Mengenal Fungsi Dan Bagian Dalam Pembuatan Rangkaian Elektronika
Rangkaian elektronika dapat diartikan sebagai gabungan 2 atau lebih komponen elektronika baik kompoonen pasif maupun aktif yang membentuk suatu sistem atau fungsi pemroses sinyal sederhana maupun komplek. Rangkaian elektronika dapat dibangun dengan atau tanpa sumber tegangangan atau sumber arus untuk pengoperasiannya. Untuk membuat rangkaian elektronika diperlukan beberapa bagian sebagai berikut :
-
Skema Rangkaian Elektronika
Skema rangkaian elektronika diperlukan sebagai panduan dalam pembuatan rangkaian elektronika. Skema rangkaian elektronika sebaiknya didesain atau dirancang dahulu pertama kali sebelum melakukan proses pembuatan rangkaian elektronika. Proses pembuatan skema rangkaian elektronika dapat dilakukan dengan cara manual dan dengan aplikasi komputer.
-
Layout PCB
Layout PCB
adalah bagian yang berfungsi untuk merakit komponen-komponen elektronika
menjadi rangkaian elektronika. Layout PCB atau dengan bahasa lain Papan
Rangkaian Tercetak adalah hasil penerapan skema rangkaian elektronika
yang telah disesuaikan dengan bentuk fisik komponen dan tata letak
komponen elektronika untuk membuat suatu sistem atau fungsi pemroses
sinyal.
-
Komponen elektronika
Komponen elektronika
merupakan salah satu bahan utama dalam mebuat rangkaian elektronika.
Komponen elektronika yang digunakan untuk membangun suatu rangkaian
elektronika ditentukan sesuai dengan skema rangkaian elektronika yang
dibuat.
-
Peralatan Elektronika
Peralatan untuk
membuat suatu rangkaian elektronika pada umumnya adalah solder, tang
potong, tang lancip, obeng dan timah solder. Penggunaan peralatan elektronika tersebut disesuaikan dengan kebutuhan dalam perakitan rangkaian elektronika.
Pada dasarnya setiap rangkaian
elektronika dibangun dengan tujuan untuk melakukan pemrosesan sinyal,
baik itu sinyal analog maupun sinyal digital. Berdasarkan pemrosesan
sinyal yang dilakukan rangkaian elektronika tersebut, maka rangkaian
elektronika dapat dibedakan menjadi beberapa kategori sebagai berikut.
-
Rangkaian Elektronika Analog
Rangkaian elektronika analog
adalah, rangkaian elektronika yang dibangun dengan tujuan untuk
memproses sinyal analog, rangkaian analog ini dapat dibangun dengan 2
atau lebih komponen pasif maupun komponen aktif. Pada rangkaian elektronika analog sinyal
yang diberikan sebagai input rangkaian adalah sinyal kontinyu (analog)
yang pada umumnya sinyal DC ataupun AC sinusoidal dan rangkaian elektronika analog
akan memberikan output sinyal kontinyu (analog) baik DC maupun AC
sinusoidal yang telah terproses sinyalnya berupa level tegangan, arus
maupun frekuensinya.
-
Rangkaian Elektronika Digital
Rangkaian elektronika digital
adalah, rangkaian elektronika yang dibangun dengan tujuan untuk
melakukan pemrosesasan sinyal diskrit (digital). Pada rangkaian
elektronika digital sinyal yang diproses selalu dalam 2 logika dasar
High (1) dan Low (0). Untuk membuat rangkaian digital selalu diperlukan
sumber tegangan dari luar untuk mensuplay rangkaian digital agar dapat
beroperasi. Pada rangkaian elektronika digital sinyal yang diberikan
atau sebagai input adalah sinyal digital dan rangkaian akan memberikan
output berupa sinyal digital juga.
-
Rangkaian Elektronika Kombinasi
Rangkaian
elektronika kombinasi adalah, rangkaian elektronika yang dibangun dengan
tujuan untuk melakukan pemrosesan sinyal analog dan digital baik secara
bersamaan maupun bertahap. Rangkaian elektronika kombinasi dapat
melakukan pemrosesan sinyal kontinyu (analog) dan menghasilkan sinyal
diskrit( digital) atau sebaliknya. Contoh rangkaian elektronika
kombinasi yang dapat memproses sinyal analog menjadi sinyal digital
adalah rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) dan rangkaian
elektronika yang dapat memproses sinyal digital menjadi sinyal analog
adalah rangkaian DAC (Digital to Analog Converter). Aplikasi rangkaian
elektronika kombinsai dapat ditemui pada rangkaian interface (antarmuka)
antara rangkaian digital atau komputer ke rangkaian analog dan
sebaliknya.
Kemudian berdasarkan prinsip kerjanya, rangkaian elektronika dapat dibedakan menjadi beberapa kategori sebagai berikut.
-
Rangkaian Elektronika Dasar
Rangkaian elektronika dasar
merupakan gabungan 2 atau lebih komponen elektronika pasif yang telah
membentuk suatu sistem pemroses sinyal. Sebagai contoh rangkaian
elektronika dasar yang paling sederhana adalah pembagi tegangan,pembagi
arus, filter RC, filter LC dan filter RLC. Contoh rangkaian elektronika
dasar tersebutdapat dikatakan sebagai rangkaian elektronika sederhana
karena hanya dibangun oleh 2 atau 3 komponen elektronika pasif yang
dirangkai seri maupun parallel.
-
Rangkaian Elektronika Bertingkat
Rangkaian
elektronika bertingkat adalah pengembangan rangkaian elektronika dasar
agar dapat memberikan performa yang lebih baik dari rangkaian
elektronika dasar. Pada rangkaian elektronika bertingkat pada umumnya
dibangun dari rangkaian elektronika dasar yang ditambah suatu rangkaian
penguat sederhana yang disusun 1 tingkat maupun beberapa tingkat.
-
Rangkaian Elektronika Komplek
Rangkaian
elektronika komplek adalah rangkaian elektronika yang dibentuk dari
beberapa rangkaian elektronika dasar dan bertingkat dengan beberapa
fungsi pemroses sinyal yang berbeda yang di susun untuk membentuk suatu
sistem pemroses sinyal terpadu. Sebagai contoh rangkaian elektronika
komplek adalah power supply dengan regulator arus dan tegangan,
rangkaian mixer audio, rangkaian transmitter atau pemancar
radio,rangkaian amplifier dan rangkaian elektronika yang lain.
Rangkaian elektronika yang telah
membentuk suatu sistem pemroses sinyal yang diperjual belikan di toko
elektronika sering disebut sebagai kit elektronik.
Hal ini dikarenakan produk elektronik tersebut merupakan atau membentuk
suatu bagian-bagian rangkaian elektronika yang apabila digabungkan akan
membentuk suatu sistem atau perangkat elektronika yang lengkap. Sebagai
contoh untuk membuat suatu amplifier yang lengkap maka kita dapat
membeli kit Power Amplifier, Kit Tone Control, Kit Power Supply, Travo
Dan Box Amplifier kemudian kita rakit beberapa kit dan komponen tersebut
sehingga terbentuk suatu Power Amplifier yang lengkap dari beberapa rangkaian elektronika tersebut.
Rangkaian Resonansi terbuka
Listrik Tanpa Kabel (Wireless Electricity) - Berikut ini adalah informasi mengenai Listrik Tanpa Kabel (Wireless Electricity) yang akan kami ulas lebih lanjut di dunia elektro
Listrik Tanpa Kabel (Wireless Electricity)
Sebelumnya kita sudah mengenal
koneksi jaringan data tanpa kabel atau yang lebih sering disebut
wireless atau wifi, nah pada saat ini para ilmuan sedang mengembangkan
jaringan Listrik Tanpa Kabel (Wireless Electricity). Dengan adanya penemuan baru ini, kita tidak perlu lagi ribet dengan adanya kabel yang berlalu lalang disekitar kita, dengan Listrik Tanpa Kabel (Wireless Electricity) kita
dapat menggunakan peralatan elektronik kita seperti TV, system stereo,
DVD, atau Bluray- Player, HiFi-Headset, semuanya bekerja tanpa
menggunakan baterai atau kabel listrik. Bahkan, baterai perangkat mobile
seperti laptop, ponsel, atau kamera digital terisi secara otomatis,
jadi begitu Anda memasuki rumah, tentu tanpa harus mencolokkan kabel.
Prinsip dasar bagaimana
energi listrik dapat di transfer tanpa kabel adalah berhubungan dengan
fenomena resonansi. Resonansi merupakan proses bergetarnya suatu benda
dikarenakan ada benda lain yang bergetar, hal ini terjadi dikarenakan
suatu benda bergetar pada frekwensi yang sama dengan frekwensi benda
yang terpengaruhi.
Sebuah transmitter WREL memancarkan
medan magnet dengan bantuan coil yang dipancarkan dengan frekuensi yang
sama dengan receiver WREL. Agar impedansinya optimal, digunakan
gulungan kabel pada kedua sisinya.
Gulungan kabel juga berfungsi sama
seperti gigi transmisi sepeda. Saat menanjak gigi transmisi diturunkan
agar mendapatkan energi yang lebih efisien, begitupun sebaliknya.
Receiver WREL juga menentukan sendiri tegangan yang diperlukan sesuai
dengan ukuran. Jadi, fungsi adaptor tidak diperlukan. Selain itu,
transmiter WREL juga hanya memancarkan energi sebanyak yang diperlukan
oleh receiver.
Tetapi keamanan terhadap radiasi
masih perlu dipertanyakan. Karena medan magnet yang kuat selalu membawa
radiasi elektromagnetis. Maka saat ini para peneliti berusaha untuk
menggunakan frekuensi yang menghasilkan medan magnet yang kuat dengan
beban electromagnetis kecil dan terbukti saat produk pertama diluncurkan
ke pasar, teknologi WREL ini benar-benar aman terhadap manusia.
Bayangkan pemancar WREL dapat
dipasang dalam dinding rumah untuk memasok listrik ke semua perangkat
elektronik yang berada dalam magical zone ( Area jangkauan ). Bahkan
meja tulis pun dapat berguna untuk memasok maupun mengisi baterai semua
perangkat elektronik di sekitarnya.
Untuk kedepannya tidak
ada lagi kabel, adaptor, dan steker Begitu teknologi WREL sudah matang
dan aman, aplikasinya bakal meluas dengan cepat, misalnya untuk aplikasi
medis, seperti untuk mengoperasikan alat pengatur detak jantung atau
mengimplementasikan organ-organ buatan.
Pemancaran listrik secara nirkabel bakal menjadi faktor penting, bukan
saja antarperangkat, melainkan juga di dalam perangkat-perangkat canggih
itu sendiri.Sama seperti melihat Internet melalui WLAN (wifi,hotspot)
saat ini.
Transfer daya litrik tanpa kabel
Transfer daya listrik menggunakan media udara ini bisa digunakan untuk menyalurkan energi dimana letak sumber energi dan beban dalam jarak berjauhan. Salah satu keunggulan dari teknologi ini adalah dapat menembus benda-benda yang dilewatinya (kecuali bahan bimetal) sehingga tempat-tempat tertentu yang secara umum tidak memungkinkan untuk dikirimi daya listrik melalui kabel, dapat dijangkau dengan adanya teknologi ini. Tetapi dalam penelitin (MIT, LIPI, dll), WPT masih mengirimkan energi dalam jumlah yang kecil dan pada jarak yang tidak terlalu jauh. Dan aplikasinya pun pada alat-alat yang membutuhkan energi yang relatif kecil.
Transfer daya listrik menggunakan media udara ini bisa digunakan untuk menyalurkan energi dimana letak sumber energi dan beban dalam jarak berjauhan. Salah satu keunggulan dari teknologi ini adalah dapat menembus benda-benda yang dilewatinya (kecuali bahan bimetal) sehingga tempat-tempat tertentu yang secara umum tidak memungkinkan untuk dikirimi daya listrik melalui kabel, dapat dijangkau dengan adanya teknologi ini. Tetapi dalam penelitin (MIT, LIPI, dll), WPT masih mengirimkan energi dalam jumlah yang kecil dan pada jarak yang tidak terlalu jauh. Dan aplikasinya pun pada alat-alat yang membutuhkan energi yang relatif kecil.
Gambar 2.1 Kemiripan Prinsip Pada Sistem WPT |
Sebagai suatu contoh lain, prinsip induksi pada trafo (Gambar 2.1), dapat mengirimkan daya listrik dari kumparan satu tanpa bersentuhan dengan kumparan yang lain, meskipun jaraknya masih sangat dekat. Selain trafo, prinsip radiasi elektromagnetik pada gelombang radio juga dapat mengirimkan energi listrik tanpa kabel, akan tetapi karena efisiensi yang kecil, gelombang radio ini hanya berperan penting untuk dunia telekomunikasi dalam mengirimkan informasi dan tidak dapat digunakan untuk mengirimkan daya listrik dalam jumlah besar (menggantikan peran kabel). Ilmuwan juga telah mencoba untuk memusatkan gelombang elektromagnetik seperti laser (tidak menyebar seperti halnya gelombang elektromagnetik pada gelombang radio), akan tetapi hal ini juga belum praktis dan bahkan dapat merusak dan membahayakan umat manusia. Akhirnya ditemukan suatu cara untuk dapat mengirimkan energi listrik tanpa kabel, yaitu dengan menggunakan prinsip resonansi magnetik, dimana energi ditransfer pada frekuensi yang sama pada pengirim dan penerima, sehingga tidak akan berpengaruh pada benda-benda sekitar yang memiliki frekuensi yang berbeda.
Dalam suatu trafo (Gambar 2.1), arus listrik mengalir ke kumparan primer dan menginduksi kumparan sekunder, kedua kumparan ini tidak bersentuhan, akan tetapi berada dalam jarak yang sangat dekat. Tingkat efisiensi trafo akan sangat berkurang jika kedua kumparan ini dijauhkan. Selain trafo, sikat gigi elektrik (Gambar 2.2) juga menggunakan prinsip induksi yang sama dengan trafo, sikat gigi elektrik tersebut akan mengisi ulang baterai jika ditempatkan pada tempatnya.
Tingkat efisiensi dari suatu induksi elektromagnetik dapat ditingkatkan dengan menggunakan rangkaian resonator. Cara ini biasa disebut juga induksi resonansi, yang banyak digunakan alat-alat pada bidang kesehatan. Dengan menggunakan prinsip ini, telah berhasil dibangun suatu alat yang dapat mentransmisikan daya listrik tanpa kabel, dengan jarak yang jauh berbeda dengan induksi tradisional.
Teknologi dari pengiriman daya listrik tanpa kabel yang dimaksud di dalam skripsi ini merupakan teknologi yang tidak berradiasi dan mengacu pada konsep medan dekat (near-field). Banyak teknik lain dalam bidang pengiriman energi listrik tanpa kabel yang berbasiskan kepada teknik radiasi, baik itu untuk keperluan informasi seperti gelombang radio, sinar laser (narrow beam) dan gelombang cahaya. Radiasi udara dari frekuensi pada gelombang radio banyak digunakan untuk mengirimkan informasi tanpa kabel karena informasi dapat ditransmisikan ke segala arah untuk dipakai oleh beberapa pengguna. Daya yang diterima pada setiap radio atau rangkaian penerima tanpa kabel sangatlah kecil, dan harus diperkuat lagi di dalam rangkaian penerima tersebut dengan menggunakan sumber listrik dari luar alat tersebut. Oleh karena mayoritas dari daya radiasi terbuang dengan percuma ke dalam udara bebas, transmisi radio ini sangat tidak efisien jika berfungsi untuk mengirimkan daya listrik dengan jumlah besar. Untuk menambah jumlah energi yang dapat ditangkap oleh rangkaian penerima, maka pada sisi rangkaian pemancar dapat diberikan daya yang lebih tinggi pula, akan tetapi hal ini tidak aman dan bahkan dapat mengganggu alat lain yang juga menggunakan frekuensi radio.
Radiasi langsung, menggunakan antena yang diarahkan secara langsung dari sumber ke penerima tanpa ada halangan apapun untuk menembakkan energi menggunakan frekuensi radio. Dengan cara ini, energi yang dapat diterima oleh rangkaian penerima menjadi meningkat, akan tetapi cara ini juga berdampak langsung terhadap organisme dan dapat berbahaya. Oleh karena alasan inilah, maka cara ini juga tidak dapat digunakan dalam pengiriman energi listrik dengan daya besar seperti untuk industri, ataupun konsumsi peralatan elektronik sehari-hari. Akan tetapi dalam kenyataannya, hal ini masih dipelajari dan dieksplorasi terus untuk dapat menembakkan energi dari luar angkasa ke bumi menurut konsep “solar space power” (Asimov, 1941), (Gambar 2.3), dan untuk kebutuhan pertahanan sebagai senjata mematikan yang dapat menembakkan energi dari angkasa ke medan peperangan.
Gambar 2.3 Konsep Solar Space Power |
Seperti yang telah dijelaskan diatas, konsep pengiriman daya listrik yang dipakai dalam skripsi ini sangat berbeda dengan gelombang radio maupun radiasi secara langsung, karena dalam proses pengiriman daya listriknya tidak memerlukan syarat yang mengharuskan tidak ada penghalang diantara rangkaian pemancar dan rangkaian-rangkaian penerima.
3. Prinsip Induksi Elektromagnetik
Kemagnetan dan kelistrikan merupakan dua gejala alam yang prosesnya dapat dibolak-balik. Ketika H.C. Oersted (1777-1851) membuktikan bahwa di sekitar kawat berarus listrik terdapat medan magnet (artinya listrik menimbulkan magnet), para ilmuwan mulai berpikir keterkaitan antara kelistrikan dan kemagnetan. Tahun 1821 Michael Faraday (1791-1867) membuktikan bahwa perubahan medan magnet dapat menimbulkan arus listrik (artinya magnet menimbulkan listrik) melalui eksperimen yang sangat sederhana (Gambar 2.4). Sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan dapat menghasilkan arus listrik pada kumparan itu.
Galvanometer merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya arus listrik yang mengalir. Ketika sebuah magnet yang digerakkan masuk dan keluar pada kumparan, jarum galvanometer menyimpang ke kanan dan ke kiri. Bergeraknya jarum galvanometer menunjukkan bahwa magnet yang digerakkan keluar dan masuk pada kumparan menimbulkan arus listrik. Arus listrik bisa terjadi jika pada ujung-ujung kumparan terdapat GGL (gaya gerak listrik). GGL yang terjadi di ujung-ujung kumparan dinamakan GGL induksi. Arus listrik hanya timbul pada saat magnet bergerak. Jika magnet diam di dalam kumparan, di ujung kumparan tidak terjadi arus listrik.
4. Proses Terjadinya GGL Induksi
Ketika kutub utara magnet batang digerakkan masuk ke dalam kumparan, jumlah garis gaya-gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan bertambah banyak. Bertambahnya jumlah garis-garis gaya ini menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir menggerakkan jarum galvanometer. Arah arus induksi dapat ditentukan dengan cara memperhatikan arah medan magnet yang ditimbulkannya. Pada saat magnet masuk, garis gaya dalam kumparan bertambah. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat mengurangi garis gaya itu. Dengan demikian, ujung kumparan itu merupakan kutub utara sehingga arah arus induksi seperti yang ditunjukkan Gambar 2.3 (a).
Ketika kutub utara magnet batang digerakkan keluar dari dalam kumparan, jumlah garis-garis gaya magnet yang terdapat di dalam kumparan berkurang. Berkurangnya jumlah garis-garis gaya ini juga menimbulkan GGL induksi pada ujung-ujung kumparan. GGL induksi yang ditimbulkan menyebabkan arus listrik mengalir dan menggerakkan jarum galvanometer. Sama halnya ketika magnet batang masuk ke kumparan. Pada saat magnet keluar garis gaya dalam kumparan berkurang. Akibatnya medan magnet hasil arus induksi bersifat menambah garis gaya itu. Dengan demikian, ujung kumparan itu merupakan kutub selatan, sehingga arah arus induksi seperti yang ditunjukkan Gambar 2.4 (b).
Ketika kutub utara magnet batang diam di dalam kumparan, Gambar 2.4 (c), jumlah garis garis gaya magnet di dalam kumparan tidak terjadi perubahan (tetap). Karena jumlah garis-garis gaya tetap, maka pada ujung-ujung kumparan tidak terjadi GGL induksi. Akibatnya, tidak terjadi arus listrik dan jarum galvanometer tidak bergerak. Jadi, GGL induksi dapat terjadi pada kedua ujung kumparan jika di dalam kumparan terjadi perubahan jumlah garis-garis gaya magnet (fluks magnetik). GGL yang timbul akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet dalam kumparan disebut GGL induksi. Arus listrik yang ditimbulkan GGL induksi disebut arus induksi. Peristiwa timbulnya GGL induksi dan arus induksi akibat adanya perubahan jumlah garis-garis gaya magnet disebut induksi elektromagnetik.
Percobaan 2.3 Percobaan Faraday |
Fenomena
resonansi sudah secara luas beradadi alam ini. Perbedaan jenis
resonansi juga berisikan energi yang berbeda pula. Suara dari garpu
tala dihasilkan dari suatu resonansi, begitupula dengan suatu gempa
bumi dihasilkan dari suatu resonansi, akan tetapi energi dari gempa bumi
jauh lebih besar daripada suara garpu tala.
Gambar 2.10 Garpu Tala Beresonansi |
Resonansi
adalah gejala dari suatu sistem yang dalam suatu frekuensinya
cenderung untuk menyerap lebih banyak energi dari lingkungan.
Dengan kata lain, resonansi adalah sebuah fenomena dimana jika
suatu objek atau benda bergetar, maka benda lain dengan
frekuensi yang sama akan ikut bergetar juga. Resonansi dapat
mengirimkan energi. Sebagai sebuah contoh sederhana, jika terdapat 2
buah garpu tala dengan frekuensi yang sama dan jarak yang
cukup, maka jika kita memukul garpu tala A sehingga timbul
bunyi, maka ketika kita menahan garpu tala A sampai bunyinya
berhenti, garpu tala B akan berbunyi juga meskipun tidak kita
pukul. Ini merupakan fenomena resonansi akustik. Energi yang
membuat garpu tala B ini bergetar dihasilkan dari gelombang bunyi dari
garpu tala A, media pengirimannya adalah medan bunyi. Dapat dikatakan
bahwa inti dari propagansi getaran ini adalah suatu pengiriman
energi. Mirip dengan medan bunyi, ini juga dapat dimungkinkan
pada medan elektromagnetik.
10. Resonansi Elektromagnetik
Resonansi
elektromagnetik ada secara luas di dalam sistem elektromagnetik. Medan
elektromagnetik itu sendiri merupakan bidang energi yang dapat
memberikan energi untuk digunakan dalam proses terjadinya aliran
listrik. Mengingat bahaya bagi masyarakat dan organisme lain di dalam
medan listrik, medan magnet yang aman dan lebih sesuai untuk
digunakan sebagai media pengiriman energi dalam perpindahan energi
resonansi secara magnetis.
Gelombang
elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat walaupun tidak ada
medium dan terdiri dari medan listrik dan medan magnetik seperti yang
diilustrasikan pada Gambar 2.11. Radiasi gelombang elektromanetik itu
sendiri mengandung energi. Tidak peduli apakah ada penerima atau
tidak, energi dari gelombang elektromagnetik itu secara terus
menerus dikonsumsi. Jika kita dapat membuat suatu medan magnetik
non-radiasi dengan frekuensi resonansi tertentu, kumparan
induktansi akan terus mengumpulkan energi, tegangan receiver akan
naik, dan energi yang diterima dapat disalurkan ke beban setelah
dikonversi dengan rangkaian tambahan.
Gambar 2.11 Arah Perambatan Gelombang Elektromagnetik |
11. Prinsip Resonansi Bersama
Prinsip
dasar induksi elektromagnetik adalah pada saat arus bolak balik
melewati suatu kumparan, di sekitar kumparan tersebut akan
menghasilkan suatu medan magnet. Jika pada kondisi ini diletakkan
suatu kumparan lain di dekat kumparan tersebut, maka medan magnet
dari kumparan yang pertama akan timbul juga di sekitar kumparan yang
kedua. Ini merupakan alasan kenapa pengiriman energi tanpa kabel
dapat terjadi diantara kedua kumparan tersebut. Sama seperti
yang telah diuraikan sebelumnya, resonansi bersama adalah suatu
keadaan khusus dari pengiriman energi tanpa kabel. Letak dari
kekhususannya adalah semua kumparan yang digunakan untuk beresonansi
bersama beroperasi pada kondisi resonansi.
Gambar 2.12 Resonansi Bersama |
Resonansi
terjadi ketika frekuensi resonansi sendiri dari kumparan-kumparan
tersebut bernilai sama dengan frekuensi sumber arus bolak balik, saat
rangkaian ekivalen dari kumparan-kumparan tersebut di frekuensi
tinggi memiliki impedansi paling kecil. Pada saat kondisi seperti inilah
energi paling banyak dapat dikirimkan melalui jalur resonansi. Gambar
2.12 menunjukkan terjadinya proses resonansi magnetik bersama,
warna kuning menunjukkan kumparan yang memiliki frekuensi
resonansi yang sama, warna biru dan merah menunjukkan medan magnet
yang disebabkan pada kumparan tersebut, yang keduanya adalah
identik satu sama lain, inilah gambaran sederhana dari resonansi
bersama.
12. Rangkaian LC
Rangkaian
LC (Gambar 2.13) adalah suatu rangkaian resonansi yang terdiri
dari induktor (L) dan kapasitor (C). Rangkaian LC biasa
digunakan untuk menghasilkan sumber arus bolak balik atau
sebagai pembangkit sinyal.
Gambar 2.13 Rangkaian LC |
2.5.1 Prinsip Kerja Rangkaian LC
Prinsip
kerja rangkaian LC agar dapat menghasilkan sinyal bolak balik
atau berosilasi adalah dengan menggunakan kapasitor dan
induktor. Kapasitor menyimpan energi di dalam medan listrik
antara kedua pelatnya, berdasarkan besarnya tegangan diantara
kedua pelat tersebut, sedangkan induktor menyimpan energi di
dalam medan magnetnya, berdasarkan besarnya arus yang melalui
induktor tersebut. Gambar 2.14 menjelaskan tentang prinsip kerja
rangkaian LC.
Gambar 2.14 Prinsip Kerja Rangkaian LC |
Pada
Gambar 2.14 diatas, posisi paling kiri menunjukkan awal, t = 0 atau t
= T, dimana nilai kapasitor adalah maximum, dan tidak ada arus
mengalir. Pada saat saklar mulai ditutup yaitu antara t = 0
sampai t = T/4, terjadi rangkaian tertutup, kapasitor mulai
discharge, dan arus mengalir berlawanan arah jarum jam menuju
induktor dan terus meningkat.
Pada kondisi t = T/4, kapasitor bernilai minimum, arus yang mengalir maksimum dan masih berlawanan arah jarum jam. Dari t = T/4 sampai t = T/2, arus terus mengalir mengisi kapasitor dengan sisi yang berlawanan, dan arus yang mengalir mulai berkurang.
Pada saat t = T/2, tidak ada lagi arus yang mengalir di rangkaian, dan kapasitor maksimum. Dari t = T/2 sampai t = 3T/4, kapasitor mulai discharge, dan arus mengalir searah jarum jam dan terus meningkat.
Pada saat t = 3T/4, kapasitor sudah kosong, arus mengalir maksimum melewati induktor searah jarum jam.
Dari t = 3T/4 sampai t = T, kapasitor mulai mengisi kembali, arus berjalan menuju kapasitor dengan sisi yang sama dengan sisi awal searah jarum jam dan terus menurun sampai kapasitor penuh.
Hal ini terus berulang ke awal, sehingga didapatkan sinyal yang bolak balik.
Pada kondisi t = T/4, kapasitor bernilai minimum, arus yang mengalir maksimum dan masih berlawanan arah jarum jam. Dari t = T/4 sampai t = T/2, arus terus mengalir mengisi kapasitor dengan sisi yang berlawanan, dan arus yang mengalir mulai berkurang.
Pada saat t = T/2, tidak ada lagi arus yang mengalir di rangkaian, dan kapasitor maksimum. Dari t = T/2 sampai t = 3T/4, kapasitor mulai discharge, dan arus mengalir searah jarum jam dan terus meningkat.
Pada saat t = 3T/4, kapasitor sudah kosong, arus mengalir maksimum melewati induktor searah jarum jam.
Dari t = 3T/4 sampai t = T, kapasitor mulai mengisi kembali, arus berjalan menuju kapasitor dengan sisi yang sama dengan sisi awal searah jarum jam dan terus menurun sampai kapasitor penuh.
Hal ini terus berulang ke awal, sehingga didapatkan sinyal yang bolak balik.
2.5.2 Osilasi Rangkaian LC
Gambar 2.15 Osilasi Rangkaian LC |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar