Tegangan AC pada osiloskop

Kurikulum: GCSE (ac and dc), A-level, Sek I

Buka versi lengkap ↗

Tujuan

Mengukur periode, frekuensi, amplitudo, dan nilai efektif tegangan bolak-balik.

Rangkaian

Sumber tegangan bolak-balik: gelombang sinus, amplitudo 5 V, 50 Hz. Voltmeter dalam mode AC dan osiloskop (CH1, 2 V/div, 5 ms/div) dihubungkan ke keluarannya.

Langkah kerja

1. Gunakan kisi layar untuk menentukan periode dan nilai puncak ke puncak sinyal.
2. Bandingkan dengan pengukuran otomatis pada baris menu osiloskop (Vpp, Vrms, frekuensi, periode).
3. Ubah voltmeter ke mode DC, lalu kembali ke AC.
4. Atur 100 Hz pada sumber, lalu pilih bentuk gelombang “Kotak”.

Hasil yang diharapkan

Periodenya 4 divisi (20 ms), frekuensinya 50 Hz; nilai puncak ke puncaknya 5 divisi (10 V). Voltmeter dalam mode AC menunjukkan sekitar 3,54 V — amplitudo dibagi \(\sqrt{2}\); dalam mode DC — sekitar 0 (nilai rata-rata gelombang sinus). Pada 100 Hz satu periode menempati 2 divisi. Untuk gelombang kotak dengan amplitudo 5 V, nilai efektifnya 5 V.

Pertanyaan

1. Mengapa voltmeter menunjukkan 3,54 V, bukan 5 V?
2. Berapa periode gelombang 50 Hz yang muat di layar pada 5 ms/div?

Jawaban

1. Dalam mode AC voltmeter menunjukkan nilai efektif: tegangan searah yang akan memanaskan resistor sama besar. Untuk gelombang sinus nilainya \(U_{rms} = U_0 / \sqrt{2}\) = 5 V / 1,414 ≈ 3,54 V; 5 V adalah amplitudo, yang dicapai tegangan hanya di puncak-puncaknya.
2. Lebar layar 10 divisi, sehingga pada 5 ms/div layar menampilkan 10 × 5 = 50 ms. Satu periode gelombang 50 Hz berlangsung \(T = 1 / f\) = 20 ms, sehingga 50 / 20 = 2,5 periode muat di layar.