onto an insulating ceramic rod or substrate.

Film Resistor

Metal Film Resistors have much better temperature stability than their carbon equivalents, lower noise and are generally better for high frequency or radio frequency applications. Metal Oxide Resistors have better high surge current capability with a much higher temperature rating than the equivalent metal film resistors.

    

c.       Wirewound Resistor

Another type of resistor, called a Wirewound Resistor, is made by winding a thin metal alloy wire (Nichrome) or similar wire onto an insulating ceramic former in the form of a spiral helix similar to the film resistor above.

 Wirewound Resistor

These types of resistor are generally only available in very low ohmic high precision values (from 0.01 to 100kΩ) due to the gauge of the wire and number of turns possible on the former making them ideal for use in measuring circuits and Whetstone bridge type applications.

2.      Variable resistors

These resistors consist of a fixed resistor element and a slider which taps onto the main resistor element. This gives three connections to the component, two connected to the fixed element, and the third is the slider. Variable resistors (potentiometers) can provide an infinite number of resistance values between zero and their maximum value.

The Resistor Colour Code Table

Colour	Digit	Multiplier	Tolerance
Black	0	1
Brown	1	10	± 1%
Red	2	100	± 2%
Orange	3	1,000
Yellow	4	10,000
Green	5	100,000	± 0.5%
Blue	6	1,000,000	± 0.25%
Violet	7	10,000,000	± 0.1%
Grey	8		± 0.05%
White	9
Gold		0.1	± 5%
Silver		0.01	± 10%
None			± 20%