Laporan praktikum Pengukuran Frekuensi Resonansi pada Rangkaian LC ~ Laporan Praktikum

Laporan praktikum Pengukuran Frekuensi Resonansi pada Rangkaian LC

ABSTRAK

Praktikum ini bertujuan untuk mengukur frekuensi resonansi pada rangkaian LC dengan menggunakan sumber sinyal AC dan osiloskop. Rangkaian LC terdiri atas induktor $L$ dan kapasitor $C$ yang terhubung secara seri, di mana frekuensi resonansi teoretis dapat dihitung dengan persamaan:

f_0 = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}.

Dalam percobaan, nilai $L$ dan $C$ diukur terlebih dahulu, kemudian rangkaian dihubungkan ke fungsi generator dan osiloskop untuk mencari frekuensi dimana amplitudo sinyal maksimum terjadi. Hasil eksperimen dibandingkan dengan nilai teoretis untuk mengevaluasi keakuratan metode pengukuran.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya sehingga praktikum ini dapat terlaksana dengan baik. Laporan praktikum ini disusun sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Fisika Dasar/Rangkaian Elektronik. Kami mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing, asisten praktikum, dan seluruh pihak yang telah memberikan dukungan serta bantuan selama pelaksanaan eksperimen. Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan guna meningkatkan mutu laporan ini di masa mendatang.

Bab I: Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Rangkaian LC merupakan salah satu rangkaian dasar dalam elektronika yang menunjukkan fenomena resonansi. Pada rangkaian LC, energi secara periodik berpindah antara komponen induktif dan kapasitif, menghasilkan frekuensi resonansi yang dapat dihitung secara teoretis. Pengukuran frekuensi resonansi ini penting untuk aplikasi seperti filter, tuner, dan osilator. Dengan memahami hubungan antara nilai induktansi, kapasitansi, dan frekuensi resonansi, kita dapat merancang sistem yang bekerja optimal pada frekuensi tertentu.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana bentuk grafik hubungan antara tegangan dan frekuensi pada rangkaian LC?
Bagaimana cara menentukan frekuensi resonansi $f_0$ secara eksperimental?
Apakah nilai $f_0$ yang diukur mendekati nilai teoretis yang dihitung dengan persamaan $f_0 = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$ ?

1.3 Tujuan Praktikum

Mengukur dan merekam grafik respon rangkaian LC pada berbagai frekuensi.
Menentukan frekuensi resonansi $f_0$ dari titik di mana amplitudo sinyal maksimum tercapai.
Membandingkan nilai $f_0$ eksperimen dengan nilai teoretis yang dihitung dari nilai $L$ dan $C$ .

1.4 Manfaat Praktikum

Memperdalam pemahaman tentang konsep resonansi dan energi simpanan dalam komponen LC.
Melatih keterampilan pengukuran menggunakan osiloskop dan sumber sinyal AC.
Menjadi dasar dalam perancangan dan analisis rangkaian resonansi untuk aplikasi elektronik.

1.5 Batasan Masalah

Pengukuran dilakukan pada kondisi laboratorium dengan suhu dan lingkungan yang stabil.
Nilai induktansi dan kapasitansi diasumsikan konstan selama percobaan.
Data analisis fokus pada pencarian frekuensi resonansi tanpa memperhitungkan efek non-ideal lain seperti rugi-rugi parasitik.

Bab II: Tinjauan Pustaka

2.1 Rangkaian LC dan Resonansi

Rangkaian LC terdiri atas induktor $L$ dan kapasitor $C$ yang terhubung secara seri atau paralel. Resonansi terjadi ketika energi yang tersimpan dalam medan magnet induktor dan medan listrik kapasitor berosilasi secara periodik. Frekuensi resonansi $f_0$ pada rangkaian LC dihitung dengan:

f_0 = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}.

2.2 Prinsip Kerja Osiloskop

Osiloskop digunakan untuk merekam bentuk gelombang tegangan. Pada kondisi resonansi, sinyal output dari rangkaian LC akan menunjukkan amplitudo maksimum, yang dapat diidentifikasi sebagai frekuensi resonansi.

2.3 Aplikasi Rangkaian Resonansi

Rangkaian resonansi LC banyak diaplikasikan dalam radio, televisi, dan sistem komunikasi, di mana penentuan frekuensi resonansi sangat penting untuk selektivitas dan efisiensi transmisi sinyal.

Bab III: Metodologi Praktikum

3.1 Alat dan Bahan

Rangkaian LC (komponen: induktor $L$ dan kapasitor $C$ )
Function generator (sumber sinyal AC dengan frekuensi variabel)
Osiloskop untuk merekam sinyal tegangan
Kabel penghubung dan breadboard
Multimeter (untuk verifikasi nilai $L$ dan $C$ , jika diperlukan)

3.2 Prosedur Praktikum

Persiapan Rangkaian:
- Pasang induktor dan kapasitor secara seri pada breadboard untuk membentuk rangkaian LC.
- Ukur dan catat nilai $L$ dan $C$ dari komponen yang digunakan.
Pengaturan Sumber Sinyal:
- Hubungkan function generator ke rangkaian dan atur frekuensi sinyal mulai dari nilai rendah.
- Amati sinyal output pada osiloskop.
Pencarian Frekuensi Resonansi:
- Tingkatkan frekuensi secara bertahap dan catat amplitudo sinyal tegangan output.
- Identifikasi frekuensi dimana amplitudo maksimum tercapai, yang merupakan frekuensi resonansi $f_0$ .
Pencatatan Data:
- Catat nilai $f$ dan amplitudo tegangan output untuk setiap pengukuran.
Perhitungan Teoretis:
- Hitung frekuensi resonansi teoretis menggunakan rumus $f_0 = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$ .
Analisis Data:
- Bandingkan nilai $f_0$ eksperimental dengan nilai $f_0$ teoretis dan analisis penyimpangan yang ada.
Pengulangan:
- Ulangi pengukuran beberapa kali untuk memperoleh nilai rata-rata yang representatif.

3.3 Metode Pengumpulan Data

Data dikumpulkan dengan merekam nilai frekuensi dan amplitudo sinyal output pada osiloskop. Data tersebut kemudian digunakan untuk menentukan $f_0$ eksperimental dan dibandingkan dengan perhitungan teoretis.

Bab IV: Hasil dan Pembahasan

4.1 Penyajian Data

Misalkan nilai komponen yang digunakan adalah:

$L = 10 \, \text{mH} = 0.01 \, \text{H}$
$C = 100 \, \text{nF} = 1 \times 10^{-7} \, \text{F}$

Perhitungan teoretis:

f_0 = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}} = \frac{1}{2\pi \sqrt{0.01 \times 1 \times 10^{-7}}} \approx \frac{1}{2\pi \sqrt{1 \times 10^{-9}}} \approx \frac{1}{2\pi \times 3.16 \times 10^{-5}} \approx 5030 \, \text{Hz}.

Contoh data eksperimen (nilai fiktif) mungkin menunjukkan bahwa frekuensi dengan amplitudo maksimum adalah sekitar 5000 Hz.

Pengukuran	Frekuensi $f$ (Hz)	Amplitudo Tegangan (V)
1	5000	2.50
2	5020	2.48
3	4980	2.52
Rata-rata	5000 Hz	2.50 V

4.2 Analisis Data

Pencarian Frekuensi Resonansi:
Dari pengukuran, frekuensi resonansi $f_0$ eksperimental diperoleh sekitar 5000 Hz, yang sangat mendekati nilai teoretis 5030 Hz.
Evaluasi Error:
Selisih antara nilai teoretis dan eksperimental relatif kecil, mengindikasikan bahwa rangkaian dan metode pengukuran bekerja dengan baik. Error dapat disebabkan oleh toleransi komponen, ketidakakuratan pembacaan pada osiloskop, atau fluktuasi sinyal.
Grafik I-V (Opsional):
Grafik amplitudo versus frekuensi menunjukkan puncak maksimum pada frekuensi resonansi, mendukung fenomena resonansi pada rangkaian LC.

4.3 Pembahasan Hasil

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pengukuran frekuensi resonansi pada rangkaian LC menggunakan function generator dan osiloskop memberikan hasil yang konsisten dengan perhitungan teoretis. Kondisi pengukuran yang stabil dan penggunaan komponen dengan toleransi rendah sangat berperan dalam keakuratan hasil.

Bab V: Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Rangkaian LC yang dibangun menghasilkan frekuensi resonansi eksperimental sekitar 5000 Hz, mendekati nilai teoretis 5030 Hz.
Metode pengukuran menggunakan function generator dan osiloskop terbukti efektif untuk mengamati fenomena resonansi.
Hasil eksperimen mendukung pemahaman tentang perhitungan frekuensi resonansi dalam rangkaian LC.

5.2 Saran

Lakukan pengulangan pengukuran untuk mendapatkan nilai rata-rata yang lebih akurat dan mengurangi error acak.
Gunakan komponen dengan toleransi yang lebih rendah untuk meningkatkan keakuratan nilai $L$ dan $C$ .
Pastikan kondisi sinyal dan lingkungan eksperimen stabil agar data yang diperoleh konsisten.

Daftar Pustaka

Horowitz, P., & Hill, W. (2015). The Art of Electronics. Cambridge University Press.
Sedra, A. S., & Smith, K. C. (2014). Microelectronic Circuits. Oxford University Press.
[Referensi tambahan sesuai dengan materi praktikum]

Lampiran

Data Mentah: Tabel lengkap hasil pengukuran frekuensi dan amplitudo tegangan pada berbagai titik.
Grafik: Plot grafik amplitudo tegangan terhadap frekuensi yang menunjukkan puncak resonansi.
Foto Dokumentasi: Gambar setup eksperimen, termasuk rangkaian LC, function generator, dan osiloskop.

Laporan praktikum ini diharapkan dapat membantu dalam memahami konsep resonansi pada rangkaian LC serta penerapan metode pengukuran frekuensi resonansi. Silakan sesuaikan setiap bagian dengan data dan kondisi nyata yang diperoleh selama pelaksanaan praktikum.

Sekian artikel Laporan praktikum Pengukuran Frekuensi Resonansi pada Rangkaian LC kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.

Anda sekarang membaca artikel Laporan praktikum Pengukuran Frekuensi Resonansi pada Rangkaian LC dengan alamat link https://praktikum-laporan.blogspot.com/2025/02/laporan-praktikum-pengukuran-frekuensi.html