1

Abstrak—Percobaan Rangkaian Seri RLC Arus Bolak-

Balik bertujuan untuk menentukan karakteristik lampu

pijar, menera skala induktor vaariabel, dan menentukan

frekuensi resonansi dari rangkaian seri arus bolak-balik.

Alat dan bahan yang dibutuhkan adalah vari AC, lampu

pijar, induktor variabel, kapasitor, multitester, dan power

supply. Metode yang digunakan ada 3 tahap, yakni

menentukan karakteristik lampu pijar, menera skala

induktor, dan menentukan frekuensi dari rangkaian seri

aru RLC. Awalnya, alat dan bahan yang terdiri dari

lampu, sumber tegangan AC, dan Multitester. Kemudian,

dicatat hasil pengukuran voltmeter dan amperemeter. Dan

dilakukan hal yang sama untuk sumber tegangan DC.

Untuk rangkaian yang kedua, alat dan bahan yang terdiri

dari sumber tegangan AC, lampu pijar, induktor, dan

multitester disusun secara seri. Kemudian, dicatat hasil

pengukuran voltmeter dan amperemeter pada multitester

dengan variasi skala induktor yang digunakan 2, 4, 6, dan

8. Untuk rangkaian yang ketiga, alat dan bahan yang

terdiri dari lampu pijar, sumber tegangan AC, induktor,

kapasitor, dan multitester disusun secara seri.

Selanjutnya, dicatat pembacaan Voltmeter dan

Amperemeter pada Multitester. Percobaan dilakukan

dengan variasi skala induktor 2, 4, 6, dan 8 cm. Dari

percobaan yang dilakukan, didapatkan hasil, yakni besar

resistansi pada sumber tegangan AC adalah 157,8696

Ω dan resistansi pada sumber tegangan DC adalah

788,2292 Ω. Induktansi yang didapatkan adalah

0,053621 Henry, serta frekuensi resonansi yang

didapatkan adalah 1183,682 Hz.

Kata Kunci—Resistor, Induktor, Kapasitor, Arus Bolak-balik

I. PENDAHULUAN

esistor adalah komponen dasar elektronika yang

selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika

karena bisa berfungsi sebagai pengatur atau untuk

membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu

rangkaian. Dengan resistor, arus listrik dapat

didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Sesuai dengan

namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat

dari bahan karbon. Suatu resistansi dari suatu resistor

disebut Ohm ataudilambangkan dengan simbol Ω

(omega).[1]

Sebuah induktor atau reaktor adalah sebuah

komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan

energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus

listrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk

menyimpan energi magnet ditentukan oleh

induktansinya, dalam satuan Henry. Biasanya sebuah

induktor adalah sebuah kawat peenghantar yang

dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat

medan magnet yang kuat di dalam kumparan

dikarenakan hukum Induksi Faraday. Induktor adalah

salah satu komponen elekronika dasar yang digunakan

dalam rangkaian arus dan tegangannya berubah-ubah

dikarenakan kemampuan induktor untuk memproses

arus bolak-balik.[2]

Capasitor adalah elemen dasar elektronika yang

berfungsi sebagai peeyimpan muatan. Capasitor terdiri

dari dua plat sejajar yang di antara kedua plat tersebut

terdapat sebuah bahan dielektrik. Kapasitansi adalah

rasio muatan pada kapasitor.[3]

Arus bolak-balik (AC/Alternating Current) adalah

aruss listrik di mana besarnya dan arahnya arus berubah-

ubah secara bolak-balik. Berbeda dengan arus searah, di

mana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah

dengan waktu. Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-

balik biasanya berbentuk gelombang sinusoida, karena

ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling

efisien. Secara umum, listrik bolak-balik berarti

penyaluran listrik dari sumbernya (misalnya PLN) ke

kantor-kantor atau rumah-rumah penduduk.

Rangkaian Seri RLC merupakan sebuah rangkaian

yang terdiri dari resistor, induktor dan juga kapasitor

yang disusun secara seri atau juga paralel dalam satu

rangkaian. Rangkaian RLC seri ini disimbolkan untuk

rangkaian aliran listrik ketahanan, induktansi, dan juga

kapasitansi yang tentu saja disusun secara seri.

Rangkaian RLC memang bisa digabung secara seri dan

paralel dan juga dikombinasikan keduanya.

Rangkaian Seri RLC Arus Bolak-Balik Laili Muflich, Ayu Jati Puspitasari

JurusanFisika, FakultasMatematikadanIlmuPengetahuanAlamInstitutTeknologi

SepuluhNopember

Jl. AriefRahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: lei_bcl3@yahoo.com

R

2

Gambar 1.1 Rangkaian Seri RLC

Gambar di atas merupakan rangkaian seri RLC yang

disusun secara seri atau berderet. Rangkaian RLC yang

disusun seri ini dihantarkan oleh arus listrik AC atau

searah di mana setiap komponen akan menerima besaran

tegangan yang sama. Arus AC tersebut pada simbol R,

L, dan juga C akan mendapatkan hambatan pada

komponen tersebut. Dan impedansi atau Z tersebut

merupakan proses penggabungan dari simbol R, L, dan

C.

Tiga buah elemen penting di dalam rangkaian RLC

ini bisa dikombinasikan sesuai dengan kebutuhan output

daya yang diinginkan. Baik resistor, induktor dan

kapasitor ini bisa dimasukkan ke dalam rangkaian seri

atau paralel yang tentu saja disesuaikan dengan

kebutuhan tersebut. Tidak jarang rangkaian RLC ini bisa

juga digabungkan baik seri atau paralel yangbiasa

terdapat di beberapaa rangkaian listrik seperti

lampuLED. Apalagi kedua jenis dan tipe raangkaian ini

sangat mudah untuk dianalisa dan dihitung besarannya.[2]

II. METODE

Pada percobaan Rangkaian Seri Arus Bolak-Balik,

alat dan bahan yang dibutuhkan adalah vari AC, lampu

pijar, induktor variabel, kapasitor, multitester, dan power

supply DC. Untuk melakukan percobaan Rangkaian Seri

Arus Bolak-Balik, dilakukan 3 metode sesuai dengan

tujuan percobaan, yakni menentukan karakteristik lampu

pijar, menera skala induktor variabel, dan menentukan

frekuensi resonansi dari rangkaian seri arus AC.

Gambar 2.1 Rangkaian Lampu

Untuk menentukan karakteristik lampu pijar,

langkah-langkah yang harus dilakukan adalah alat dan

bahan disusun seperti pada gambar 2.1. Kemudian,

dihubungkan dengan sumber tegangan AC. Pengukuran

Voltmeter dan Amperemeter diamati dan dicatat. Mulai

dari sumber tegangan 5 Volt, sampai 25 Volt dengan

kelipatan 5 Volt. Selanjutnya, dilakukan hal yang sama

untuk sumber tegangan DC. Setelah dilakukan

percobaan, maka didapatkan data berupa arus dan

tegangan yang mengalir pada rangkaian, sehingga dapat

dilakukan perhitungan resistor yang dalam percobaan ini

digunakan lampu pijar dengan menggunakan persamaan:

𝑅 =𝑉

𝐼 (1)

Gambar 2.2 Rangkaian seri R-L

Untuk menera skaala induktor variabel, langkah-

langkah yang harus dilakukan adalah alat dan bahan

disusun seperti pada gambar 2.2. Kemudian, tegangan

variabel diatur untuk mendapatkan tegangan 50 Volt.

Skala induktor variabel diatur dan pengukuran Voltmeter

dan Amperemeter dicatat. Pada percobaan ini, dilakukan

variasi skala induktor, yakni 2,4,6, dan 8. Setelah

dilakukan percobaan, data yang didapatkan berupa besar

arus yang mengalir (I), beda potensial pada lampu (VR),

dan beda potensial pada induktor (VL) untuk setiap

variasi skala induktor yang diberikan. Sehingga, dapat

dilakukan perhitungan besar induktor dengan

menggunakan persamaan :

𝐿 =𝑉𝐿

2𝜋𝑓𝐼 (2)

Dengan f adalah frekuensi 50 Hz.

3

Gambar 2.3 Rangkaian seri RLC

Untuk menentukan frekuensi dari rangkaiaan seri

arus AC, langkah-langkah yang harus dilakukan adalah

alat dan bahan disusun seperti pada gambar 2.3.

Kemudian, sumber tegangan AC diatur pada 50 Volt.

Skala induktor variabel diatur dan pembacaan voltmeter

dan amperemeter sepanjang induktor dan kapasitor

dicatat. Pada percobaan ini, dilakukan variasi skala

induktor, yakni 2, 4, 6, dan 8. Setelah dilakukan

percobaan, didapatkan data berupa beda potensial lampu

(VR), beda potensial pada induktor dan kapasitor (VL-C),

dan arus (I) yang mengalir pada rangkaian. Sehingga,

dapat dilakukan perhitungan frekuensi resonansi dengan

menggunakan persamaan sebagai berikut :

𝑓 =1

2𝜋 𝐿𝐶 (3)

Dengan C adalah kapasitor dan L adalah induktor

yang didapat dari persamaan :

𝐿 =𝑉𝐿−𝐶

2𝜋𝑓𝐼 (4)

III. PEMBAHASAN

A. Menentukan Karakteristik Lampu Pijar

Pada percobaan ini, didapatkan data yang berupa

besar tegangan pada resistor (VR) dan arus yang

mengalir pada resistor dengan data percobaan sebagai

berikut :

Tabel 3.1 Data percobaan Menentukan Karakteristik

Lampu

VAC Vr AV IAC VDC Vr DC IDC

4,99

4,98 0,06

12,57

12,5 0,01

4,97 0,06 12,49 0,02

4,96 0,07 12,48 0,01

10,18

10,12 0,07

9,5

9,36 0,01

10,03 0,06 9,35 0,01

10,09 0,05 9,34 0,01

15,00

14,95 0,05

7,83

7,99 0,01

14,98 0,04 8 0,01

14,97 0,06 7,94 0,01

20,00 19,99 0,2 6,38 6,46 0,02

19,98 0,3 6,41 0,01

20 0,2 6,47 0,01

Dari data percobaan di atas, maka dapat dihitung

besar resistor, baik pada sumber tegangan AC maupun

DC dengan menggunakan persamaan 1, sehingga

didapatkan data perhitungan sebagai berikut :

Tabel 3.2 Data perhitungan resistor pada percobaan

Menentukan Karakteristik Lampu

VAC RAC VDC RDC

4,99

83

12,57

1250

82,83333 624,5

70,85714 1248

Rata-rata 78,47368 936,75

10,18

144,5714

9,5

936

167,1667 935

201,8 934

Rata-rata 168 935

15,00

299

7,83

799

374,5 800

249,5 794

Rata-rata 299,3333 797,6667

20,00

99,95

6,36

323

66,6 641

100 647

Rata-rata 85,67143 483,5

Dari data perhitungan di atas, didapatkan R rata-rata

pada sumber tegangan AC, yakni 157,8696 Ω dan R

rata-rata pada sumber tegangan DC adalah 788,2292 Ω.

B. Menera skala variabel

Pada percobaan ini, didapatkan data yang berupa

besar tegangan pada resistor (VR), tegangan pada

induktor (VL), dan arus yang mengalir pada rangkaian,

sehingga didapatkan data percobaan sebagai berikut :

Tabel 3.3 Data percobaan Menera Variabel

Skala

Induktor Arus VR VL

2

0,08 47,9 1,1

0,08 48,8 1,1

0,07 48,1 1

4

0,07 48,2 1,2

0,08 48,7 1,1

0,07 48,4 1,2

6

0,07 48,1 1,2

0,07 48,1 1

0,06 48,2 1,2

8

0,07 48,2 1,3

0,06 48,2 1,3

0,06 48,5 1,3

4

Dari data percobaan di atas, maka dapat dihitung

besar induktor untuk variasi skala induktor yang

digunakan dengan menggunakan persamaan 2, sehingga

didapatkan data perhitungan sebagai berikut :

Tabel 3.4 Data perhitungan induktor pada percobaan

Menera Skala Induktor

Skala Induktor L

2

0,0438

0,0438

0,0455

Rata-rata 0,0443

4

0,0546

0,0438

0,0546

Rata-rata 0,0507

6

0,0546

0,0455

0,0637

Rata-rata 0,0541

8

0,0591

0,0690

0,0690

Rata-rata 0,0654

Dari data perhitungan di atas, maka dapat diberikan

grafik hubungan antara skala induktor dengan induktor

(L), yakni sebagai berikut :

Grafik 3.1 Hubungan antara skala induktor dengan

induktor (L)

Dari grafik yang ditunjukkan pada grafik 3.1, dapat

dikatakan bahwa besar induktor semakin besar dengan

bertambahnya skala induktor yang digunakan. Sehingga,

dapat dikatakan bahwa besar induktor sebanding dengan

skala induktor.

C. Menentukan frekuensi dari rangkaian seri arus AC

Dari percobaaan yang telah dilakukan, didapatkan

data yang berupa beda potensial pada resistor (VR), beda

potensial pada induktor dan kapasitor (VL-C), dan arus

yang mengalir pada rangkaian (I). Sehingga, dapat

diberikan data percobaan, yakni sebagai berikut :

Tabel 3.5 Data percobaan Menentukan Frekuensi dari

Rangkaian Seri Arus AC

Skala

Induktor Arus VR VL-C

2

0,03 0,9 49,2

0,03 0,8 49,5

0,03 0,7 49,6

4

0,03 0,6 49,3

0,04 0,7 49,5

0,03 0,5 48,7

6

0,06 0,7 49,6

0,05 0,7 49,5

0,05 0,7 48,8

8

0,06 0,4 48,6

0,06 0,4 48,6

0,06 0,3 49

Dari data percobaan di atas, dapat dilakukan

perhitungan frekuensi resonansi dengan menggunakan

persamaan 3 dan 4, sehingga dapat diberikan data

perhitungan sebagai berikut :

Tabel 3.6 Data perhitungan frekuensi resonansi pada

percobaan Menentukan Frekuensi dari Rangkaian Seri

Arus AC

Skala Induktor L f

2

5,22293 985,3675

5,254777 982,377

5,265393 981,3862

Rata-rata 5,2477 983,0392

4

5,233546 984,3677

3,941083 1134,351

5,169851 990,413

Rata-rata 4,697452 1039,021

6

2,632696 1387,89

3,152866 1268,243

3,10828 1277,307

Rata-rata 2,943869 1312,49

8

2,579618 1402,096

2,579618 1402,096

2,600849 1396,361

Rata-rata 2,586695 1400,176

Dari data perhitungan di tas, dapat diberika grafik

hubungan antara induktor (L) dengan beda potensial

pada induktor dan kapasitor (VL-C), yakni sebagai

berikut:

y = 0.003x + 0.037R² = 0.950

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0 5 10

L(H

)

Skala Induktor (cm)

Grafik hubungan induktansi dengan skala pada induktansi variabel

Grafik Hubungan Skala Induktansi dengan skala pada induktansi variabel

5

Grafik 3.2 Hubungan antara induktor (L) dengan beda

potensial pada induktor dan konduktor (VL-C)

Dari grafik di atas, dapat dilihat bahwa perubahan VL-

C yang tidak teratur terhadap perubahan induktor yang

diberikan. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat

kesalahan pada data yang didapatkan selama percobaan.

Data tersebut terletak pada VR yang didapatkan.

Seharusnya, data VR yang didapatkan adalah sama.

Namun, dalam percobaan, data VR yang didapatkan

berubah sesuai dengan skala induktor yang diberikan.

Semakin kecil skala induktor yang didapatkan, semakin

besar VR yang didapatkan. Hal inilah yang membuat

nilai VL-C dan L tidak sebanding.

IV. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat

disimpulkan bahwa besar resistansi pada sumber

tegangan AC adalah 157,8696 Ω dan resistansi pada

sumber tegangan DC adalah 788,2292 Ω. Induktansi

yang didapatkan adalah 0,053621 Henry, serta frekuensi

resonansi yang didapatkan adalah 1183,682 Hz.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten

laboratorium elektronika dasar, Ayu Jati Pus, yang telah

bersedia membantu baik sebelum maupun pada saat

percobaan hinggajurnaliniselesaiditulis. Penulis juga

mengucapkan terima kasih kepada tim kelompokatas

kerja samanya dalam melaksanakan praktikumini.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Ramdhani,mohammad.2008.“Rangkaian Listrik”.Erlangga:Jakarta [2] Sadiku, Matthew N.O.2009.”Fundamental of Electric Sircuits”.Mc Graw

Hill : United States.

[3] Serway Raymond, Jewwet John W. 2004. “Physics for Scientist and Engineers”. Pomona : California State Polytechnik University

y = 0.157x + 48.55R² = 0.455

48.648.8

4949.249.449.6

0 2 4 6

VL-

C(V

)

L (H)

Grafik hubungan induktansi dengan tegangan kapasitor induktor

Grafik hubungan induktansi dengan tegangan kapasitor induktor