Diktat ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saran serta kritik yang membangun akan penulis terima dengan sengan hati.

Transkripsi

1

2 PRAKATA Alhamdulillah puji syukur kepada Allah SWT atas selesainya Diktat ini sesuai waktunya. Diktat ini disusun untuk melengkapi materi praktek Laboratorium Pengukuran dan Rangkaian Listrik yang dapat digunakan oleh mahasiswa Teknik Elektro, khususnya program studi Teknik Otomasi Listrik Industri. Selama ini mahasiswa hanya memperoleh petunjuk praktek (jobsheet) dengan sedikit teori dasar. Pada diktat ini teori dasar yang diberikan jauh lebih banyak dan lebih jelas daripada yang terdapat pada jobsheet sebelumnya. Materi praktek laboratorium pengukuran dan rangkaian listrik ini ada 10, yaitu : multimeter, resistor dan rangkaian tahanan seri, paralel dan kombinasi, hukum Ohm, hukum arus Kirchoff, hukum tegangan Kirchoff, karakteristik resistor, daya pada rangkaian dc, transformasi segitiga bintang, jembatan Wheatstone, dan potensiometer. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada rakan-rekan di Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta, yang telah membantu hingga terwujudnya diktat ini. Diktat ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saran serta kritik yang membangun akan penulis terima dengan sengan hati. Depok, September 2012 Murie Dwiyaniti, ST i

3 DAFTAR ISI PRAKATA DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR 1. MULTIMETER 1.1 TUJUAN 1.2 DASAR TEORI OHMMETER VOLTMETER AMMETER PEMBACAAN MULTIMETER 1.3 DAFTAR PERALATAN YANG DIGUNAKAN 1.4 PROSEDUR PERCOBAAN MULTIMETER SEBAGAI OHM METER MULTIMETER SEBAGAI VOLT METER MULTIMETER SEBAGAI AMPERE METER 1.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 1.6 TABEL 2. RESISTOR DAN RANGKAIAN SERI, PARALEL, KOMBINASI 2.1 TUJUAN 2.2 DASAR TEORI RESISTOR HUBUNGAN RANGKAIAN 2.3 DAFTAR PERALATAN 2.4 PROSEDUR PERCOBAAN 2.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 2.6 TABEL 3. HUKUM OHM 3.1 TUJUAN 3.2 DASAR TEORI i ii v vii ii

4 3.3 DAFTAR PERALATAN 3.4 PROSEDUR PERCOBAAN 3.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 4. HUKUM ARUS KIRCHOFF 4.1 TUJUAN 4.2 DASAR TEORI 4.3 DAFTAR PERALATAN 4.4 PROSEDUR PERCOBAAN 4.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 4.6 TABEL 5. HUKUM TEGANGAN KIRCHOFF 5.1 TUJUAN 5.2 PENDAHULUAN 5.3 DAFTAR PERALATAN 5.4 PROSEDUR PERCOBAAN 5.5 PERTANYAAN 5.6 TABEL 6. KARAKTERISTIK RESISTOR 6.1 TUJUAN 6.2 DASAR TEORI 6.3 DAFTAR PERALATAN 6.4 PROSEDUR PERCOBAAN 6.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 6.6 TABEL 7. DAYA PADA RANGKAIAN DC 7.1 TUJUAN 7.2 DASAR TEORI 7.3 DAFTAR PERALATAN 7.4 PROSEDUR PERCOBAAN 7.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 7.6 TABEL iii

5 8. TRANSFORMASI SEGITIGA BINTANG 8.1 TUJUAN 8.2 DASAR TEORI 8.3 DAFTAR PERALATAN 8.4 PROSEDUR PERCOBAAN 8.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 8.6 TABEL 9. JEMBATAN WHEATSTONE 9.1 TUJUAN 9.2 DASAR TEORI 9.3 DAFTAR PERALATAN 9.4 PROSEDUR PERCOBAAN 9.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 9.6 TABEL 10. POTENSIOMETER 10.1 TUJUAN 10.2 DASAR TEORI 10.3 DAFTAR PERALATAN 10.4 PROSEDUR PERCOBAAN 10.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 10.6 TABEL DAFTAR PUSTAKA iv

6 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Rangkaian pengukuran tahanan Tabel 1.2 Rangkaian pengukuran tahanan seri dan paralel Tabel 1.3 Pengukuran tegangan Tabel 1.4 Pengukuran arus Tabel 2.1 Nilai warna pada cincin resistor Tabel 2.1 Nilai Resistor Tabel 2.2 Nilai tahanan geser dan potensiometer Tabel 2.3 Nilai tahanan dekade Tabel 2.4 Nilai R total pada Gambar rangkaian a,b,c,d,e Tabel 3.1 Data pengukuran arus dan tegangan Tabel 4.1 Data rangkaian seri Tabel 4.3 Data rangkaian paralel Tabel 4.4 Data rangkaian paralel Tabel 4.5 Data rangkaian kombinasi seri-paralel Tabel 4.6 Data rangkaian kombinasi seri-paralel Tabel 5.1 Data pada Gambar 5.4 Tabel 5.2 Data pada Gambar 5.4 dengan R = 100Ω Tabel 5.3 Data pada Gambar 5.5 Tabel 5.4 Data pada Gambar 5.5 (Polaritas V2 dibalik) Tabel 5.5 Data pada Gambar 5.6 Tabel 5.6 Data pada Gambar 5.7 Tabel 6.1 Simbol-simbol resistor Tabel 6.1 NTC Tabel 6.2 PTC Tabel 6.3 LDR Tabel 6.4 VDR Tabel 6.5 Karbon film Tabel 6.6 Air ledeng Tabel 6.7 Wire wound v

7 Tabel 7.1 Rangkaian Gambar 7.1 Tabel 7.2 Rangkaian Gambar 7.2 Tabel 7.3 Rangkaian Gambar 7.3 Tabel 8.1 Rangkaian 1 Tabel 8.2 Rangkaian 2 Tabel 8.3 Rangkaian 3 Tabel 8.4 Rangkaian 4 Tabel 9.1 Rangkaian 1 Tabel 9.2 Rangkaian 2 Tabel 9.3 Rangkaian 3 Tabel 10.1 Potensiometer sebagai pembagi tegangan untuk RL = 47 Ω Tabel 10.2 Potensiometer sebagai pembagi tegangan untuk RL = 100 Ω Tabel 10.3 Potensiometer sebagai rheostat vi

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Multimeter (a) Digital dan (b) Analog Gambar 1.2 Multimeter sebagai Ohmmeter Gambar 1.3 Multimeter sebagai Voltmeter Gambar 1.4 Multimeter sebagai Amperemeter Gambar 1.5 Skala multimeter analog Gambar 1.6 Rangkaian pengukuran tahanan Gambar 1.7 Rangkaian pengukuran tahanan seri Gambar 1.8 Rangkaian pengukuran tahanan paralel Gambar 1.10 Rangkaian pengukuran tegangan dan arus Gambar 2.1 Urutan warna pada cincin resistor Gambar 2.2 Tahanan geser atau rheostat Gambar 2.3 Potensiometer Gambar 2.4 Tahanan decade Gambar 2.2 Rangkaian resistor secara seri Gambar 2.3 Rangkaian resistor secara paralel Gambar 2.3 Rangkaian resistor secara kombinasi seri-paralel Gambar 3.1 Diagram Hukum Ohm Gambar 3.2 Rangkaian Pembagi Tegangan Gambar 4.1 Rangkaian Seri Gambar 4.2 Rangkaian Paralel Gambar 4.3 Rangkaian seri Gambar 4.4 Rangkaian paralel Gambar 4.5 Rangkaian kombinasi seri-paralel Gambar 4.6 Rangkaian kombinasi seri-paralel Gambar 4.7 Rangkaian kombinasi seri-paralel Gambar 5.1 Rangkaian Seri Gambar 5.2 Rangkaian Paralel Gambar 5.3 Rangkaian Seri dengan dua sumber tegangan Gambar 5.4 Rangkaian satu loop dengan satu sumber tegangan Gambar 5.5 Rangkaian satu loop dengan dua sumber tegangan vii

9 Gambar 5.6 Rangkaian dua loop Gambar 5.7 Rangkaian tiga loop Gambar 6.1 Karakteristik NTC Gambar 6.2 Termistor (Thermally sensitive resistor) Gambar 6.3 CDS photocell Gambar 6.4 Resistor jenis Carbon Composite Gambar 6.5 Resistor jenis Carbon Film Gambar 6.6 Resistor jenis wire wound Gambar 6.7 Rangkaian praktek NTC Gambar 6.8 Rangkaian praktek PTC Gambar 6.9 Rangkaian praktek LDR Gambar 6.10 Rangkaian praktek VDR Gambar 6.11 Rangkaian praktek resistor karbon film Gambar 6.12 Rangkaian praktek air ledeng Gambar 6.13 Rangkaian praktek resistor wire wound Gambar 7.1 Rangkaian praktek 1 Gambar 7.2 Rangkaian praktek 2 Gambar 7.3 Rangkaian praktek 3 Gambar 8.1 (a) Bentuk bintang ; (b) Bentuk segitiga Gambar 8.2 Rangkaian 1 Gambar 8.3 Rangkaian 2 Gambar 8.4 Rangkaian 3 Gambar 8.5 Rangkaian 4 Gambar 9.1 Rangkaian Jembatan Wheastone Gambar 9.2 Rangkaian 1 Gambar 9.3 Rangkaian 2 Gambar 9.4 Rangkaian 3 Gambar 10.1 Rangkaian potensiometer sebagai pembagi tegangan Gambar 10.2 Rangkaian Potensiometer sebagai rheostat viii

10 1. MULTIMETER 1.1 TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : Mempelajari fungsi dan sifat multimeter Mempelajari penggunaan multimeter dan keterbatasan kemampuan Mengunakan multimeter sebagai pengukuran tegangan (Voltmeter), sebagai pengukur arus (Amperemeter), sebagai pengukur resistansi (Ohmmeter) 1.2 DASAR TEORI Multimeter adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk mengukur beberapa besaran listrik. Pada dasarnya alat ini merupakan gabungan dari alat ukur tegangan searah, arus searah (DC), resistansi, tegangan bolak-balik dan arus bolak-balik (AC). Sebelum menggunakan alat ukur, perlu mempelajari hal-hal sebagai berikut: Cara membaca skala alat ukur Cara melakukan zero adjustment (membuat jarum pada kedudukan nol) Cara memilih batas ukur Cara memilih terminal, yaitu mempergunakan polaritas (tanda + dan -) pada pengukuran tegangan dan arus searah. Dalam memilih batas ukur tegangan atau arus perlu diperhatikan faktor keamanan dan ketelitian. Mulailah dari skala yang cukup besar untuk keamanan alat, kemudian turunkanlah batas ukur sedikit demi sedikit. Ketelitian akan paling baik bila jarum menunjuk pada daerah dekat dengan skala maksimum. Pada pengukuran tegangan searah maupun bolak-balik, perlu diperhatikan sensitivitas meter yang dinyatakan dalam ohm per volt. Sensitivitas meter sebagai pengukur tegangan bolak-balik lebih rendah daripada sensitivitas sebagai pengukur tegangan searah. Resistensi dalam voltmeter (dalam ohm)=batas ukur x sensitivitas MD

11 Pada pengukuran tegangan bolak-balik perlu diperhatikan pula spesifikasi daerah frekuensi (frequency converege/range). Perlu diketahui bahwa multimeter mempunyai kemampuan yang terbatas, dan bahwa harga efektif (rms = root mean square) tegangan bolak-balik umumnya dikalibrasi (ditera) dengan gelombang sinusoida murni bila kita ingin mengukur tegangan tegangan bolakbalik yang mengandung tegangan searah, misalnya pada anoda suatu penguat tabung trioda atau pada kolektor suatu penguat transistor, maka terminal kita hubungkan seri dengan sebuah kapasitor dengan kapasitas 0,1 mikrofarad. Kapasitor ini akan mencegah mengalirnya arus searah, tetapi tetap dapat mengalirkan arus bolak-balik. Pada multimeter tertentu, kadang-kadang kapasitor ini telah terpasang didalamnya. (a) (b) Gambar 1.1 Multimeter (a) Digital dan (b) Analog Pemasangan multimeter harus disesuaikan dengan fungsinya, yaitu sebagai ohmmeter, voltmeter, dan amperemeter OHMMETER Ohmmeter dipasang PARALEL dengan tahanan yang akan diukur (Rx) dan Rx harus tidak bertegangan. Pada awal pemakaian, Rx harus dihubungkan terlebih dahulu dengan terminal Ohmmeter, barulah alat ukur diposisikan pada batas ukurnya. Lakukanlah set nol setiap mengganti skala pengali. Ohmmeter ada dua macam, yaitu : MD

12 a. Tipe Seri Tipe ini memiliki skala yang khas dan berbeda dengan skala lainnya, yaitu skala nol (0 Ω) di sebelah kanan dan skala tak berhingga (~) di sebelah kiri. Selain itu juga memiliki skala pengali (10x, 100x, 1kx), sehingga tipe ini cocok untuk mengukur nilai resistansi yang besar (dalam kω ). Perlu diingat pada awal pemakaian harus dilakukan set nol (menempatkan jarum penunjuk tepat pada posisi nol), yaitu dengan menghubungsingkatkan kedua terminal Ohmmeter. Demikian juga bila skala pengali yang digunakan dirubah (misalnya 10x menjadi 100x), perlu dilakukan set nol ulang. b. Tipe Paralel Tipe ini memiliki skala sama dengan alat ukur yang lain, yaitu skala nol (0Ω) di sebelah kiri dan tipe ini cocok untuk mengukur nilai tahanan yang kecil (0-500Ω). Gambar 1.2 Multimeter sebagai Ohmmeter VOLTMETER Voltmeter dipasang PARALEL terhadap rangkaian atau komponen yang akan diukur tegangannya. Langkah-langkah yang harus diperhatikan dalam menggunakan Voltmeter adalah: MD

13 Periksa polaritas yang benar, Untuk pengukuran tegangan DC perlu diperhatikan polaritas (+ dan -) alat ukur. Jika polaritas tegangan yang akan diukur tidak sama dengan polaritas alat ukur, akan menyebabkan jarum bergerak ke kiri. Hal ini dapat mengakibatkan kerusakan jarum pada alat ukur. Bila menggunakan Voltmeter dengan batas ukur ganda, gunakan selalu batas ukur yang tertinggi dan kemudian turunkan sampai diperoleh pembacaan yang baik. Gambar 1.3 Multimeter sebagai Voltmeter AMMETER Biasanya skala Ammeter sama dengan skala Voltmeter, dan batas ukur yang tersedia juga bermacam-macam seperti halnya Voltmeter. Langkah-langkah yang harus diperhatikan dalam menggunakan Amperemeter adalah: Jangan sekali-kali menghubungkan amperemeter ke sumber tegangan karena tahanan dalam amperemeter kecil sekali sehingga arus yang mengalir sangat besar, hal ini mengakibatkan fuse pada amperemeter putus. Pemasangan amperemeter adalah SERI dengan beban. Periksa polaritas yang tepat. Polaritas terbalik akan menyebabkan penyimpangan jarum yang berlawanan yang dapat merusak jarum penunjuk. MD

14 Hitunglah terlebih dahulu besar arus yang akan diukur, sehingga kita dapat mengetahui batas ukur yang akan dipakai. Hal ini dilakukan untuk menghindari kesalahan penggunaan batas ukur, jika salah menggunakan batas ukur (batas ukur lebih kecil dari arus yang terukur) mengakibatkan kerusakan amperemeter (fuse putus). Gambar 1.4 Multimeter sebagai Amperemeter Beberapa catatan tentang Penggunaan Multimeter Dalam keadaan tidak dipakai, selector sebaiknya pada kedudukan AC volt pada harga skala cukup besar (misalnya 250 volt). Hal ini dimaksudkan untuk menghindari kesalahan pakai yang membahayakan multimeter. Sebelum mulai mengukur suatu besaran listrik perhatikanlah lebih dahulu besaran apakah yang hendak diukur dan kira-kira berapakah besarannya, kemudian pilihlah kedudukan selector dan skala manakah yang akan dipergunakan. Perhatikan pula polaritas (tanda + dan -) bila perlu. Pada waktu mulai melakukan pengukuran arus dan tegangan, bila tidak dapat dipastikan besarnya arus/ tegangan tersebut, maka mulailah dari batas ukur yang paling besar. Setelah itu selector dapat dipindahkan ke batas ukur yang lebih rendah untuk memperoleh ketelitian yang lebih baik. MD

15 Pada pengukuran tegangan dan arus, pembacaan meter akan paling teliti bila penunjukan jarum terletak di daerah dekat skala penuh, sedangkan pada pengukuran resistansi bila penunjukan jarum terletak di daerah pertengahan skala. Harus diperhatikan: pengukuran resistansi hanya boleh dilakukan pada komponen atau rangkaian tidak mengandung sumber tegangan PEMBACAAN MULTIMETER Gambar 1.5 Skala multimeter analog Langkah pertama yang harus dilakukan dalam pembacaan adalah mengecek pada batas ukur berapa kedudukan selector switch, setelah itu lihat skala pembacaan mana yang harus digunakan sesuai dengan batas ukurnya. Sebagai contoh, marilah kita melakukan pembacaan pada Gambar 1.5. Pengukuran tegangan DC Misalkan, Posisi selector switch berada pada batas ukur (range) 1 V, maka skala pembacaan yang digunakan adalah skala 0-10 V DC. Jadi tegangan DC pada Gambar 5 = 1 10 x 4,4 = 0, 44Volt MD

16 Misalkan, Posisi selector switch berada pada batas ukur (range) 50 V, maka skala pembacaan yang digunakan adalah skala 0-50 V DC. Jadi tegangan DC pada Gambar 5 = Pengukuran arus searah 50 x 22= 22Volt 50 Misalkan, Posisi selector switch berada pada batas ukur (range) 10 ma, maka skala pembacaan yang digunakan adalah skala 0-10 A DC. Jadi 10 Arus DC pada Gambar 5 = x 4,4 = 4, 4 ma 10 Misalkan, Posisi selector switch berada pada batas ukur (range) 0,5 A, maka skala pembacaan yang digunakan adalah skala 0-50 A DC. Jadi Arus DC pada Gambar 5 = Pengukuran tahanan 0,5 x 22 = 0, 22 A 50 Untuk mengukur tahanan gunakan skala 0 - ~, posisi penunjukan angka nol (0) berada di kanan. Misalkan, Posisi selector switch berada pada pengali 10x Ω. Tahanan pada Gambar 5 = 10 x 28= 280Ω Misalkan, Posisi selector switch berada pada pengali 1K x Ω. Tahanan pada Gambar 5 = 1 K x28= 28K Ω 1.3 DAFTAR PERALATAN YANG DIGUNAKAN Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah : Power supply DC 0-40 V Multimeter merk Sanwa dan Metrix Resistor, 47Ω, 100Ω, 470Ω, 1kΩ, 10kΩ Protoboard Kabel penghubung MD

17 1.4 PROSEDUR PERCOBAAN MULTIMETER SEBAGAI OHM METER Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: 1. Buat rangkaian seperti Gambar Ukurlah dengan Ohmmeter Resistor, 47Ω, 100Ω, 470Ω,1kΩ, 10kΩ Gambar 1.6 Rangkaian pengukuran tahanan 3. Catat data hasil pengukuran pada Tabel 1.1 Pastikan bahwa range (batas ukur) berada pada range pengukuran tahanan, dan lakukan set nol setiap mengganti skala pengali. 4. Buatlah rangkaian seperti Gambar 1.7. Gambar 1.7 Rangkaian pengukuran tahanan seri 5. Ukurlah dengan ohmmeter nilai tahanan total pada rangkaian seri dan catat hasilnya pada Tabel Buatlah rangkaian seperti Gambar 1.8. Gambar 1.8 Rangkaian pengukuran tahanan paralel MD

18 7. Ukurlah dengan ohmmeter nilai tahanan total pada rangkaian paralel dan catat hasilnya pada Tabel MULTIMETER SEBAGAI VOLT METER Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: 1. Buat rangkaian seperti Gambar 1.9. Gambar 1.9 Rangkaian pengukuran tegangan 2. Ukur besar tegangan pada Power Supply DC Vs mulai dari 2 sampai 15 V. 3. Pergunakanlah batas ukur yang terbesar dahulu, lalu turunkanlah batas ukurnya. Catat hasilnya pada Tabel MULTIMETER SEBAGAI AMPERE METER 1. Buat rangkaian seperti Gambar 1.10 dengan R = 47kΩ 2. Atur tegangan sumber 2V, 4V, 6V, 8V. Ukur tegangan dan arus yang mengalir pada rangkaian, hasil pengukuran masukkan pada Tabel 1.4. Pastikan selector switch berada pada posisi tegangan dan arus pada pengukuran DC. Dan pergunakanlah batas ukur yang terbesar dahulu. Gambar 1.10 Rangkaian pengukuran tegangan dan arus 3. Seperti prosedur diatas (1) ganti nilai tahanan dengan 100Ω, 470Ω, 1kΩ. MD

19 1.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Tentukanlah hasil pembacaan pada gambar dibawah ini! Arus Tegangan Batas Ukur Hasil Bacaan Batas Ukur Hasil Bacaan 1 A 100 V 5 A 500 V 10 A 1 KV Pengukuran Resistansi 10 x Ω MD

20 2. Tentukanlah hasil pembacaan pada gambar dibawah ini! Arus Tegangan Batas Ukur Hasil Bacaan Batas Ukur Hasil Bacaan 50 ma 1 V 100 ma 0,5 K V 500 ma 10 KV Pengukuran Resistansi 100 x Ω MD

21 3. Tentukanlah hasil pembacaan pada gambar dibawah ini! Arus Tegangan Batas Ukur Hasil Bacaan Batas Ukur Hasil Bacaan 1 ma 5 V 5 ma 0,05 K V 0,01 A 0,1 KV Pengukuran Resistansi 1 x Ω 4. Jelaskanlah bagaimana cara penggunaan multimeter untuk mengukur tegangan, arus dan tahanan! 5. Bandingkanlah data hasil pengukuran pada Tabel 1 dengan nilai yang tertera pada resistor. Apakah ada perbedaan antara hasil pengukuran dengan nilai yang tertera pada resistor? Jika ada, Mengapa hal ini terjadi, jelaskan! MD

22 6. Bandingkanlah data hasil pengukuran pada Tabel 2 dengan hasil perhitungan. Mengapa terjadi perbedaan antara hasil pengukuran dengan hasil perhitungan? 7. Berdasarkan data yang anda dapat, Menurut pendapat anda, apakah alat ukur yang anda gunakan dalam praktek masih baik? Jelaskan! 8. Berdasarkan data, Menurut pendapat anda, apakah komponen-komponen yang anda gunakan dalam praktek masih dalam batas toleransi yang diperbolehkan? Jelaskan! 9. Langkah-langkah apa saja yang harus dilakukan agar hasil pengukuran anda valid! 1.6 TABEL Tabel 1.1 Rangkaian pengukuran tahanan Resistor (Ω) k 4k7 10k 100k 220k Batas Ukur Hasil Pengukuran MD

23 Tabel 1.2 Rangkaian pengukuran tahanan seri dan paralel Resistor (Ω) Batas Ukur Hasil R1 R2 R3 Rangkaian Pengukuran Perhitungan k 47k Seri 10k 100k 220k k 47k Paralel 10k 100k 220k Tabel 1.3 Pengukuran tegangan Vs (V) Batas Ukur 1,5 V 5 V 15 V 50 V 150 V MD

24 Tabel 1.4 Pengukuran arus Vs (V) R (Ω) Hasil Pengukuran Tegangan Arus (V) (A) Hasil Perhitungan Arus (A) 4, k 4, k 4, k 4, k MD

25 2. RESISTOR DAN RANGKAIAN SERI, PARALEL, KOMBINASI 2.1 TUJUAN Setelah selesai melakukan percobaan diharapkan, praktikan dapat : Mengenali bentuk dan jenis resistor. Mengetahui dan memahami cara pengukuran bermacam-macam resistor (tahanan karbon, tahanan geser, potensiometer dan tahanan dekade) Menghitung nilai resistansi resistor melalui urutan cincin warnanya. Merangkai resistor secara seri, paralel, dan kombinasi. Menghitung nilai tahanan total pada hubungan seri, paralel, dan kombinasi. Mengukur nilai tahanan total pada hubungan seri, paralel, dan kombinasi menggunakan ohmmeter. 2.2 DASAR TEORI RESISTOR Resistor atau yang biasa disebut (bahasa Belanda) werstand, tahanan atau penghambat, adalah suatu komponen elektronik yang memberikan hambatan terhadap perpindahan elektron (muatan negatif). Resistor disingkat dengan huruf "R" (huruf R besar). Satuan resistor adalah Ohm yang dilambangkan dengan simbol Ω (Omega), ditemukan oleh George Ohm ( ), seorang ahli fisika bangsa Jerman. Kemampuan resistor untuk menghambat disebut juga resistensi atau hambatan listrik. Jadi resistor digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Jenis resistor (tahanan) antara lain tahanan karbon, tahanan geser, decade resistor dan potensiometer TAHANAN KARBON Resistor ini terbuat dari bahan karbon, bentuk resistor yang umum adalah seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk cincin kode warna untuk mengetahui besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar MD

26 manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association) seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2.1. Gambar 2.1 Urutan warna pada cincin resistor Tabel 2.1 Nilai warna pada cincin resistor Warna Cincin Cincin I Angka ke-1 Cincin II Angka ke 2 Cincin III Angka ke-3 Cincin IV pengali 0 Hitam X10 Cincin V Toleransi 1 Coklat X10 ± 1 % 2 Merah X10 ± 2 % 3 Jingga X10 4 Kuning X10 5 Hijau X10 6 Biru X10 7 Ungu X10 8 Abu-abu X10 9 Putih X10-1 Emas X10 ± 5 % -2 Perak X10 ± 10 % Tanpa warna ± 20 % Besarnya ukuran resistor sangat tergantung watt atau daya maksimum yang mampu ditahan oleh resistor. Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8, 1/4, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor yang memiliki daya maksimum 5, 10 dan 20 watt MD

27 umumnya berbentuk balok berwarna putih dan nilai resistansinya dicetak langsung dibadannya, misalnya 1K_5W. Contoh : 1. Urutan cincin warna (resistor 4 cincin warna): merah Ungu biru emas merah ungu biru emas hasilnya X10 ± 5 % 27MΩ ± 5 % 2. Urutan cincin warna (resistor 5 cincin warna): coklat merah hitam jingga coklat coklat merah hitam jingga coklat hasilnya X10 ± 1 % 120kΩ ± 1 % Selain dinyatakan dengan kode warna ada pula resistor yang nilainya dinyatakan dengan angka dan toleransi dinyatakan dengan huruf. Resistor jenis ini terbuat dari kawat yang ditutup dengan porselin / keramik. Toleransi disandikan / dikodekan dengan huruf seperti di bawah ini : F = ± 1 % G = ± 2 % J = ± 5 % K = ± 10 % M = ± 20 % Maksud dari gambar ini adalah : Resistor memiliki hambatan : 22 Ω Toleransi : 5 % Kemampuan daya : 5 watt MD

28 TAHANAN GESER Gambar 2.2 Tahanan geser atau rheostat Terdiri dari tiga terminal, yaitu terminal A, B dan C. Nilai tahanan geser dapat diubah-ubah dengan menggeser kontak geser D. Terminal A dan B digunakan untuk mengukur nilai tahanan dari minimum ke maksimum POTENSIOMETER Nilai tahanan dari suatu potensiometer dapat diubah dengan cara memutar saklar pemilih D dari kiri ke kanan. Tahanan ini memiliki tiga terminal yaitu terminal A dan C sebagai terminal maksimum dan minimum tahanan, dan terminal B sebagai terminal pengatur variabel tahanan. Gambar 2.3 Potensiometer TAHANAN DEKADE Nilai tahanan dekade dapat diatur dengan memutar sakelar pemilih ke posisi x1, x10, x100 dan x 1000 sesuai dengan kebutuhan. Tahanan ini memiliki tiga terminal dimana tempat pengukuran adalah terminal A dan terminal B. MD

29 Gambar 2.4 Tahanan decade HUBUNGAN RANGKAIAN Dalam suatu rangkaian, biasanya terdapat sebuah tahanan atau lebih, yang dapat dirangkaikan dalam beberapa cara antara lain : 1. Tahanan yang dihubung seri 2. Tahanan yang dihubung paralel 3. Tahanan yang dihubung kombinasi HUBUNGAN SERI Rangkaian disebut hubungan seri karena tahanannya dihubungkan secara berderet. Gambar 2.2 Rangkaian resistor secara seri Rangkaian resistor secara seri akan mengakibatkan nilai resistansi total semakin besar. Pada rangkaian resistor seri berlaku rumus: R total = R 1 + R 2 + R 3 MD

30 HUBUNGAN PARALEL Rangkaian paralel yaitu semua tahanan dihubungkan berjajar. Rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti semakin kecil. Gambar 2.3 Rangkaian resistor secara paralel Pada rangkaian paralel berlaku rumus sebagai berikut: R = + Pengganti R R + R HUBUNGAN SERI - PARALEL Rangkaian Seri - Paralel adalah gabungan dari hubungan seri dan paralel. Gambar 2.3 Rangkaian resistor secara kombinasi seri-paralel Berdasarkan rumus seri dan paralel maka, R2. R R + R 3 R Pengganti = R 1 MD

31 2.3 DAFTAR PERALATAN Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah : Multimeter Resistor 10 Ω, 47 Ω, 220 Ω, 470 Ω, 1k Ω, 10k Ω Tahanan geser (rheostat) potensiometer Tahanan dekade Protoboard Kabel Penghubung 2.4 PROSEDUR PERCOBAAN Langkah-langkah percobaan yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan. 2. Tentukan nilai tahanan karbon yang tersedia berdasarkan kode warnanya dan masukkan kedalam Tabel Ukurlah tahanan karbon tersebut menggunakan multimeter, lalu masukkan hasil pengukuran kedalam Tabel Ukurlah nilai tahanan geser (rheostat) dan potensiometer untuk posisi saklar yang diberikan pada Tabel Ukurlah nilai tahanan dekade untuk posisi sakelar pemilihan yang diberikan pada Tabel Hitunglah dan ukurlah menggunakan multimeter tahanan total pada Gambar a,b,c,d,e. Masukkan hasilnya pada Tabel 2.4. (a) (b) MD

32 (c) (d) (e) Ket: R1= 10 Ω, R2= 47 Ω, R3=220 Ω, R4=470 Ω, R5=1k Ω, R6= 10k Ω 2.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Hitung beberapa nilai resistansi resistor 4 cincin dibawah ini. a. Coklat Hitam Coklat - Emas b. Biru - Abu-abu Hijau - Emas c. Jingga Jingga Merah - Perak d. Jingga Putih Coklat - Perak 2. Hitung beberapa nilai resistansi resistor 5 cincin dibawah ini. a. Coklat - Abu-abu Hitam Hitam - Coklat b. Kuning Ungu Hitam Merah - Coklat c. Merah Merah Hitam Merah - Merah MD

33 d. Jingga Biru Hitam Jingga - Merah 3. Sebutkan warna-warna urutan cincin resistor dengan nilai resistansi a. 82 K _ ± 1 % b. 100 K _ ± 5 % c. 330 _ ± 10 % d. 120 _ ± 1 % (5 cincin) e. 27 K _ ± 1 % (5 cincin) 4. Apa maksud tulisan pada resistor ini : a. 5W2R J b. 5W27R K c. 5W3KR F 5. Sebutkan beberapa perbedaan pada dua buah resistor yang dirangkai seri dengan resistor yang dirangkai paralel. 6. Bandingkan hasil pembacaan tahanan berdasarkan kode warna dengan hasil pengukuran. Apakah terdapat perbedaan? Jika ya, mengapa terjadi perbedaan, jelaskan! 2.6 TABEL Tabel 2.1 Nilai Resistor No Warna Nilai Tahanan Hasil Pengukuran 1 Coklat-Hitam-Orange-Emas 2 Coklat-Hitam-Hitam-Emas 3 Coklat-Hitam-Merah-Emas 4 Merah-Merah-Coklat-Emas 5 Kuning-Ungu-Hitam-Emas 6 5W1kΩJ 7 5W2.2kΩJ 8 5W3.3kΩJ MD

34 Tabel 2.2 Nilai tahanan geser dan potensiometer No Posisi Sakelar Tahanan geser Potensiometer 1 Minimum 2 Setengah 3 Maksimum Tabel 2.3 Nilai tahanan dekade No Posisi Sakelar X1000 X100 X10 X Hasil Pengukuran Tabel 2.4 Nilai R total pada Gambar rangkaian a,b,c,d,e No Gambar Hasil perhitungan Hasil pengukuran 1 Gambar a 2 Gambar b 3 Gambar c 4 Gambar d 5 Gambar e MD

35 MD

36 3. HUKUM OHM 3.1 TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : Mengukur dan menghitung nilai resistor Menghitung arus dan tegangan dengan menggunakan hukum Ohm Menggambarkan karakteristik hubungan antara tegangan, arus dan resistor. Menghitung tegangan dengan rangkaian pembagi tegangan 3.2 DASAR TEORI Arus listrik terjadi karena adanya aliran elektron bebas yang bergerak terus-menerus melalui penghantar dari sebuah rangkaian. Besarnya arus listrik diukur dengan satuan banyaknya elektron per detik, namun demikian ini bukan satuan yang praktis karena harganya terlalu kecil. Satuan yang dipakai adalah ampere, dimana i = dq/dt 1 ampere = 1coulomb/det Biasanya arus diberi tanda dengan huruf I satuannya Amper. Gaya yang menyebabkan elektron mengalir dalam sebuah rangkaian disebut tegangan (voltage). Biasanya tegangan diberi tanda dengan huruf V satuannya volt. Tegangan pada prinsipnya adalah mengukur energi potensial antara dua buah titik. Yang menentukan seberapa besar arus yang mengalir adalah besarnya beda potensial, semakin besar beda potensial akan semakin besar pula arus yang mengalir. Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω), ( biasanya di beri tanda dengan huruf R. MD

37 Hubungan antara arus (I), tegangan (V) dan resistor (R) pada rangkaian listrik dinyatakan dalam Hukum Ohm, dimana besar tegangan yang mengalir pada sebuah hambatan (tahanan murni) akan sebanding dengan besar arus yang mengalir dikalikan dengan nilai tahanan yang dialiri arus tersebut. Gambar 3.1 Diagram Hukum Ohm Di mana : V = Tegangan pada tahanan (Volt) I = Arus yang mengalir pada tahanan (Ampere) R = Besar nilai resistor (Ohm) P = Daya dengan satuan Watt Dalam pemakaian resistor perlu diperhitungkan besar tegangan maksimum resistor, agar tegangan yang diberikan tidak melebihi dari daya resistor tersebut. Misalnya, sebuah resistor 10 Ω mempunyai daya 5 Watt, berapakah tegangan maksimum yang diijinkan? MD

38 Jawab : V max = P x R = 5 x10 = 7,07 V Jadi tegangan dapat diatur dari 0 V sampai 7 V. Pembagi Tegangan Hubungan seri dapat dinamakan sebagai Pembagi Tegangan. Pembagi tegangan dapat dipergunakan bila tegangan yang akan dipergunakan lebih kecil dari sumber. Biasanya pembagi tegangan terdiri dari dua resistor. Gambar 3.2 Rangkaian Pembagi Tegangan Tegangan keluaran dari pembagi tegangan : E V = I R =.R 2 R + R DAFTAR PERALATAN Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah : Power supply DC 0-40 V Multimeter Resistor, 10Ω, 47Ω, 100Ω, 150Ω, 470 Ω Protoboard Kabel penghubung MD

39 3.4 PROSEDUR PERCOBAAN Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : 1. Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah ini dengan R = 10 Ω A + - Vs R V 2. Nyalakan catu daya DC, aturlah tegangan dari 2 volt sampai tegangan maksimum pada resistor (hitung dahulu tegangan maksimum dari resistor yang akan dipakai). 3. Catat hasil pengukuran pada Tabel Ulangi prosedur 1 dan 2 dengan mengganti nilai tahanan seperti pada daftar peralatan. 5. Rencanakanlah rangkaian Pembagi tegangan, dibutuhkan tegangan keluaran sebesar 10 Volt bila tegangan sumber 24 Volt. 3.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Bagaimana hubungan antara V dan I pada rangkaian yang telah diberikan? Jelaskan dengan grafik! 2. Bagaimana pula hubungan I dan R bila tegangan yang diberikan konstan? Jelaskan dengan grafik! 3. Bandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan! 4. Jelaskan kejelekan dari sumber tegangan yang diambil dari pembagi tegangan! MD

40 Tabel 3.1 Data pengukuran arus dan tegangan Vs (Volt) R= 10 Ω R= 47 Ω R= 100 Ω R= 150 Ω R= 470 Ω I VR I VR I VR (ma) (V) (ma) (V) (ma) (V) I VR I VR (ma) (V) (ma) (V) MD

41 4. HUKUM ARUS KIRCHOFF 4.1 TUJUAN Selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : Membuktikan hukum kirchoff I tentang arus Menyelesaikan masalah dengan mempergunakan hukum kirchoff I. Menguasai cara mengukur arus total dan arus cabang dalam suatu rangkaian listrik. 4.2 DASAR TEORI Di pertengahan abad 19 Gustav Robert Kirchoff ( ) menemukan cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian bercabang yang kemudian di kenal dengan Hukum Kirchoff. Hukum Kirchoff secara keseluruhan ada 2, hukum kirchoff 1 dan 2. Hukum kirchoff 1 berbunyi Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan. Secara matematis dinyatakan : Bila digambarkan dalam bentuk rangkaian bercabang maka akan diperoleh sebagai berikut : Contoh penerapan hukum kirchoff pada rangkaian seri MD

42 Gambar 4.1 Rangkaian Seri Pada rangkaian seri, arus yang mengalir pada masing-masing beban sama besarnya dengan arus pada rangkaian. Dimana : I = I R1 = I R2 = I V I = R SUMBER TOTAL R3 Contoh penerapan hukum kirchoff pada rangkaian paralel Gambar 4.2 Rangkaian Paralel MD

43 Hukum Kirchhoff pada rangkaian paralel: arus yang mengalir menuju suatu titik berbanding lurus dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut. Dimana: V I TOTAL TOTAL ( I + I + I ) 0 R1 R2 R3 = I = I + I + I R1 R2 R3 SUMBER I Rn = ; I Rn arus yang mengalir pada beban Rn Rn Sehingga: I R 1 = V SUMBER R 1 2 ; I R1 arus yang mengalir pada beban R 1 VSUMBER I R 2 = ; I R2 arus yang mengalir pada beban R 2 R VSUMBER I R 3 = ; I R3 arus yang mengalir pada beban R 3 R DAFTAR PERALATAN Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah : Power Supply DC Multimeter Resistor 100 Ω, 680 Ω, 820 Ω, 1K Ω, 1K2 Ω, 1K8 Ω, 2K2 Ω Kabel Penghubung. 4.4 PROSEDUR PERCOBAAN Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.3! MD

44 Gambar 4.3 Rangkaian seri 2. Nyalakan catu daya DC, aturlah tegangan dari 0-10 volt. Ukur dan baca penunjukan alat ukur, catat datanya pada Tabel Ulangi langkah 2 dengan mengganti tahanan masing-masing 1KΩ. Catat datanya pada Tabel Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.4! Gambar 4.4 Rangkaian paralel 4 Nyalakan catu daya DC, aturlah tegangan dari 0-12 volt. Ukur dan baca penunjukan alat ukur, catat datanya pada Tabel 4.3. Perhatikan cara mengukur parameter dengan menggunakan satu multimeter sebagai berikut: MD

45 Titik-titik pengukuran arus harus di hubung singkat pada saat multimeter digunakan untuk mengukur titik yang lain. 5 Ulangi langkah 5 dengan mengganti tahanan masing-masing 100Ω. Ukur dan baca penunjukan alat ukur, catat datanya pada Tabel Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.5. Gambar 4.5 Rangkaian kombinasi seri-paralel 7 Nyalakan catu daya DC, aturlah tegangan dari 0-12 volt. Ukur dan baca penunjukan alat ukur, catat datanya pada Tabel 4.5. Perhatikan cara mengukur parameter dengan menggunakan satu multimeter sebagai berikut: Titik-titik pengukuran arus harus di hubung singkat pada saat multimeter digunakan untuk mengukur titik yang lain. 8 Buatlah rangkaian seperti Gambar 4.6. MD

46 Gambar 4.6 Rangkaian kombinasi seri-paralel 9 Nyalakan catu daya DC, aturlah tegangan dari 0-12 volt. Ukur dan baca penunjukan alat ukur, catat datanya pada Tabel 4.6. Perhatikan cara mengukur parameter dengan menggunakan satu multimeter sebagai berikut: Titik-titik pengukuran arus harus di hubung singkat pada saat multimeter digunakan untuk mengukur titik yang lain. 4.5 TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Jelaskan tentang hukum hukum kirchhoff arus! 2. Hitunglah besar arus total dalam masing-masing rangkaian! 3. Hitunglah besar arus yang mengalir pada It, I1, I2, I3, I4, I5, I6 pada Gambar 4.7! Dimana nilai Vs=20V, R1= 100 Ω, R2= 50 Ω, R3=100 Ω, R4=50 Ω R5=20 Ω, dan R6=100 Ω MD

47 Gambar 4.7 Rangkaian kombinasi seri-paralel 4.6 TABEL Tabel 4.1 Data rangkaian seri Tabel 4.2 Data rangkaian seri E1 (Volt) I (ma) E1 (Volt) I (ma) Tabel 4.3 Data rangkaian paralel E1 (Volt) I (ma) I1 (ma) I2 (ma) I3 (ma) MD

48 Tabel 4.4 Data rangkaian paralel E1 (Volt) I (ma) I1 (ma) I2 (ma) I3 (ma) Tabel 4.5 Data rangkaian kombinasi seri-paralel E1 (Volt) I (ma) I1 (ma) I2 (ma) Tabel 4.6 Data rangkaian kombinasi seri-paralel E1 (Volt) I (ma) I1 (ma) I2 (ma) I3 (ma) I4 (ma) MD

49 MD

50 5. HUKUM TEGANGAN KIRCHOFF 5.1 TUJUAN Selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : Membuktikan hukum kirchoff II tentang tegangan Menyelesaikan masalah dengan mempergunakan hukum kirchoff II. Menguasai cara mengukur arus dan tegangan dalam rangkaian listrik satu loop, dua loop, dan tiga loop. 5.2 PENDAHULUAN Hukum Kirchoff 2 dipakai untuk menentukan kuat arus yang mengalir pada rangkaian bercabang dalam keadaan tertutup (saklar dalam keadaan tertutup). Perhatikan gambar di bawah ini! Hukum Kirchoff 2 berbunyi : Dalam rangkaian tertutup, Jumlah aljabbar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol. Maksud dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol adalah tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut, atau dalam arti semua energi listrik bisa digunakan atau diserap. Contoh penerapan hukum kirchoff pada rangkaian seri MD

51 Gambar 5.1 Rangkaian Seri V SUMBER SUMBER ( V + V + V ) 0 R1 R2 R3 = V = V + V + V Dimana : Rn R n R1 R2 R3 V = I x ; V Rn = tegangan jatuh pada beban R Sehingga V R = I x 1 R 1 V R = I x 2 R 2 V R = I x 3 R 3 ; V R1 = tegangan jatuh pada beban R 1. ; V R2 = tegangan jatuh pada beban R 2. ; V R3 = tegangan jatuh pada beban R 3. Contoh penerapan hukum kirchoff pada rangkaian paralel n Gambar 5.2 Rangkaian Paralel MD

52 Pada rangkaian paralel, tegangan yang jatuh pada masing-masing beban sama dengan tegangan sumber. V = V R1 = V R2 = V R3 Contoh penerapan hukum kirchoff pada rangkaian seri dengan dua sumber tegangan. Gambar 5.3 Rangkaian Seri dengan dua sumber tegangan ΣE =0 E 1 + I. R1 + I. R2 + E2 + I. R3 = 0 I. R R = E E I 1 + I. R2 + I. ( R1 + R2 + R3 ) = E1 E I = E1 E2 R + R + R DAFTAR PERALATAN Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah : Power Supply DC Multimeter Resistor Kabel Penghubung Protoboard MD

53 5.4 PROSEDUR PERCOBAAN Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 5.4! Gambar 5.4 Rangkaian satu loop dengan satu sumber tegangan 2. Nyalakan catu daya DC, aturlah tegangan dari 0-12 volt. Ukur dan baca penunjukan alat ukur, catat datanya pada Tabel 5.1. Perhatikan cara mengukur parameter dengan menggunakan satu multimeter sebagai berikut: Titik-titik pengukuran tegangan harus di biarkan terbuka pada saat multimeter digunakan untuk mengukur titik yang lain. 3. Ulangi langkah 2 dengan mengganti tahanan masing-masing 100Ω. Ukur dan baca penunjukan alat ukur, catat datanya pada Tabel Buatlah rangkaian seperti Gambar 5.5! MD

54 Gambar 5.5 Rangkaian satu loop dengan dua sumber tegangan 5. Nyalakan catu daya DC, atur tegangan E1 = 5V, 10V, 15V dan E2 = 3V, 6V, 12 V. Ukur besar arus dan tegangan masing-masing tahanan, catat datanya pada Tabel Ulang langkah 8 dengan membalik polaritas V2. Ukur besar arus dan tegangan masing-masing tahanan, catat datanya pada Tabel Buatlah rangkaian seperti Gambar 5.6. Gambar 5.6 Rangkaian dua loop 8. Nyalakan catu daya DC, atur tegangan E1 = 5V,10V dan E2=3V, 6V, 12V. Ukur besar arus dan tegangan di titik A - B, catat datanya pada Tabel 5.5. Perhatikan cara mengukur parameter dengan menggunakan satu multimeter sebagai berikut: Titik-titik pengukuran arus harus di hubung singkat pada saat multimeter digunakan untuk mengukur titik yang lain. 9. Buatlah rangkaian seperti Gambar 5.7 MD

55 Gambar 5.7 Rangkaian tiga loop 10. Nyalakan catu daya DC, atur tegangan E1 = 5V,10V dan E2=3V, 6V, 12V. Ukur besar arus dan tegangan di titik A - B, catat datanya pada Tabel 5.6. Perhatikan cara mengukur parameter dengan menggunakan satu multimeter sebagai berikut: Titik-titik pengukuran arus harus di hubung singkat pada saat multimeter digunakan untuk mengukur titik yang lain. 5.5 PERTANYAAN 1. Jelaskan tentang hukum kirchhoff tegangan! 2. Hitunglah besar arus yang mengalir pada masing-masing beban rangkaian, E1=15V, E2=20V, R1= 100 Ω, R2= 50 Ω dan R3=120 Ω 3. Hitunglah besar arus yang mengalir di R1 dan R4 dari rangkaian di bawah ini, dimana MD

56 E1=15 V, E2 = 9 V, E3 = 6 V R1= 68 Ω, R2 = 100 Ω, R3 = 220 Ω, R4 = 120 Ω, R5 = 150 Ω, R6 = 180 Ω 5.6 TABEL Tabel 5.1 Data pada Gambar 5.4 E1 (Volt) I (ma) V1 (V) V2 (V) V3 (V) Tabel 5.2 Data pada Gambar 5.4 dengan R = 100Ω E1 (Volt) I (ma) V1 (V) V2 (V) V3 (V) MD

57 Tabel 5.3 Data pada Gambar 5.5 E1 (V) E2 (V) I (ma) V1 (V) V2 (V) V3 (V) Tabel 5.4 Data pada Gambar 5.5 (Polaritas V2 dibalik) E1 (V) E2 (V) I (ma) V1 (V) V2 (V) V3 (V) Tabel 5.5 Data pada Gambar 5.6 E1 (V) E2 (V) VAB (V) I1 (ma) I2 (ma) I3 (ma) MD

58 6 12 Tabel 5.6 Data pada Gambar 5.7 E1 (V) E2 (V) VAB I1 I2 I3 I4 I5 I6 (V) (ma) (ma) (ma) (ma) (ma) (ma) KARAKTERISTIK RESISTOR 6.1 TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : Menggambarkan karakteristik dari bermacam-macam resistor (NTC, PTC, VDR, LDR, Carbon film, Wire Wound, Air Ledeng ) Mempergunakan resistor dalam praktek sesuai kebutuhan. 6.2 DASAR TEORI Resistor ialah komponen elektronika yang sering dijumpai dalam rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menahan arus listrik, menurunkan tegangan dan membagi tegangan. Adapun bentuk, ukuran dan nilai resistansinya beragam tapi mudah dikenali. Jenis bahan yang digunakan untuk membuat resistor antara lain : 1. Metal film resistor 2. Metal okside resistor MD

59 3. Carbon film resistor Berdasarkan penggunaanya, resistor dapat dibagi: 1. Resistor Biasa (tetap nilainya), ialah sebuah resistor penghambat gerak arus, yang nilainya tidak dapat berubah, jadi selalu tetap (konstan). Resistor ini biasanya dibuat dari nikelin atau karbon. 2. Resistor Berubah (variabel), ialah sebuah resistor yang nilainya dapat berubah-ubah dengan jalan menggeser atau memutar toggle pada alat tersebut. Sehingga nilai resistor dapat kita tetapkan sesuai dengan kebutuhan. Berdasarkan jenis ini kita bagi menjadi dua, Potensiometer, rheostat dan Trimpot (Trimmer Potensiometer) yang biasanya menempel pada papan rangkaian (Printed Circuit Board, PCB). 3. Resistor NTC dan PTC NTC (Negative Temperature Coefficient), ialah Resistor yang nilainya akan bertambah kecil bila terkena suhu panas. Gambar 6.1 Karakteristik NTC MD

60 PTC (Positive Temperature Coefficient), ialah Resistor yang nilainya akan bertambah besar bila terkena suhu panas. Gambar 6.2 Termistor (Thermally sensitive resistor) 4. LDR (Light Dependent Resistor), ialah jenis Resistor yang berubah hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila cahaya gelap nilai tahanannya semakin besar, sedangkan cahayanya terang nilainya menjadi semakin kecil. Banyak sekali komponen jenis ini tergantung pada sensivitas cahaya, ukuran, nilai hambatan dan lain sebagainya. Salah satu contoh LDR adalah CDS photocell seperti yang terlihat pada Gambar 6.3. CDS ini mempunyai diameter 8 mm, tinggi 4 mm, dengan bentuk silinder. Pada kondisi ruangan yang terang nilai hambatannya adalah 200 ohm, sedangkan saat kondisi ruangan gelap maka nilai hambatannya 2 M ohm. Gambar 6.3 CDS photocell 5. Resistor jenis Carbon Composite merupakan salah satu tipe resistor yang banyak sekali dijual dipasaran. Biasanya untuk nilai hambatan yang besar, misalnya 1K2, 2K2, dan 4K7 mudah mencarinya. Tetapi untuk nilai hambatan yang kecil, misalnya Ω, 2 3Ω susah dicari. Resistor ini memiliki koefisien MD

61 temperature dengan batas 1000 ppm/ C terhadap nilai hambatannya, dimana nilai hambatannya akan turun ketika suhunya naik. Selain itu resistor ini juga memiliki koefisien tegangan, dimana nilai hambatan akan berubah ketika diberi tegangan. Semakin besar tegangan maka semakin besar perubahannya. Voltage Rating dari resistor Carbon Composition ditentukan berdasarkan ukuran fisik, nilai, dan dayanya. Pada saat menggunakan resistor jenis ini diharapkan agar berhati hati didalam perancangan, karena dapat menghasilkan noise dimana noise ini tergantung pada nilai dari resistor dan ukurannya. Gambar 6.4 Resistor jenis Carbon Composite 6. Resistor jenis Carbon Film mempunyai karakteristik yang sama dengan resistor carbon composition tetapi noise, voltage coeficient, temperature coeficient nilainya lebih rendah. Carbon Film Resistor dibuat dengan memotong batangan keramik yang panjang dan kemudian dicampur dengan material karbon. Frekuensi respon dari resistor ini jauh lebih bagus dibandingkan dengan wirewound dan lebih bagus lagi dibandingkan dengan carbon composition. Dimana wirewound akan menjadi suatu induktansi ketika frekuensinya rendah dan akan menjadi kapasitansi apabila frekuensinya tinggi. Dan untuk carbon composite hanya menjadi kapasitansi apabila dilalui oleh frekuensi tinggi dan rendah. Gambar 6.5 Resistor jenis Carbon Film MD

62 7. Resistor jenis wirewound digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan daya yang yang sangat besar. Komponen ini dapat mengatasi daya yang besar dibandingkan dengan resistor yang lain. Karena panas yang ditimbulkan cukup besar biasanya resistor ini dilapisi oleh bahan seperti caramic tube, ceramic rods, anodized alumunium, fiberglass mandels, dan lain-lain. Gambar 6.6 Resistor jenis wire wound Tabel 6.1 Simbol-simbol resistor 6.3 DAFTAR PERALATAN Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah : MD

63 Power Supply 0-40 V Multimeter Resistor : NTC, PTC, LDR, VDR, 3k3 Ω, 150Ω, 100Ω, Air. Kabel Penghubung Lux Meter Termometer Lampu pijar Power Supply AC 6.4 PROSEDUR PERCOBAAN Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.7 dan beri tegangan sumber DC 5 V. Catat penunjukan alat ukur terhadap perubahan suhu pada Tabel 6.1. Gambar 6.7 Rangkaian praktek NTC 2. Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.8 dan beri tegangan sumber DC 5 V. Catat penunjukan alat ukur terhadap perubahan suhu pada Tabel 6.2. MD

64 Gambar 6.8 Rangkaian praktek PTC 3. Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.9 dan beri tegangan sumber DC 5 V. Autotrafo digunakan untuk mengatur cahaya lampu. Catat penunjukan alat ukur terhadap perubahan intensitas cahaya pada Tabel 6.3. Gambar 6.9 Rangkaian praktek LDR 4. Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.10, atur tegangan sumber mulai dari 2 V sampai 12 V. Catat penunjukan alat ukur, masukan data pada Tabel 6.4. Gambar 6.10 Rangkaian praktek VDR MD

65 5. Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.11 atur tegangan sumber dari 2 V sampai 12 V. Catat penunjukan alat ukur, masukan data pada Tabel 6.5. Gambar 6.11 Rangkaian praktek resistor karbon film 6. Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.12 atur tegangan sumber mulai dari 2 V sampai 12 V. Catat penunjukan alat ukur, masukkan data pada Tabel 6.6. Gambar 6.12 Rangkaian praktek air ledeng 7. Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.13 atur tegangan sumber dari 2 V sampai 12 V. Catat penunjukan alat ukur, masukkan data pada Tabel 6.7 Gambar 6.13 Rangkaian praktek resistor wire wound 6.5 TUGAS DAN PERTANYAAN MD

66 1. Buatlah grafik fungsi temperatur terhadap tahanan R=f(T) pada NTC dan PTC berdasarkan data pada percobaan 1 (NTC) dan 2 (PTC)! 2. Pada suhu 60 0 berapakah nilai tahanan ( R) untuk NTC dan PTC? 3. Buatlah grafik fungsi intensitas cahaya terhadap tahanan LDR! 4. Buatlah grafik fungsi tegangan terhadap tahanan VDR, Karbon film, air ledeng, dan wire wound! 6.6 TABEL Tabel 6.1 NTC Temperatur Arus (A) Tegangan (V) R (Ω) Suhu awal Tabel 6.2 PTC Temperatur Arus (A) Tegangan (V) R (Ω) Suhu awal Tabel 6.3 LDR MD

67 Temperatur Arus (A) Tegangan (V) R (Ω) Tabel 6.4 VDR Vs I1 (A) I2(A) V (V) R (Ω) Tabel 6.5 Karbon film Temperatur Arus (A) Tegangan (V) R (Ω) Tabel 6.6 Air ledeng MD

68 Temperatur Arus (A) Tegangan (V) R (Ω) Tabel 6.7 Wire wound Temperatur Arus (A) Tegangan (V) R (Ω) MD

69 7. DAYA PADA RANGKAIAN DC 7.1 TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : Menerangkan daya dari tahanan yang dihubung seri maupun parallel. Menggambarkan grafik daya 7.2 DASAR TEORI Power atau daya adalah berapa besar gaya yang dapat dilakukan dalam setiap waktu. Daya secara mekanik yang biasa digunakan di Amerika adalah menggunakan horsepower. Horsepower dan watt adalah dua hal yang berbeda namun menjelaskan hal yang sama dalam menjelaskan persamaan fisika, dengan 1 horsepower setara dengan 747,5 watt. Daya listrik biasanya diberi satuan watt, dan bisa dihitung dengan persamaan : P = V I P = I 2 2 V P = R R Jika akan menggunakan resistor, faktor penting yang perlu diketahui dari tahanan adalah nilai tahanan dan daya dari tahanan tersebut. Nilai daya pada tahanan harus diketahui karena pada saat tahanan tersebut dialiri arus Listrik, akan terjadi panas yang kemudian disebar (disipasi daya). Dengan demikian daya dari tahanan harus lebih besar dari daya yang timbul dalam tahanan berupa panas. 7.3 DAFTAR PERALATAN Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah : Power Supply DC 0-40 Volt MD

70 Multimeter Resistor 100Ω dan 150Ω / 5 Watt Rheostat 320Ω Protoboard Kabel Penghubung 7.4 PROSEDUR PERCOBAAN Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut : 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 7.1, tegangan tetap 10 Volt. Atur rheostat dari 10% s/d 100%. Masukkan hasil pengukurannya pada Tabel 7.1 serta hitung dayanya. A + - Vs 320Ω V Gambar 7.1 Rangkaian praktek 1 2. Buatlah rangkaian seperti Gambar 7.2, atur tegangan dari 4 Volt sampai 20 Volt. Masukkan hasil pengukuran pada Tabel 7.2 dan hitung dayanya. A + - Vs 100Ω 150Ω V V Gambar 7.2 Rangkaian praktek 2 MD

71 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 7.3, atur tegangan dari 4 Volt sampai 20 Volt. Masukkan hasil pengukuran pada Tabel 7.3 dan hitung dayanya. + - Vs A A 100Ω 150Ω Gambar 7.3 Rangkaian praktek TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Buatlah Grafik I = f(p) dan R = f(p) dari rangkaian Gambar 6.1! 2. Buatlah Grafik I = f(v) dari rangkaian Gambar 6.2 dan 6.3! 3. Mengapa nilai tahanan dan rating daya merupakan faktor terpenting dari tahanan? 4. Apa yang dimaksud dengan disipasi daya? 7.6 TABEL Tabel 7.1 Rangkaian Gambar 7.1 Rheostat Arus (A) Tegangan (V) Daya (W) 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% MD

72 80% 90% 100% Tabel 7.2 Rangkaian Gambar 7.2 Vs Arus (A) V1 (V) V2 (V) Daya (W) Tabel 7.3 Rangkaian Gambar 7.3 Vs Arus (A) V1 (V) V2 (V) Daya (W) MD

73 8. TRANSFORMASI SEGITIGA BINTANG 8.1 TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : Menerangkan dan menyelesaikan rangkaian listrik dengan mempergunakan transformasi Bintang - segitiga dan sebaliknya. 8.2 DASAR TEORI Untuk menyederhanakan bentuk suatu rangkaian listrik, seringkali kita tidak dapat menyederhanakan rangkaian tersebut dengan bentuk kombinasi seri dan paralel saja. Sebagai alternatif untuk menyelesaikan bentuk suatu rangkaian listrik yang sering dipergunakan adalah transformasi bintang - segitiga atau sebaliknya. Rangkaian segitiga adalah tiga tahanan yang dirangkai menyerupai bentuk segitiga dan rangkaian bintang adalah tiga tahanan yang dirangkai menyerupai bintang. Perhatikan Gambar 8.1. Rangkaian segitiga dapat dikonversi kebentuk rangkaian bintang dan rangkaian bintang dapat juga dikonversi ke bentuk segitiga. Rangkaian segitiga dilambangkan dengan Δ dan rangkaian bintang dilambangkan dengan Y. Lambang transformasi dari bintang ke segitiga adalah Y-Δ dan lambang transformasi segitiga ke bintang adalah Δ-Y. (a) (b) Gambar 8.1 (a) Bentuk bintang ; (b) Bentuk segitiga MD