Sub Chapter 2.2

[menuju akhir]

Sub Chapter 2.2

Load-Line Analysis

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan 

5. Download File

1. Tujuan[kembali]

-Memahami apa itu analisis garis beban
-Mengetahui persamaan yang berhubungan dengan analisi garis beban
-Membuat rangkaian Analisis garis beban dengan proteus

2. Alat dan Bahan [kembali]

ALAT :

Instrumen :

a. Voltmeter 

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter

b). Baterai (Battery)

Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik.

Tampilan baterai pada aplikasi Proteus

Tampilan baterai asli

BAHAN :

a). Diode 

Dioda adalah komponen yang berfungsi untuk menyearahkan sekaligus sebagai penghambat arus listrik, disusun dari beragam bahan yang bersifat semikonduktor. Umumnya jenis bahan yang digunakan dalam proses pembuatannya yakni seperti silikon, germanium, dan lain sebagainya. 

1.1 Tampilan diode dalam aplikasi Proteus

1.2 Tampilan diode asli

 c). Resistor

           Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. 

1.5 Tampilan resistor dalam aplikasi Proteus

1.6 Tampilan resistor asli

Besaran resistor dilambangkan dengan kumpulan warna-warna yang berbeda, yang tersusun pada luar resistor . Untuk mengetahui milai warna,, berikut  tabel warna untuk menentukan besaran resistor :

1.7 Tabel warna resistor

d). Ground

        Ground pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah memberikan perlindungan ke seluruh sistem serta menetralisir cacat yang disebabkan daya yang kurang baik atau kualitas komponen yang tidak standar.

1.8 Tampilan ground pada aplikasi Proteus

3. Dasar Teori [kembali]

   Beban yang diterapkan biasanya akan memiliki dampak penting pada titik atau wilayah pengoperasian perangkat. Jika analisis dilakukan secara grafis, sebuah garis dapat ditarik pada karakteristik perangkat yang mewakili beban yang diterapkan. Persimpangan dari garis beban dengan karakteristik akan menentukan titik operasi dari sistem. Analisis semacam itu, untuk alasan yang jelas, disebut analisis garis beban.

Gambar 2.1 Konfigurasi dioda seri:

(a) sirkuit; (B) karakteristik.

   Berdasarkan gambar 2.1a yang menggunakan dioda memiliki karakteristik dari Gambar. 2.1b. Pada Gambar. 2.1a bahwa "tekanan" yang dibentuk oleh baterai akan terbentuk arus melalui rangkaian seri searah jarum jam. Faktanya bahwa saat ini dan arah yang ditentukan dari konduksi dioda adalah "sepadan" mengungkapkan bahwa dioda dalam keadaan "on" dan konduksi telah ditetapkan. Hasilnya polaritas melintasi dioda akan seperti yang ditunjukkan dan kuadran pertama (VD dan ID positif) dari Gambar. 2.1b akan menjadi daerah yang menarik daerah bias ke depan.

Dengan menerapkan hukum tegangan Kirchhoff ke rangkaian seri Gambar 2.1a akan menghasilkan persamaan  

Persamaan (2.1)

   Dua variabel Persamaan. (2.1) (VD dan ID) sama dengan variabel sumbu diode dari Gambar. 2.1b. Kesamaan ini memungkinkan plot Persamaan. (2.1) pada karakteristik yang sama dari Gambar. 2.1b.Perpotongan garis beban pada karakteristik dapat dengan mudah ditentukan jika seseorang hanya menggunakan fakta bahwa di mana saja pada sumbu horizontal ID  = 0 A dan dan di mana saja pada sumbu vertikal V_D = 0 V.

   Jika kita menetapkan V_D = 0 V dalam Persamaan. (2.1) dan pecahkan untuk I_D, kami memiliki besarnya I_D pada sumbu vertikal. Oleh karena itu, dengan VD = 0 V, Persamaan.(2.1) menjadi     

Persamaan (2.2)

seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.2. Jika kita menetapkan I_D =  0 A dalam Persamaan. (2.1) dan menyelesaikan untuk V_D, kita memiliki besarnya V_D pada sumbu horizontal. Oleh karena itu, dengan I_D = 0 A, Persamaan. (2.1) menjadi

Persamaan(2.3)

Gambar 2.2. Gambar garis beban dan temukan titik operasi

seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.2. Garis lurus yang ditarik antara dua titik akan menentukan garis beban seperti yang digambarkan pada Gambar. 2.2. Mengubah tingkat R (beban) dan persimpangan akan mengubah juga pada sumbu vertikal . Hasilnya akan menjadi perubahan kemiringan beban garis dan titik persimpangan yang berbeda antara garis beban dan karakteristik perangkat.kita sekarang memiliki garis beban yang ditentukan oleh jaringan dan kurva karakteristik yang ditentukan oleh perangkat. Titik potong antara keduanya adalah titik operasi untuk sirkuit ini. Dengan hanya menggambar garis ke sumbu horizontal diode tegangan V_DQ dapat ditentukan, sedangkan garis horizontal dari titik persimpangan ke sumbu vertikal akan memberikan tingkat I_DQ. ID saat ini sebenarnya adalah melalui seluruh konfigurasi seri Gambar 2.1a. Titik operasi biasanya disebut titik diam (disingkat "Q-pt.") untuk mencerminkan "diam atau tidak bergerak" seperti  yang didefinisikan oleh jaringan dc.Solusi yang diperoleh di persimpangan dua kurva adalah sama dengan yang akan diperoleh dengan solusi matematika simultan Persamaan. (2.1) menjadi

         

Karena kurva untuk dioda memiliki karakteristik nonlinier, matematikanya yang terlibat akan memerlukan penggunaan teknik nonlinier yang berada di luar kebutuhan dan ruang lingkup buku ini. Analisis garis beban yang dijelaskan di atas memberikan sedikit upaya dengan solusi dan deskripsi "bergambar" tentang mengapa tingkat level solusi untuk VDQ dan IDQ diperoleh. 

3a. Example 

1. Untuk konfigurasi dioda seri Gambar 2.3a menggunakan karakteristik dioda Gambar 2.3b tentukan:

(a) VDQ and IDQ.

(b) VR.

Gambar 2.3

SOLUTION:

Garis beban yang dihasilkan muncul pada Gambar. 2.4. Persimpangan antara garis beban dan

kurva karakteristik mendefinisikan titik-Q sebagai

Tingkat V D tentu merupakan perkiraan, dan keakuratan I D dibatasi oleh yang dipilih

skala. Tingkat akurasi yang lebih tinggi akan membutuhkan plot yang jauh lebih besar dan

mungkin berat

Perbedaan hasil karena keakuratan grafik yang dapat diaca. Idealnya, hasil yang diperoleh dengan cara apa pun harus sama

Gambar 2.4

2. Ulangi Contoh 2.1 menggunakan model perkiraan ekuivalen untuk dioda semikonduktor silikon

SOLUTION:

Pada dioda semikonduktor silikon, perpotongan pada kurva yang dinyatakan oleh titik Q menghasilkan nilai berupa :

Oleh karena itu, bentuk grafik analisa garis beban pun berubah menjadi seperti berikut :

Gambar 2.6

3. Ulangi contoh soal pertama dengan menggunakan model dioda ideal !

SOLUTION:

Garis beban pada model dioda ideal akan sama seperti garis beban contoh sebelumnya. akan tetapi, karakteristik ideal pada dioda saat ini memotong garis beban pada sumbu vertikal. Sehingga titik Q bernilai sebagai berikut :

Gambar analisis garis beban pun akan terlihat seperti berikut :

Gambar 2.7

3b. Problem [kembali]

1. a). Dengan mengguanakan karakterikstik gambar 2.152b, tentukan ID , VD dan VR untuk rangkaian gambar 2.152a.

     b). Ulangi bagian (a) dengan menggunakan model perkiraan untuk dioda, dan bandingkan hasilnya.

     c). Ulangi bagian (a) dengan menggunakan model ideal untuk dioda, dan bandingkan hasilnya.

SOLUTION:

Garis beban akan berpotongan di : 

2. a). Dengan mengguanakan karakterikstik gambar 2.152b, tentukan ID , VD dan VR untuk rangkaian             gambar 2.153.

    b). Ulangi bagian (a) dengan R=0,47 kilo ohm!

    c). Ulangi bagian (a) dengan R=0,68 kilo ohm!

    d). Apakah level VD relatif mendekati 0,7V dalam setiap kasus? 

Bagaimana tingkat  ID  yang dihasilkan?

SOLUITON:

d.Nilai yang dihasilkan dari VD cukup dekat, sementara  ID memanjang dari 7,8 mA hingga 25,3 mA.

3. Tentukan nilai R untuk rangkaian gambar 2.153 yang akan menghasilkan arus dioda sebesar 10mA jika E=7V. Gunakan karakteristik gambar 2.152b untuk dioda !

Jawaban :

Garis beban melalui IDQ = 10 mA pada karakteristik dan VD = 7V akan memotong sumbu ID sebesar 11,3 mA.

3c. Multiple Choice [kembali]

1)Ketika dioda dalam kondisi ideal dan diberi bias maju, ia berperilaku sebagai

a) Konduktor
b) Isolator
c) Penghambat
d) Tidak satupun di atas

Jawaban : (a)

2)Sebuah dioda digunakan sebagai

a) Penguat
b) Penyearah
c) Osilator
d) Pengatur tegangan

Jawaban : (b)

3)Ada kebutuhan transformator berfungsi untuk

a)Penyearah setengah gelombang
b) Penyearah gelombang penuh center-tap
c) Penyearah gelombang penuh jembatan
d) Didak satupun di atas

Jawaban : (b)

4. Percobaan [kembali]

a. Prosedur percobaan 

• Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
• Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
• Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh 
• Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja

b.Prinsip Kerja

Garis beban dapat dibangun apabila kita mengetahui arus beban pada rangkaian rangkaian dan tegangan operasinya.Pada simulasi kali ini,baterai sebagai sumber tegangan.Tegangan akan dialirkan menuju D1 lalu dari D1 langsung diteruskan menuju R1.R1 disini berfungsi sebagai pembagi tegangan. Prinsip kerja Load Line Analysis adalah pada saat tegangan baterai memiliki nilai yang besar maka akan menghasilkan arus dan hambatan yang besar pula.

c.Gambar Rangkaian Sederhana

Gambar 2.1

c.Gambar Rangkaian dengan Nilai Besaran

Gambar 2.3

Prinsip Kerja

Rangkaian 2.3 memiliki sumber tegangan sebesar 10v yang diserikan dengan dioda dan hambatan senilai 0.5kohm,shingga arus yang melewati rangkaian sebesar 18,9mA dan tegangan pada dioda dan resistor masing masing bernilai 0,53volt dan 9,48 volt

Gambar 2.5

Prinsip Kerja

 rangkaian gambar 2.5 yang terdiri dari batterai sebagai sumber tegangan sebesar 10 volt dan diserikan dengan hambatan bernilai 42,16 ohm dan 500ohm.Maka arus akan melewati rangkaian sebesar 18,4 mA dan tegangan pada resistor terhitung sebesar 9,22 volt.

d. Video [kembali]

video 2.1

video 2.3

Video 2.5

5. Download File [kembali]

Download Video Rangkaian 2.1
>>>>>[klik disini]<<<<<

Download Video Rangkaian 2.3
>>>>>[klik disini]<<<<<

Download Video Rangkaian 2.5
>>>>>[klik disini]<<<<<

Download Rangkaian 2.1
[klik]

Download Rangkaian 2.3
[klik]

Download Rangkaian 2.5
[klik]

- Datasheet dioda :klik disini

- Datasheet resistor : klik disini

- Datasheet baterai : klik disini

[menuju awal]