Elektronika Dasar Oleh Drs. M. Rahmad, M.Si Ernidawati, S.Pd. M.Sc Materi PERANTI ELEKTRONIKA (Resistor) Peranti/mrd/11 1
PERTANYAAN Mengapa perlu mempelajari Komponen Elektronika? Apakah yang dimaksud resistor dan apa gunanya dalam kehidupan manusia? Bagaimanakah pengelompokan resistor? Bagaimanakah karakteristik resistor? Peranti/mrd/11 2
103 500 ma peranti ELEKTRONIKA Tujuan Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa diharapkan mampu: Mengenal beberapa peranti pasif dalam elektronika. Menentukan nilai setiap peranti berdasarkan kodenya. Mengetahui karakteristik setiap peranti tersebut. Mengetahui susunan dan persamaan yang berlaku pada peranti tersebut. Peranti/mrd/11 3
Piranti Elektronika Piranti pasif Piranti aktif - Tanpa catu daya - umumnya non sk - perlu catu daya - dari semikonduktor resistor dioda kapasitor transistor Induktor& transformator Skema peranti Elektronika IC Peranti/mrd/11 4
1.1 Resistor Resistor = tahanan atau hambatan (weerstand) adalah peranti elektronika yang dibuat untuk memberikan hambatan tertentu. Fungsi resistor: 1. mengatur dan menghambat arus listrik dalam suatu rangkaian. 2. Membagi tegangan listrik Peranti/mrd/11 5
Simbol resistor R, satuan Ohm atau Ω. satuan lain diantaranya: 1 Kiloohm (KΩ) = 1000 Ω dan 1 Megaohm (MΩ) = 1.000.000 Ω Karakteristik resistor dilihat dari bahan pembuatannya antara lain: Resistor film logam dari suasa nikel untuk resistor presisi dan derau rendah. Peranti/mrd/11 6
Resistor Karbon - dilapiskan pada keramik disebut resistor film karbon. Sifat resistansinya: tergantung tebal dan panjang lapisan. lebih besar jika karbon berbentuk spiral. berubah oleh frekuensi. Resistor lilitan kawat (wire wound resistor), untuk resistor presisi dan derau sangat rendah. Peranti/mrd/11 7
. J100,5W a) Resistor tetap lambang trimpot potensiometer resistor geser helipot lambang b) Resistor Variabel Gambar 1.1 Tipe Resistor dan Lambangnya Peranti/mrd/11 8
A. Resistor tetap. Resistor tetap mempunyai nilai tahanan yang tetap Daya resistor 1. Bahan Karbon:1/8, ¼, ½, 1, dan 2 Watt. 2. Resistor oksida logam dayanya sampai 10 Watt. 3. Resistor lilit kawat mencapai hingga 50 Watt. Peranti/mrd/11 9
Resistor yang dialiri arus listrik I akan memberikan disipasi daya P = I 2 R. Jika diketahui 200Ω, 1 Watt artinya P = I 2 R 1 = I 2 (200 Ω), sehingga I = 0,071A atau 71mA. Toleransi resistor menyatakan berapa % tebaran nilai hambatan sebenarnya (dari yang tertulis). Resistor dengan toleransi 10 % deret 12 (deret E12) : 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2 toleransi 5 % dibuat dengan 24 nilai (deret E24) ; 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1. Peranti/mrd/11 10
Nilai-nilai resistor yang menggunakan kode menurut tabel 1.1 sesuai standar EIA (Electronic Industries Association) Persamaan R = (I) (II) III ±IV I II III IV Gambar 1.2 Kode Warna Resistor Peranti/mrd/11 11
Tabel 1.1 Kode Warna Resistor Tetap No Color 1st Band 2nd Band Multiplier Band Tolerance Band 1 Black 0 0 10 0-2 Brown 1 1 10 1 1% (F) 3 Red 2 2 10 2 2% (G) 4 Orange 3 3 10 3-5 Yellow 4 4 10 4-6 Green 5 5 10 5-7 Blue 6 6 10 6-8 Violet 7 7 10 7-9 Grey 8 8 10 8-10 White 9 9 10 9-11 Gold - - 10-1 5% (J) 12 Silver - - 10-2 10% (K) 13 No Colour - - - 20% Peranti/mrd/11 12
Contoh: Sebuah resistor mempunyai urutan kode warna biru, kelabu, jingga, dan emas. Tentukan besar tahanannya! Jawab: R = (6) (8) 10 3 ±5% = 68000 ±5% = 68 K ±5% Dengan toleransi 5 % artinya harga sebenarnya tahanan tersebut berada antara 64600Ω dan 71400Ω atau antara 64,6KΩ dan 71,4KΩ. Peranti/mrd/11 13
Tabel 1.2 Kode Resistor Berdasarkan Huruf Kode Huruf Perkalian Toleransi F - ± 1 % G - ± 2 % H - ± 2,5 % J - ± 5 % R x 1 - K x 1.000 ± 10 % M x 1.000.000 ± 20 % Peranti/mrd/11 14
Contoh : Jika pada resistor tertera nilai seperti berikut ini: 4K7 J artinya 4,7KΩ dengan toleransi 5%, 1ROJ artinya 1Ω ±5%, 56RJ artinya 56 Ω ±5%, M10G artinya 100K±2%. Berapakah harga sebenarnya resistor tersebut? Peranti/mrd/11 15
Resistor SMD Resistor SMD (Surface Mount Device) bentuk kotak, cara membaca kodenya. Diantaranya: Teknik 3 digit, dimana digit 1 dan 2 mewakili nilai resistansi sedang digit ketiga mewakili nilai pangkat 10. Sebagai contoh gambar paling atas tertulis 213; terbaca 21kΩ didapat dari 21x10 3 = 21x1000= 21000Ω atau 21kΩ, ada juga yang memakai kode ini: 2R2; terbaca 2,2Ω. Ada juga kode 068; artinya 0,068Ω. Resistor jenis ini memiliki toleransi 5%. Teknik 4 digit, dimana digit 1, 2 dan 3 mewakili nilai resistansi sedang digit terakhir/digit 4 mewakili nilai pangkat 10. Sebagaimana teknik 3 digit kalau tercetak 1001; berarti 100x10 1 = 100x10=1000Ω atau 1kΩ. Ada juga yang tercetak R156; berarti bernilai 0,156Ω. Resistor ini memiliki toleransi 1%. Teknik EIA-96, terdiri 3 digit hanya saja cara membacanya memerlukan tabel kode. Dimana digit 1 dan 2 merupakan kode nilai resistansi sedang digit 3 merupakan kode faktor pengali. Tabel kodenya sebagai berikut: Peranti/mrd/11 16
B. Resistor Variabel a). Trimpot - bentuknya tipis dengan tiga pin, - nilainya dapat diatur dengan memutar bagian poros. - Nilainya sampai 5 MΩ, - toleransi 10%, - daya 1 W Peranti/mrd/11 17
b) Potensiometer - dapat diubah dengan memutar gagangnya. - jenisnya diantaranya: mono dan stereo (ganda). - nilainya antara 50Ω sampai 5MΩ - toleransi 10 20 % - daya 2 sampai 3Watt. - unsur resistor dari karbon atau lilitan kawat. - berinduksi dan berkapasitansi pada frekuensi tinggi. Peranti/mrd/11 18
c). Helipot - disebut juga potensiometer sepuluh putaran - merupakan resistor variabel yang presisi. - nilainya diubah dengan memutar menggunakan obeng. d). Rheostat/ Resistor Geser - terbuat dari lilitan kawat atau karbon. - daya 5 W atau lebih. - aplikasi untuk daya tinggi seperti peranti las, tegangan tabung sinar-x, atau dilaboratorium. Peranti/mrd/11 19
a R 1 R 2 R 1 R 2 R 1 b a b a R 2 R 3 b a) seri b) paralel c) kombinasi Gambar 1.3 Susunan Rangkaian Resistor Susunan seri memenuhi R = R 1 + R 2 +. +R N Sedangkan susunan paralel 1 R 1 R 1 1 R 2... 1 R N Peranti/mrd/11 20
Contoh : Dua buah resistor mempunyai nilai masing-masing 10KΩ dan 15KΩ. Tentukanlah nilai tahanan total untuk a) susunan seri, b) susunan paralel Peranti/mrd/11 21
Jawab: a) susunan seri R = R1+R2 = 10 KΩ + 15 KΩ = 25KΩ b) susunan paralel R R R 1 1 R R 2 2 10K 15K 10K 15K Bagaimanakah jika susunan kombinasi? 150 25 6K Peranti/mrd/11 22
Sifat resistor pada frekuensi tinggi Z R L s R C p v 1 v 2 v a) b) Gambar 1.4 Rangkaian Setara Resistor dan Grafik Tanggapan Frekuensi Peranti/mrd/11 23
Pada daerah frekuensi tinggi resistor tidak bersifat resistif murni sebab terdapat reaktansi yaitu kapasitansi dan induktansi. Jika frekuensi lebih kecil dari f 1 bersifat resistor murni, antara f 1 -f 2 bersifat kapasitif dan jika lebih besar dari f 2 bersifat induktif. Dari gambar 1.4 a) Ls sebagai induktansi seri setara dan Cp kapasitansi paralel setara. Rangkaian tersebut menunjukkan bahwa sifat resistor dipengaruhi oleh frekuensi. Nilai Cp dan Ls bergantung pada bahan pembuat resistor dan nilai resistornya. Peranti/mrd/11 24
Tabel 1.3 Frekuensi Kerja Resistor. Peranti/mrd/11 25
LDR LDR (Light Dependent Resistor) adalah resistor non linear yang nilai tahanannya selalu berubah ubah sesuai dengan kondisi cahaya yang mengenainya. Ketika cahaya terang, LDR memiliki tahanan kisaran 500Ω (<<). Sedangkan ketika tidak ada cahaya yang mengenainya, nilai tahanan LDR bisa mencapai sekitar 1MΩ (>>) Peranti/mrd/11 26
Karakteristik LDR Peranti/mrd/11 27
THERMISTOR (Thermal Resistor) adalah resistor non linear yang nilainya berubah ubah sesuai dengan suhu yang mengenainya terdiri dari : NTC (Negative Temperature Coefficient) adalha resistor non linier yang nilai resistansinya akan naik apabila suhu yang mengenainya kecil (turun), dan jika suhu yang diberikan lebih tinggi (naik), maka nilai resistansi NTC menjadi kecil PTC (Positive Temperature Coefficient) merupakan resistor non linear yang nilai resistansinya akan semakin besar jika suhu dinaikkan, dan jika diberikan suhu lebih kecil, maka resistansi yang dihasilkan akan semakin kecil. Peranti/mrd/11 28
Karakterisik Termistor Peranti/mrd/11 29
S o a l 1.Hitunglah nilai tahanan berikut: a). hitam, merah, kuning, perak, b). coklat, hijau, hitam, emas 2. Tentukan kode warna resistor berikut a). 680K±20%, b). 1,2M±2% Peranti/mrd/11 30