load line analysis
1. Pendahuluan[kembali]
Analisis garis muatan (load line analysis) adalah teknik yang digunakan dalam elektronika untuk memahami karakteristik operasional suatu rangkaian elektronik yang diberi beban. Rangkaian elektronik sering kali terdiri dari sumber daya (misalnya sumber tegangan atau arus) dan beban (seperti resistor, dioda, atau transistor). Load line analysis membantu dalam menentukan titik kerja (operating point) dari komponen aktif.
Dioda adalah komponen semikonduktor dengan dua terminal, anoda dan katoda, yang biasa digunakan untuk mengatur arus dalam satu arah (dari anoda ke katoda) dan memblokir arus dalam arah yang berlawanan. Dioda merupakan salah satu komponen dasar elektronika dan memiliki banyak aplikasi dalam rangkaian mulai dari penyearah hingga pengatur tegangan, serta berbagai aplikasi dalam elektronika daya, pemrosesan sinyal, komunikasi dan banyak aplikasi lainnya.
Tujuan utama analisis garis muatan adalah untuk menemukan titik operasi atau titik kerja optimal di mana rangkaian bekerja secara efisien dan sesuai dengan kebutuhan desain. Dalam analisis ini, digambarkan hubungan antara tegangan dan arus di dalam rangkaian, serta batas-batas yang diberikan oleh karakteristik komponen yang digunakan.
2. Tujuan[kembali]
- Mengetahui apa itu analisis garis beban dioda
- Mengetahui persamaan-persamaan yang berhubungan dengan analisis garis beban
- Mengetahui dan mampu membuat bentuk rangkaian analisis garis beban dioda
3. Alat dan Bahan[kembali]
Alat :
- Amperemeter
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian listrik. Fungsi amperemeter ialah untuk mengetahui berapa banyak arus yang sedang mengalir dalam suatu rangkaian.
2. Voltmeter
Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Tegangan listrik adalah perbedaan potensial antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan satuan untuk mengukurnya adalah volt (V).
Fungsi utama voltmeter adalah untuk memberikan informasi tentang besarnya tegangan listrik di suatu titik dalam rangkaian listrik.
Bahan :
- Baterai
2. Dioda
Dioda adalah komponen elektronika yang memungkinkan arus listrik mengalir hanya ke satu arah (biasanya dari terminal positif ke terminal negatif) sementara menghalangi aliran arus ke arah sebaliknya. Dioda terdiri dari dua elektroda yang disebut anoda dan katoda, yang terhubung ke semikonduktor.
3. Ground
Ground adalah titik referensi atau terminal yang digunakan sebagai referensi nol tegangan dalam suatu rangkaian listrik. Ground sering kali didefinisikan sebagai titik di mana potensial listriknya dianggap nol. Fungsi utama ground adalah untuk menciptakan referensi yang stabil untuk tegangan dalam suatu rangkaian, memungkinkan arus listrik mengalir kembali ke sumber daya secara efisien, dan sebagai cara untuk menjaga keamanan dalam operasi sistem listrik.
4. Resistor
Berikut tabel warna untuk menentukan nilai resistansi resistor :
4. Dasar Teori[kembali]
Rangkaian pada Gambar (a) dan (b) akan digunakan untuk menjelaskan analisis rangkaian dioda menggunakan karakteristik sebenarnya. Pada bagian berikutnya, kita akan mengganti karakteristik tersebut dengan model pendekatan untuk dioda dan membandingkan solusi. Memecahkan rangkaian pada Gambar (a) dan (b) adalah tentang menemukan tingkat arus dan tegangan yang akan memenuhi karakteristik dioda maupun parameter jaringan yang dipilih pada saat yang sama.
Gambar (a) menunjukkan rangkaian sederhana yang menggunakan dioda, sementara gambar (b) menampilkan karakteristiknya. Dari gambar tersebut, terlihat bahwa sumber daya, seperti baterai, menyebabkan arus mengalir melalui rangkaian secara searah jarum jam. Akibatnya, polaritas yang melintasi dioda akan sesuai dengan yang ditunjukkan di Kuadran Pertama (VD dan ID positif) dari Gambar (b), yang menunjukkan daerah bias maju.
Beban yang diterapkan pada rangkaian biasanya akan memengaruhi daerah operasi dan kinerja perangkat elektronik. Ketika analisis dilakukan dalam bentuk grafik, sebuah garis dapat menggambarkan karakteristik diode yang mencerminkan pengaruh dari beban.
 |
| Drawing the load line and finding the point of operation |
Untuk menentukan analisa garis beban, dapat digunakan ketentuan hukum kirrchoff searah jarum jam yang menghasilkan :
 |
| atau |
 |
| (2.1) |
Persamaan (2.1), yang merupakan hubungan antara VD (tegangan diode) dan ID (arus diode), sesuai dengan sumbu diode pada Gambar (b). Hal ini memungkinkan plot Persamaan (2.1) pada kurva karakteristik yang sama seperti yang ditunjukkan pada Gambar (b). Titik perpotongan garis beban dengan karakteristik dapat dengan mudah ditentukan dengan memanfaatkan fakta bahwa di mana saja ID = 0 A pada sumbu horizontal, dan di mana saja VD = 0 V pada sumbu vertikal.
Jika kita mengatur VD = 0 V dalam Persamaan (2.1) dan menyelesaikannya untuk ID, kita akan mendapatkan nilai ID pada sumbu vertikal. Dengan demikian, ketika VD = 0 V, Persamaan (2.1) disederhanakan menjadi
 |
| dan |
 |
| (2.2) |
Jika kita mengatur arus diode (ID) menjadi nol (0 A) dalam Persamaan (2.1) dan mencari nilai tegangan diode (VD), kita akan mendapatkan besar tegangan diode pada sumbu horizontal. Dengan kata lain, saat ID = 0 A, Persamaan (2.1) akan menjadi
 |
| dan |
 |
| (2.3) |
Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar (c), sebuah garis lurus yang digambar antara dua titik akan menentukan garis muatan (load line) seperti yang digambarkan dalam Gambar (c) juga. Saat Anda mengubah level resistansi R (beban), titik perpotongan pada sumbu vertikal akan berubah. Akibatnya, akan terjadi perubahan pada kemiringan garis muatan dan titik perpotongan antara garis muatan dan karakteristik perangkat. Solusi yang diperoleh pada perpotongan kedua kurva tersebut sama dengan yang akan diperoleh melalui solusi matematis dari
 |
dan |
5. Percobaan[kembali]
a) Prosedur[kembali]
- 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) Rangkaian simulasi [kembali]
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.
1. Gambar rangkaian dioda sederhana
 |
| Gambar 2.1 |
2. Gambar rangkaian dengan nilai besaran
 |
| Gambar 2.2 |
Prinsip Kerja : Rangkaian 2.2 memiliki sumber tegangan sebesar 10v yang diserikan dengan dioda dan hambatan senilai 0.5k ohm, sehingga arus yang melewati rangkaian sebesar 18,9mA dan tegangan pada dioda dan resistor masing masing bernilai 0,53volt dan 9,48 volt
 |
| Gambar 2.3 |
Prinsip Kerja : Rangkaian gambar 2.3 yang terdiri dari baterai sebagai sumber tegangan sebesar 10 volt dan diserikan dengan hambatan bernilai 42,16 ohm dan 500 ohm, maka arus akan melewati rangkaian sebesar 18,4 mA dan tegangan pada resistor terhitung sebesar 9,22 volt.
c) Video Simulasi [kembali]
video 2.1
video 2.3
video 2.5
6. Download File[kembali]
- Download Rangkaian 2.1 klik disini
- Download Rangkaian 2.2 klik disini
- Download Rangkaian 2.3 klik disini
- Datasheet Dioda klik disini
- Datasheet Resistor Klik di sini
- Datasheet Baterai Klik di sini
Komentar
Posting Komentar