Page 25 - E-MODUL FISIKA RANGKAIAN ARUS AC

“ CONTOH SOAL 3.1 Merancang Filter

Untuk proyek sains, Kita telah membuat radio untuk mendengarkan siaran radio AM pada
frekuensi mendekati 1 MHz. Rangkaian dasarnya adalah antena, yang menghasilkan tegangan
osilasi yang sangat kecil ketika menyerap energi gelombang elektromagnetik, dan penguat.
Sayangnya, siaran radio gelombang pendek tetangga Kita pada 10 MHz mengganggu
penerimaan Kita. Setelah menyelesaikan fisika, Kita memutuskan untuk memecahkan
masalah ini dengan menempatkan filter antara antena dan amplifier. Kita kebetulan memiliki
kapasitor 500 pF. Frekuensi apa yang harus Kita pilih sebagai frekuensi crossover filter?
Berapa nilai resistansi yang Kita perlukan untuk membuat filter ini?

MODEL Kita memerlukan filter lolos rendah untuk memblokir sinyal pada 10 MHz saat
melewatkan sinyal AM frekuensi rendah pada 1 MHz.

VISUALIZE Rangkaian akan terlihat seperti low-pass filter pada Gambar 32.12a. Tegangan
osilasi yang dihasilkan oleh antena akan menjadi ggl, dan akan dikirim ke amplifier.

PEMECAHAN MASALAH Kita mungkin berpikir bahwa frekuensi crossover dekat 5
MHz, sekitar setengah jalan antara 1 MHz dan 10 MHz, akan bekerja paling baik. Tapi 5
MHz adalah faktor 5 lebih tinggi dari 1 MHz sementara hanya faktor 2 kurang dari 10 MHz.
Frekuensi crossover dengan faktor yang sama di atas 1 MHz dan di bawah 10 MHz akan
memberikan hasil terbaik. Dalam praktiknya, memilih = 3 MHz sudah cukup. Kita

kemudian dapat menggunakan Persamaan 32.15 untuk memilih nilai resistor yang tepat:

1 1
= = = 106 Ω ≈ 100 Ω
6
2 (3 × 10 Hz)(500 × 10 −12 F)

ASSESS Pembulatan ke 100 Ω tepat karena frekuensi crossover ditentukan hanya pada satu
angka penting. “Desain ceroboh” seperti itu cukup ketika dua frekuensi yang perlu Kita
bedakan terpisah dengan baik.

INFORMASI SEJENAK : urutan dari yang terbesar hingga terkecil. Crossover frekuensi
( ) ( ) dari keempat rangkaian.

19