Top Banner
PENGUKURAN KAPASITANSI DAN INDUKTANSI Kelompok 5
21

PENGUKURAN KAPASITANSI DAN INDUKTANSI

Jun 29, 2015

Download

Documents

novriibenk
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

Kelompok 5

Rangkaian Ekivalen Kapasitor

(a)

(b)

Rangkaian ekivalen kapasitor terdiri atas kapasitansi murni C p dan resistor paralel Rp Perhatikan gambar (a) berikut. Cp menyatakan nilai kapasitansi sebenarnya dan Rp menyatakan resistansi dielektriknya (disebut resistansi bocor). Rangkaian RC paralel mempunyai rangkaian ekivalen seri seperti digambarkan pada gambar (b) . Gambar (a) atau (b) dpt digunakan utk menyatakan kapasitor dalam sebuah rangkaian .

(a)

(b)

Rangkaian ekivalen induktor terdiri atas induktansi murni L s dan resistor koil (lilitan) Rs yang terhubung secara seri. Perhatikan gambar (a). Rangkaian ekivalen RL paralel untuk sebuah induktor diperlihatkan pada gambar (b). Gambar (a) atau (b) dpt digunakan utk menyatakan induktor dalam sebuah rangkaian.

Kualitas induktor dapat didefinisikan sesuai disipasi dayanya. Induktor ideal harus mempunyai resistansi koil nol sehingga disipasi dayanya juga nol. Induktor yang merugi (lossy) mempunyai resistans i koil yang relatif tinggi sehingga juga akan ada disipasi dayanya. Faktor kualitas atau faktor Q dari sebuah induktor adalah perbandingan reaktansi induktif dan resistansinya (pada frekuensi kerja) Dengan Ls dan Rs adalah komponen pada rangkaian ekivalen seri RL

Kualitas kapasitor dapat didefinisikan sesuai disipasi dayanya. Kapasitor yang sangat ideal mempunyai resistansi dielektrik (arus bocor rendah) sehingga disipasi daya juga nol. Kapasitor yang merugi (lossy ) mempunyai resistansi dielektrik yang relatif rendah sehingga juga akan ada disipasi dayanya. Faktor disipasi atau faktor D dari sebuah kapasitor adalah perbandingan reaktansi kapasitif dan resistansinya (pada frekuensi kerja). Menggunakan rangkaian ekivalen paralel.Biasanya faktor D mempunyai jangkauan 0,1 (untuk kapasitor elektrolit ) hingga10-4 (untuk kapasitor dengan dielektrik film plastik), bergantung pada frekuensi kerjanya.

Jembatan AC diperlihatkan pada gambar berikut.

Terlihat bahwa jembatan AC sama dengan jembatan Wheatstone kecuali bahwa resistansi digantikan denganimpedansi dan digunakan catu AC. Detektor nol (D) yang digunakan juga harusmerupakan instrumen AC (misalnya galvanometer elektronik atau osiloskop). Rangkaian jembatan AC dasarSaat detektor nol menunjuk skala nol, maka jembatan AC seimbang, dantegangan AC antara titik a dan b juga nol. Hal ini berarti tegangan diantara kakiZ1 sama dengan tegangan diantara kaki Z 2. Demikian juga tegangan diantara kaki Z3 sama dengan tegangan diantara kaki Z 4. Dalam hal ini tegangan sama baik dalam amplitude maupun fasenya (jika tidak maka detektor nol tidak akan menunjuk skala nol).

Jembatan Kapasitansi Sederhana Jembatan kapasitansi sederhana diperlihatkan pada gambar berikut.

Z 1 adalahkapasitor standar C1 dan Z2 adalah kapasitansi yang tidak diketahui C x. Sedangkan Z3 dan Z4 adalah resistor variabel.

Jembatan Kapasitansi Resistansi SeriJika kapasitor bukan kapasitor ideal (sehingga ada komponen resistansi dielektrik atau arus bocor), dan dinyatakan dalam rangkaian seri maka jembatan kapasitansinya diperlihatkan pada gambar berikut.

Jembatan Kapasitansi Resistansi Seri

Jembatan Kapasitansi Resistansi Paralel Jika kapasitor bukan kapasitor ideal (sehingga ad a komponen resistansi dielektrik atau arus bocor), dan dinyatakan dalam rangkaian paralel maka jembatan kapasitansinya diperlihatkan pada gambar berikut.

Jembatan kapasitansi resistansi -paralel

Jembatan kapasitansi resistansi -paralel paling sesuai digunakan untuk mengukur kapasitor dengan resistansi dielektrik rendah (arus bocor tinggi dan faktor disipasi tinggi).

Jembatan Perbandingan Induktansi Rangkaian jembatan perbandingan i nduktansi diperlihatkan pada gambar berikut.

Rangkaian jembatan perbandingan induktansi

Induktansi yang tidak diketahui dinyatakan dalam L s dan Rs (menggunakan rangkaian ekivalen seri). L1 adalah induktor standardan R1 adalah resistor variabel standar untuk menyeimbangkan R s, sedangkan R3, dan R4 adalah resistor standar. Keadaan seimbang dicapai dengan cara mengatur R 1 dan R3 atau R4.

Jembatan Maxwell Kapasitor standar murni yang akurat lebih mudah dibuat daripada induktor standar. Karena itu seringkali digunakan kapasitor standar untuk mengukur induktansi daripada menggunakan induktor standar. Jembatan Maxwell (atau juga dikenal sebagai jembatan Maxwell -Wein) diperlihatkan pada gambar berikut.

Dalam rangkaian tsb, kapasito r standar C3 dihubung paralel dengan resistor variabel R3. R1 adalah resistor standar variabel, R4 juga dapat menggunakan resistor variabel (dapat diatur). L s dan Rs adalah induktansi yang akan diukur. Jembatan Maxwell paling sesuai digunakan untuk menguku r koil (lilitan) dengan faktor Q rendah (yaitu jika Ls tidak terlalu besar dibandingkan Rs).

Jembatan Induktansi Hay Jembatan Hay sama dengan jembatan Maxwell, kecuali bahwa R 3 dan C3 dihubung secara paralel dan induktansi yang akan diukur dinyatakan dalam rangkaian paralel LR.

Q Meter Q meter digunakan untuk mengukur faktor Q dari lilitan dan untuk mengukur induktansi, kapasitansi, dan resistansi pada frekuensi radio (RF). Rangkaian dasar dari sebuah Q meter diperlihatkan pada gambar berikut.

Rangkaian dasar dari sebuah Q meter

Q meter terdiri atas capasitor variabel, sumber tegangan ac yang dapat diatur frekuensinya, dan koil (lilitan) yang akan diketahui faktor Q -nya. Semua komponen dihubungkan secara seri. Tegangan kapasitor V C dan tegangan sumber E dipantau dengan voltmeter. Tegangan sumber diset ke frekuensi yang dikehendaki dan kapasitor C diatur supaya terjadi resonansi (ditandai dengan tegangan C maksimum).