Tegangan Maksimum (Vm), Tegangan Peak to Peak (Vpp), Tegangan Efektif (Vrms) | Pengertian, Perbedaan & Rumus

Tegangan Vm, Vpp dan Vrms Pada Gelombang Terukur Oleh Osiloskop

Osiloskop adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur sinyal listrik. Sinyal listrik hasil pengukuran tersebut dapat diproyeksikan kedalam bentuk gelombang sehingga terlihat nilai amplitudo dan nilai frekuensinya.

Ketika sumber tegangan AC diukur dengan menggunakan osiloskop maka output tegangan yang terbaca berupa gelombang sinusoidal.

Gelombang sinusoidal yang terukur menunjukan nilai tegangan maksimum (Vm), tegangan peak to peak (Vpp) dan tegangan efektif (Vrms).

Terkadang, saya sendiri masih suka tertukar mengenai masing-masing tegangan tersebut.

Barangkali teman-teman pernah mengalami hal serupa dengan saya, bertanya-tanya yang manakah sebetulnya tegangan Vm, Vpp dan Vrms pada gelombang sinusoidal yang terukur tersebut. Timbul pertanyaan lain dibenak saya :

Apa yang dimaksud tegangan maksimum (Vm) ?
Apa yang dimaksud tegangan peak to peak (Vpp) ?
Apa yang dimaksud tegangan efektif (Vrms) ?
Pengertian tegangan maksimum (Vm), tegangan peak to peak(Vpp) dan tegangan efektif (Vrms) ?
Bagaimana rumus dan cara menghitung tegangan maksimum (Vm), tegangan peak to peak (Vpp) dan tegangan efektif (Vrms) ?
Perbedaan tegangan maksimum (Vm), tegangan peak to peak (Vpp) dan tegangan efektif (Vrms) ?

Untuk itu kita akan bahas ketiga tegangan tersebut dengan menggunakan simulasi sederhana menggunakan simulator elektronika bernama proteus.

Simulasi Tegangan Maksimum, Tegangan Peak to Peak dan Tegangan Efektif

Agar memudahkan dalam memahami ketiga jenis tegangan tersebut kita akan membuat simulasi rangkaian sederhana dengan menggunakan software proteus. Dibutuhkan kemampuan cara membaca skala osiloskop untuk memahami materi ini.

Berikut adalah gambar rancangan pada simulasi elektronik proteus.

Pada rancangan tersebut dibutuhkan beberapa komponen sebagai berikut ini :

1 buah alat ukur tegangan (multimeter)
1 buah power supply
1 buah alat ukur osiloskop

Dari simulasi rangkaian sederhana itu kita akan mengetahui bagaimana bentuk gelombang sinusoidalnya sehingga dapat kita analisa berapa besarnya tegangan maksimum, tegangan peak to peak dan tegangan efektif.

Output gelombang dari percobaan rangkaian diatas akan dijelaskan pada masing-masing pengertian tegangan Vm, Vpp dan Vrms berikut ini.

Memahami Pengertian Vm, Vpp dan Vrms dari Simulasi Sinusoidal menggunakan Osiloskop (Proteus)

1. Pengertian Tegangan Maksimum (Vm)

Tegangan maksimum adalah nilai tegangan puncak (peak) atau tegangan maksimum, baik itu bernilai positif maupun bernilai negatif yang diukur terhadap titik nol sumbu-Y.

Perhatikan gambar tegangan maksimum (Vm) dibawah ini.

Dari gambar gelombang sinusoidal diatas kita dapat mengetahui besarnya nilai tegangan maksimum (Vm) yang diukur dari jarak titik nol pada garis horizontal hingga ke puncak (peak) gelombangnya.

Jika kita menggunakan rumus perhitungan maka untuk menentukan besarnya nilai tegangan maksimum (Vm) adalah :

Vm = √ 2 x Vrms

2. Pengertian Tegangan Peak to Peak (Vpp)

Tegangan peak to peak adalah jumlah tegangan antara puncak positif dan puncak negatif gelombang sinusoida, atau tegangan peak to peak adalah jumlah tegangan antara satu bukit dan satu lembah.

Perhatikan gambar berikut ini menunjukan besarnya tegangan peak to peak (Vpp) !

Jika menggunakan rumus perhitungan maka untuk menentukan besarnya nilai tegangan peak to peak (Vpp) adalah :

Vpp = 2 x Vm

3. Pengertian Tegangan Efektif (Vrms)

Tegangan efektif atau tegangan root mean square (Vrms) adalah tegangan tetap pada sebuah pengukuran. Mengapa dikatakan tegangan tetap.

Didalam gelombang sinusoidal besarnya nilai tegangan akan selalu berubah-rubah secara periodik. Untuk itu diperlukanlah tegangan Vrms ini.

Sederhananya, tegangan efektif (Vrms) ini adalah tegangan yang terukur oleh alat ukur, misalnya multimeter.

Untuk memudahkan dalam memahami tegangan efektif ini, kita lihat perbandingan antara pengukuran menggunakan multimeter dan menggunakan rumus perhitungan terhadap pembacaan gelombang yang terbaca pada osiloskop.

Pertama kita ukur menggunakan alat ukur multimeter terlebih dahulu. Dari gambar diatas terlihat nilai tegangan Vrms yang terukur adalah sebesar :

7.07 Volt

Selanjutnya kita bandingkan hasil tersebut dengan pembacaan gelombang pada osiloskop.

Untuk menghitung nilai tegangan Vrms dari gelombang sinusoida, pertama kita mesti ketahui dulu berapa besarnya nilai teganga maksimum (Vm) dari gelombang tersebut.

Hasil pengukuran menunjukan angka 10 volt untuk tegangan Vm. Berikut gambar pengukurannya :

Kemudian untuk mencari nilai tegangan Vrms-nya kita gunakan rumus perhitungan berikut ini :

Vrms = 0.707 x Vm

Masukan nilai Vm sebesar 10 Volt kepada rumus diatas :

Vrms = 0.707 x 10 Volt = 7.07 Volt

Ternyata, jika kita bandingkan nilai Vrms menggunakan alat ukur multimeter dan menggunakan rumus perhitungan pembacaan gelombang, dapat disimpulkan bahwa hasilnya sama.

Terbukti bahwa nilai Vrms dapat langsung diketahui dengan mengukur menggunakan multimeter.

Pemahaman Rumus Vm, Vpp dan Vrms Pada Osiloskop Analog

Pemahaman rumus Vm, Vpp dan Vrms akan sangat berguna ketika kita mengukur gelombang sinusoidal menggunakan osiloskop berjenis analog.

Berbeda dengan penggunaan osiloskop berjenis digital, biasanya nilai-nilai tegangan yang terukur seperti tegangan maksimum (Vm), tegangan peak to peak (Vpp) dan tegangan efektif (Vrms) sudah dapat ditampilkan secara langsung dalam bentuk angka sehingga kita tidak perlu repot-repot lagi untuk menghitungnya.

Demikian diskusi mengenai tegangan Vm, Vpp dan Vrms. Mudah-mudahan pembahasan menggunakan simulasi ini sudah cukup menjawab dan menambah pemahaman kita terkait Vm, Vpp dan Vrms, semoga bermanfaat.

Jika teman-teman tertarik mengenai simulasi arduino, teman-teman dapat juga membaca artikel mengenai simulasi arduino menggunakan simulator elektronika.