Laporan LR04 Fransisca BDT

LAPORAN R-LAB

Karakteristik VI Resistor

Nama : Fransisca Berliani Dewi Thanjoyo

NPM : 0806337604

Fakultas : Teknik

Departemen : Teknik Industri

Kode Praktikum : LR 04

Tanggal Praktikum : 3 November 2009

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar

(UPP-IPD)

Universitas IndonesiaDepok

Karakteristik VI Resistor

I. Tujuan Praktikum

Mempelajari hubungan antara beda potensial (V) dan arus listrik (I) pada suatu

resistor.

1

II. Peralatan

1. Resistor

2. Amperemeter

3. Voltmeter

4. Variable power supply

5. Camcorder

6. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. Landasan Teori

Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan

seperti tembaga, perak, emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang

sangat kecil. Bahan-bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga

dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, yaitu bahan

material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan

aliran elektron sehingga disebut sebagai isolator.

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 (Omega). Di dalam rangkaian

elektronika, resistor dilambangkan dengan huruf “R“. Dilihat dari bahannya, ada

beberapa jenis resistor yang ada dipasaran antara lain : Resistor Carbon,

Wirewound, dan Metalfilm. Ada juga Resistor yang dapat diubah-ubah nilai

resistansinya antara lain : Potensiometer, Rheostat dan Trimmer (Trimpot). Selain

itu ada juga Resistor yang nilai resistansinya berubah bila terkena cahaya namanya

LDR (Light Dependent Resistor) dan resistor yang nilai resistansinya akan

bertambah besar bila terkena suhu panas yang namanya PTC (Positive Thermal

Coefficient) serta resistor yang nilai resistansinya akan bertambah kecil bila

terkena suhu panas yang namanya NTC (Negative Thermal Coefficient). Untuk

resistor jenis carbon maupun metalfilm biasanya digunakan kode-kode warna

sebagai petunjuk besarnya nilai resistansi (tahanan) dari resistor. Resistor ini

mempunyai bentuk seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada

badannya terdapat lingkaran membentuk cincin kode warna, kode ini untuk

mengetahui besar resistansi tanpa harus mengukur besarnya dengan ohmmeter.

2

Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA

(Electronic Industries Association) seperti yang ditunjukkan pada tabel 1.1.

Gambar 3.1 Urutan cincin warna pada resistor

Tabel 3.1 Nilai warna pada cincin resistor

Besaran resistansi suatu resistor dibaca dari posisi cincin yang paling depan ke

arah cincin toleransi. Biasanya posisi cincin toleransi ini berada pada badan resistor

yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan posisi

cincin yang pertama agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah

langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut. Kalau kita telah bisa

3

menentukan mana cincin yang pertama selanjutnya adalah membaca nilai

resistansinya.

Jumlah cincin yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar

toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3

cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2%

(toleransi kecil) memiliki 4 cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Cincin pertama

dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan cincin terakhir

adalah faktor pengalinya.

Misalnya resistor dengan cincin kuning, violet, merah dan emas. Cincin

berwarna emas adalah cincin toleransi. Dengan demikian urutan warna cincin

resistor ini adalah, cincin pertama berwarna kuning, cincin kedua berwarna violet

dan cincin ke tiga berwarna merah. Cincin ke empat yang berwarna emas adalah

cincin toleransi. Dari tabel 1.1 diketahui jika cincin toleransi berwarna emas, berarti

resistor ini memiliki toleransi 5%. Nilai resistansinya dihitung sesuai dengan urutan

warnanya. Pertama yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan dari resistor ini.

Karena resistor ini resistor 5% (yang biasanya memiliki tiga cincin selain cincin

toleransi), maka nilai satuannya ditentukan oleh cincin pertama dan cincin kedua.

Masih dari tabel 1.1, diketahui cincin kuning nilainya = 4 dan cincin violet nilainya

= 7. Jadi cincin pertama dan ke dua atau kuning dan violet berurutan, nilai satuannya

adalah 47. Cincin ketiga adalah faktor pengali, dan jika warna cincinnya merah

berarti faktor pengalinya adalah 100. Sehingga dengan ini diketahui nilai resistansi

resistor tersebut adalah nilai satuan x faktor pengali atau 47 x 100 = 4700 Ohm =

4,7K Ohm (pada rangkaian elektronika biasanya di tulis 4K7 Ohm) dan toleransinya

adalah + 5%. Arti dari toleransi itu sendiri adalah batasan nilai resistansi minimum

dan maksimum yang di miliki oleh resistor tersebut. Jadi nilai sebenarnya dari

resistor 4,7k Ohm + 5% adalah :

4700 x 5% = 235

Jadi,

Rmaksimum = 4700 + 235 = 4935 Ohm

4

Rminimum = 4700 – 235 = 4465 Ohm

Apabila resistor di atas di ukur dengan menggunakan ohmmeter dan nilainya

berada pada rentang nilai maksimum dan minimum (4465 s/d 4935) maka resistor

tadi masih memenuhi standar. Nilai toleransi ini diberikan oleh pabrik pembuat

resistor untuk mengantisipasi karakteristik bahan yang tidak sama antara satu

resistor dengan resistor yang lainnya sehingga para desainer elektronika dapat

memperkirakan faktor toleransi tersebut dalam rancangannya. Semakin kecil nilai

toleransinya, semakin baik kualitas resistornya. Sehingga dipasaran resistor yang

mempunyai nilai toleransi 1% (contohnya resistor metalfilm) jauh lebih mahal

dibandingkan resistor yang mempunyai toleransi 5% (resistor carbon).

Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resistor pada suatu

rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya atau daya maksimum yang

mampu ditahan oleh resistor. Karena resistor bekerja dengan di aliri arus listrik,

maka akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar :

Semakin besar ukuran fisik suatu resistor, bisa menunjukkan semakin besar

kemampuan disipasi daya resistor tersebut. Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8,

1/4, 1/2, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya maksimum 5,

10 dan 20 watt umumnya berbentuk balok memanjang persegi empat berwarna

putih, namun ada juga yang berbentuk silinder dan biasanya untuk resistor ukuran

besar ini nilai resistansi di cetak langsung dibadannya tidak berbentuk cincin-cincin

warna, misalnya 100Ω5W atau 1KΩ10W.

Berdasarkan kelasnya, resistor dibagi menjadi dua, yaitu : Fixed Resistor dan

Variable Resistor. Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film,

tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.

5

Resistor Tetap (Fixed Resistor)

Merupakan resistor yang mempunyai nilai tetap. Ciri fisik dari resistor ini

adalah bahan pembuat resistor terdapat di tengah – tengah dan pada pinggirnya

terdapat 2 Conducting Metal, biasanya kemasan seperti ini disebut dengan Axial.

Ukuran fisik fixed resistor bermacam – macam, tergantung pada daya resistor yang

dimilikinya. Misalnya fixed resistor dengan daya 5 watt pasti mempunyai bentuk

fisik yang jauh lebih besar dibandingkan dengan fixed resistor yang mempunyai

daya ¼ watt. Pada gambar 3.2 dibawah ditunjukkan beberapa contoh bentuk fisik

dari fixed resistor. Dari yang paling atas dapat dilihat bentuk fisik dari resistor

dengan daya 1/8, ¼, 1, 2, dan 5 watt. Seiring dengan perkembangan teknologi saat

ini, diciptakanlah sebuah teknologi baru yang disebut dengan SMT (Surface Mount

Technology). Dengan menggunakan teknologi ini bentuk dari fixed resistor menjadi

lebih kecil lagi, sehingga kita dapat membuat suatu sistem yang mempunyai ukuran

sekecil mungkin. Contoh bentuk fixed resistor dengan teknologi SMT dapat dilihat

pada gambar 3.3. Ada beberapa macam kemasan standard yang sudah ditentukan

oleh Industri elektronik, antara lain :

- 1206 ukuran = 3.0 mm x 1.5 mm, 2 terminal



Gambar 3.2 Bentuk fisik dari fixed resistor

6

Grafik 3.3 Bentuk fixed resistor dengan teknologi SMT

Selain kemasan axial terdapat pula kemasan lain yang disebut SIP (Single-In-

Line). Didalam kemasan ini terdapat lebih dari 1 resistor yang biasanya disusun

paralel dan mempunyai 1 pusat yang dinamakan common. Untuk contoh dapat dilihat

pada gambar 3.4

Gambar 3.4 SIP (Single – In – Line)

Tipe atau jenis resistor saat ini sangat beragam, tergantung dari pemakain untuk suatu

sistem lektronika yang akan kita rancang. Berikut ini akan dijelaskan sedikit tentang

penggunaan resistor berdasarkan tipe atau jenisnya.

Precision Wirewound resistor

Merupakan tipe resistor yang mempunyai tingkat keakuratan sangat tinggi

sampai 0,005% dan TCR ( Temperature coefficient of resistance) sangat rendah.

Sehingga sangat cocok digunakan untuk aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan

yang sangat tinggi. Tetapi jangan menggunakan jenis ini untuk aplikasi rf (radio

frequency) sebab mempunyai Q resonant frequency yang rendah. Contoh aplikasi

7

penggunaan resistor ini adalah DC Measuring equipment dan reference resistor

untuk voltage regulators dan decoding network.

NIST Standard Resistor

NIST (National Institute of Standard and Technology) merupakan tipe resistor

dengan tingkat keakuratan paling tinggi yaitu 0,001% , TCR yang rendah dan sangat

stabil dibandingkan dengan Precision Wirewound Resistor. Komponen ini biasanya

digunakan sebagai standard di dalam verifikasi keakuratan dari suatu alat ukur

resistive.

Power Wirewound Resistor

Biasanya resistor ini digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan daya 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 Ceramic Tube, Ceramic rods, anodized aluminium,

fiberglass mandels, dll.

Fuse Resistor

Komponen ini selain berfungsi sebagai resistor, juga berfungsi sebagai

sekering. Resistor ini didesain sedemikian rupa sehingga bila ada arus yang sangat

8

besar melaluinya maka hambatannya menjadi tak terhingga. Pada kondisi normah

suhu dari resistor ini akan panas ketika ada arus yang melaluinya.

Carbon Composition

Ini merupakan salah satu tipe resistor yang banyak sekali dijual di pasaran.

Biasanya untuk nilai hambatan yang besar, misalnya 1K2, 2K2, 4K7, dll mudah

mencarinya. Tetapi untuk nilai hambatan yang kecil, misalnya 2 ohm, 3 ohm, dll

susah dicari. Resistor ini memiliki koefisien temperature dengan batas 1000 ppm/oC

terhadap nilai hambatannya, dimana nilai hambatannya akan turun ketika suhunya

naik. Selain itu, resistor 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 di dalam perancangan, karena dapat menghasilkan

noise dimana noise ini tergantung pada nilai dari resistor dan ukurannya.

Carbon Film Resistor

Resistor jenis Carbon Film mempunyai karakteristik yang sama dengan

resistor carbon composition tetapi noise, voltage coefficient, temperature coefficient

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 composition hanya menjadi

kapasitansi apabila dilalui oleh frekuensi tinggi dan frekuensi rendah.

9

Metal Film Resistor

Metal Film Resistor merupakan pilihan terbaik dari jenis resistor Carbon

composition dan carbon film. Karena resistor ini lebih akurat, tidak mempunyai

voltage coefficient, noise, dan temperature coefficient yang lebih rendah. Tetapi

resistor ini tidak sebagus jenis resistor Precision Wirewound. Bahan dasar pembuat

resistor ini adalah metal dan keramik. Bahan ini mirip seperti yang digunakan untuk

membentuk carbon film resistor.

Foil Resistor

Resistor ini mempunyai karakteristik yang sama dengan jenis metal film.

Kelebihan utama dibandingkan dengan metal film adalah tingkat kestabilannya yang

lebih tinggi, TCR paling kecil, dan frekuensi respon tinggi. Selain kelebihan terdapat

pula kelemahan, yaitu nilai maksimum dari resistor ini lebih kecil dari nilai resistor

metal film. Resistor ini biasanya dipakai di dalam starin gauge, nilai strain dapat

diukur berdasarkan perubahan nilai resistansinya. Ketika digunakan sebagai strain

gauge, foil-nya dipasangkan di suatu substrate fleksibel sehingga dapat dipasang di

daerah tempat pengukuran starin dilakukan.

Power Film Resistor

Material yang digunakan untuk membuat resistor ini sama dengan jenis metal

film dan carbon film. Tetapi karakteristik dayanya lebih tinggi. Power film resistor

mempunyai nilai yang lebih tinggi dan respon frekuensi yang lebih baik

dibandingkan power wirewound resistor. Resistor ini banyak digunakan untuk

aplikasi power karena membutuhkan frekuensi respon yang baik, daya yang tinggi,

dan nilai yang lebih besra daripada power wirewound resistor. Biasanya komponen

ini memiliki toleransi yang cukup lebar.

Resistor Tidak Tetap (variable resistor)

Yaitu resistor yang nilainya dapat berubah-ubah dengan jalan menggeser atau

memutar toggle pada alat tersebut, sehingga nilai resistor dapat kita tetapkan sesuai

10

dengan kebutuhan. Berfungsi sebagai pengatur volume (mengatur besar kecilnya

arus), tone control pada sound system, pengatur tinggi rendahnya nada (bass/treble)

serta berfungsi sebagai pembagi tegangan arus dan tegangan.

Resistor NTC dan PTC.

NTC (Negative Temperature Coefficient), yaitu resistor yang nilainya akan

bertambah kecil bila terkena suhu panas. Sedangkan PTC (Positive Temperature

Coefficient), yaitu resistor yang nilainya akan bertambah besar bila temperaturnya

menjadi dingin.

Resistor LDR

LDR (Light Dependent Resistor) yaitu jenis resistor yang berubah

hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila terkena cahaya gelap nilai tahanannya

semakin besar, sedangkan bila terkena cahaya terang nilainya menjadi semakin

kecil.

RANGKAIAN RESISTOR

Dalam praktek para desainer kadang-kadang membutuhkan resistor dengan nilai

tertentu. Akan tetapi nilai resistor tersebut tidak ada di toko penjual, bahkan pabrik

sendiri tidak memproduksinya. Solusi untuk mendapatkan suatu nilai resistor dengan

resistansi yang unik tersebut dapat dilakukan dengan cara merangkaikan beberapa

resistor sehingga didapatkan nilai resistansi yang dibutuhkan. Ada dua cara untuk

merangkaikan resistor, yaitu

1. Cara seri

2. Cara paralel

Rangkaian Seri

Rangkaian resistor secara seri akan mengakibatkan nilai resistansi total semakin

besar.

Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara seri.

11

Dan pada rangkaian resistor seri berlaku rumus :

Rangkaian Paralel

Pada rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti

semakin kecil. Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara paralel :

Dan pada rangkaian resistor paralel berlaki rumus :

Nilai-nilai standar resistor

Tidak semua nilai resistansi tersedia di pasaran. Tabel 1.2 adalah contoh tabel nilai

resistansi resistor standard yang beredar dipasaran. Data mengenai resistor yang ada

di pasaran bisa didapat dari Data Sheet yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat

resistor.

12

Tabel 3.2 Nilai standard resistor

13

Di bawah ini beberapa rumus (Hukum Ohm) yang sering dipakai dalam perhitungan

elektronika :

Di mana :

V = tegangan dengan satuan Volt

I = arus dengan satuan Ampere

R = resistansi dengan satuan Ohm

P = daya dengan satuan Watt

Untuk menghasilkan arus listrik pada suatu rangkaian tertutup maka

dibutuhkan beda potensial. Salah satu cara menghasilkan beda potensial pada sebuah

rangkaian tertutup ialah digunakannnya baterai. Pada eksperimen ini, kita akan

melihat bahwa arus yang mengalir sebanding dengan beda potensial yang diberikan

pada ujung-ujung kawat. Bila dipandang arus listrik merupakan aliran electron ,

akan didapati bahwa aliran arus listrik tidak semata-mata bergantung pada beda

potensial tetapi juga karena adanya hambatan di penghantar tersebut.

14

Gambar 3.5 Rangkaian Tertutup Resistor

IV. Prosedur Eksperimen

3. Mengaktifkan Web cam dengan cara mengklik icon video pada halaman web r-

Lab.

4. Memperhatikan tampilan video dari peralatan yang digunakan.

5. Memberikan beda potensial dengan memberi tegangan V1.

6. Mengaktifkan power supply/baterai dengan mengklik radio button di sebelahnya.

7. Mengukur beda potensial dan arus yang terukur pada hambatan.

15

8. Mengulangi langkah 3 hingga 5 untuk beda potensial V2 hingga V8.

V. Pengolahan Data dan Evaluasi

a. Pengolahan Data

No V (Volt) I (mA)

1.0,25 9,05

2.0,25 9,05

3.0,25 9,05

4.0,25 9,05

5.0,25 9,05

6.0,53 18,28

7.0,53 18,28

8.0,53 18,28

9.0,53 18,28

10.0,53 18,28

11.0,77 26,61

12.0,78 26,43

13.0,77 26,61

14.0,77 26,79

15.0,77 26,61

16.1,06 36,02

17.1,06 36,39

18.1,06 36,02

19.1,06 36,2

20.1,06 36,02

21.1,31 45,44

22.1,32 45,26

23.1,32 44,89

24.1,32 45,07

25.1,32 45,44

26.1,67 57,93

27.1,67 57,02

28.1,67 57,2

16

29.1,67 57,56

30.1,67 57,38

31.1,84 63,54

32.1,84 63,9

33.1,86 62,81

34.1,84 63,36

35.1,84 63,9

36.2,12 72,59

37.2,12 72,59

38.2,12 72,59

39.2,12 72,59

40.2,12 72,59

Tabel 5.1 Tabel Data Pengamatan

1. Dapatkan nilai rata-rata beda potensial yang terukur dan arus yang terukur untuk V1 ,

V2 , V3 hingga V8.

Tegangan V rata-rata

(volt)

I rata-rata (mA)

V1 0,25 9,05

V2 0,53 18,28

V3 0,772 26,61

V4 1,06 36,13

V5 1,318 45,22

V6 1,67 57,418

V7 1,844 63,502

V8 2,12 72,59

Tabel 5.2 Tabel Data Rata-rata Pengamatan

17

2. Buatlah grafik yang memperlihatkan hubungan V vs I!

a. Hubungan tegangan V1 dengan I

0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.50123456789

10

Hubungan Tegangan V1 dengan I

Series2Linear (Series2)

beda potensial (volt)

aru

s list

rik (

mA)

Grafik 5.1 Hubungan Tegangan V1 dengan I

b. Hubungan Tegangan V2 dengan I

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.102468

101214161820




arus

list

rik (m

A)


18

c. Hubungan Tegangan V3 dengan I

0.768 0.77 0.772 0.774 0.776 0.778 0.78 0.78226.2

26.3

26.4

26.5

26.6

26.7

26.8

26.9




arus

list

rik (m

A)


d. Hubungan Tegangan V4 dengan I

1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.235.8

35.9

36

36.1

36.2

36.3

36.4

36.5




arus

list

rik (m

A)


19

e. Hubungan Tegangan V5 dengan I

1.308 1.31 1.312 1.314 1.316 1.318 1.32 1.32244.644.744.844.9

4545.145.245.345.445.5

Hubungan tegangan V5 dengan I



arus

list

rik (m

A)


f. Hubungan Tegangan V6 dengan I

1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.456.456.656.8

5757.257.457.657.8

5858.2




arus

list

rik (m

A)


20

g. Hubungan Tegangan V7 dengan I

1.835 1.84 1.845 1.85 1.855 1.86 1.86562.262.462.662.8

6363.263.463.663.8

64




arus

list

rik (m

A)


h. Hubungan Tegangan V8 dengan I

2 2.5 3 3.5 4 4.50

10

20

30

40

50

60

70

80




arus

list

rik (m

A)


21

Hubungan Tegangan Rata-rata dengan Arus Listrik Rata-rata

0 0.5 1 1.5 2 2.50

1020304050607080

9.0518.28

26.6136.13

45.22

57.41863.502

72.59f(x) = 34.1601124203356 x + 0.261585601488775R² = 0.999923405204158

Hubungan Tegangan Rata-rata dengan arus listrik rata-rata

Series2Linear (Series2)Linear (Series2)


arus

list

rik (m

A)

Grafik 5.9 Hubungan Tegangan Rata-rata dengan Arus Listrik rata-rata

3. Bagaimanakah bentuk kurva hubungan V vs I , jelaskan mengapa bentuknya seperti

itu !

0 0.5 1 1.5 2 2.50

1020304050607080

9.0518.28

26.6136.13

45.22

57.41863.502

72.59f(x) = 34.1601124203356 x + 0.261585601488775R² = 0.999923405204158

Hubungan Tegangan Rata-rata dengan arus listrik rata-rata

Series2Linear (Series2)Linear (Series2)


arus

list

rik (m

A)

Pada grafik di atas ini menunjukkan grafik yang linear yang membuktikan

bahwa terjadi hubungan yang berbading lurus. Hubungan ini menyebabkan apabila

beda potensial yang diberikan pada resistor semakin besar maka arus listrik yang

22

dihasilkan akan semakin besar juga. Apabila ditulis dalam sebuah rumus seperti V =

xI.

Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan percobaan sampai pada

tegangan ke delapan. Oleh karena itu, dalam praktikum ini, terdapat delapan macam

variasi data. Persamaan garis dari grafik hubungan tegangan dengan kuat arus

merupakan persamaan linear (y = mx+b) :

m=n∑ x i y i−(∑ x i ) (∑ y i)

n∑ x i2−(∑ x i)

2

b=∑ xi

2∑ y i−(∑ x i) (∑ x i y i )n∑ x i

2−(∑ x i )2

Namun, dengan menggunakan chart dalam Microsoft Excel, praktikan dapat

mengetahui langsung persamaan garis yang dimaksud, yaitu :

y = 34,16 x + 0,261

R² = 0.999

V Xi Yi X i2 Y i

2XY

V1 0,25 9,050,0625 81,9025 2,2625

V2 0,53 18,280,2809 334,1584 9,6884

V3 0,772 26,610,595984 708,0921 20,54292

V4 1,06 36,131,1236 1305,377 38,2978

V5 1,318 45,221,737124 2044,848 59,59996

V6 1,67 57,4182,7889 3296,827 95,88806

V7 1,844 63,5023,400336 4032,504 117,0977

V8 2,12 72,594,4944 5269,308 153,8908

∑9,564 328,8 14,48374 17073,02 497,2681

∑2

91,4701108109,

4

247275,6

Dengan kesalahan:

23

δy=√( 1n−2 )[∑ y i

2−∑ x i

2 (∑ y i )2−2∑ x i (∑ x i y i )∑ y i+n (∑ x i y i )

2

n∑ x i2− [∑ x i ]

2 ]¿√( 1

8−2 )[17073,02−14,48374(108109,4 )−2(9,564 )(497,2681)(328,8)+8(247275,6)

8 (14,48374 )−91,4701 ]δy=¿0,21316

Jadi, y ±δy = y ± 0,21316

δm=δy √ n

n∑ xi2−(∑ x i )

2

δm=0,21316√ 88 (14,48374 )−91,4701

δm=0,122056

Jadi, m ± δm = 34,16 ± 0,122056

kesalahan relatif = δmm

kesalahan relatif =|0,12205634,16

x 100 %|kesalahan relatif =0,3573 %

δb=δy√ ∑ x i2

n∑ x i2−(∑ xi )

2

δb=0,21316√ 14,483748 (14,48374 )−91,4701

δb=0,1642

Jadi, b ± δb = 0,261 ± 0,1642

Kesalahan Literatur=|R−R literatur

Rliteratur|x100 %

Kesalahan Literatur=|34,16−28,9303528,93035 |x 100%

Kesalahan Literatur=0,1807 %

24

Kekuatan Hubungan antara x dan y dapat dihitung dari koefisien korelasi:

r(xi, yi)=0,999

4. Berdasarkan kurva grafik V vs I berapakah nilai hambatan yang digunakan?

V= I . R

R=VI

Tegangan V rata-rata (volt) I rata-rata (A) R rata-rata (ohm)

V1 0,25 0,0090527,62431

V2 0,53 0,0182828,99344

V3 0,772 0,0266129,01165

V4 1,06 0,0361329,3385

V5 1,318 0,0452229,1464

V6 1,67 0,05741829,08496

V7 1,844 0,06350229,03846

V8 2,12 0,0725929,20512

Rata-rata 1,1955 0,0411 28,93035

Dapat disimpulkan bahwa nilai hambatan yang akan diperoleh dengan

perhitungan V1,V2, V3, V4, V5, V6, V7, dan V8 dengan nilai I yang diukur yaitu

28,93035 Ohm.

b. Analisis

Percobaan yang diamati praktikan kali ini adalah percobaan “Karakteristik

Resistor”. Dalam percobaan ini praktikan diminta untuk mengukur beda potensial

pada resistor dan arus listrik yang mengalir pada rangkaian listrik tertutup dengan

pemberian beda potensial sumber tegangan yang berbeda-beda mulai dari tegangan

pertama sampai dengan tegangan ke delapan sehingga dari hasil yang diperoleh

dapat diketahui pengaruh hambatan resistor terhadap besarnya arus yang mengalir

pada rangkain listrik tertutup tersebut. Pada bagian ini praktikan akan mencoba

25

untuk menganalisis percobaan yang telah diamati. Analisis ini berupa analisis

percobaan, hasil, dan grafik.

Pada bagian analisis percobaan akan dijelaskan mengenai faktor-faktor yang

memengaruhi hasil atau data pengamatan dari percobaan dan gejala-gejala fisik yang

terjadi selama percobaan berlangsung. Setelah memperoleh variasi data dan

mengolah data tersebut ,akan diperoleh hasil yang nantinya akan diketahui apakah

terdapat kesalahan atau tidak, dan akan dianalisis faktor–faktor yang menyebabkan

kesalahan tersebut. Sedangkan pada bagian analisis grafik, akan dianalisis grafik

yang terbentuk dari data-data pengamatan hasil percobaan. Dari analisis grafik

tersebut, akan diketahui besar kesalahan relatif yang terdapat pada data pengamatan

hasil percobaan.

Analisis percobaan

Pada saat melakukan percobaan terdapat beberapa gejala fisis yang dapat

mempengaruhi data dari hasil percobaan yang diamati. gejala-gejala fisis yang

mungkin saja terjadi pada saat melakukan percobaan adalah sebagi berikut:

o Perubahan suhu lingkungan setiap kali dilakukannya percobaan. Seperti yang

diketahui, suhu lingkungan pastilah berubah-ubah sesuai dengan berjalannya waktu.

Suhu lingkungan pada malam hari cenderung lebih rendah dari suhu lingkungan

pada siang hari. Suhu lingkungan sendiri sangat memengaruhi kerja sistem (dalam

hal ini adalah rangkaian), karena resistor sebagai salah satu komponen rangkaian

memiliki ketergantungan terhadap suhu. Jika suhu naik, maka hambatan jenis

(resistivitas) resistor juga naik.

o Penggunaan peralatan yang intens dapat menurunkan fungsi peralatan

tersebut. Pada percobaan kali ini contohnya adalah resistor yang digunakan. Jika

resistor sering digunakan, maka nilai guna dari resistor tersebut akan berkurang dan

resistensinya semakin tinggi. Kemudian pada penggunaan adjustable power supply

juga dapat mempengaruhi data yang diperoleh.power supply digunakan dalam

percobaan ini agar daya listrik yang digunakan tetap konstan untuk menghasilkan

arus dan tegangan listrik yang digunakan. Namun tidak selamanya power supply ini

dapat menghasilkan kekuatan listrik yang konstan.selain itu praktikan juga tidak

dapat mengetahui jenis dan penampang kawat yang digunakan dalam percobaan

ini,apakah terdapat daya yang terdisipasi dalam percobaan ini.

26

Gejala fisis lain yang memungkinkan praktikan kurang akurat dalam

memperoleh data percobaan adalah waktu melakukan percobaan. Pada percobaan

ini, praktikan tidak dapat menentukan kondisi seperti apa yang dapat menghasilkan

data pengamatan yang tepat ataupun akurat. Praktikan juga tidak mengetahui waktu

yang tepat untuk melakukan percobaan. praktikan diberi kebebasan untuk

melakukan percobaan kapan saja, entah itu siang, dimana suhu lingkungan tinggi;

malam ataupun pagi, dimana suhu lingkungan saat itu lebih rendah dibandingkan

suhu lingkungan pada siang hari.

Analisis Hasil

Pada percobaan ini dihasilkan 40 macam data dengan variansi beda potensial.

Hal ini digunakan untuk melihat pengaruh arus listrik dan beda potensial yang

dihasilkan pada rangkaian listrik tertutup yang melewati hambatan resistor yang

nilainya selalu tetap dengan nilai beda potensial yang berbeda-beda.

Pengolahan data yang kita lakukan ini bertujuan untuk mempelajari hubungan

antara beda potensial (V) dan arus listrik (I) pada suatu resistor dalam rangkaian

listrik tertutup. Dalam mengolah data ini untuk menghasilkan data yang diminta

praktikan menggunakan hubungan dimana tegangan yang dihasilkan oleh power

suply sebanding dengan arus listrik dan juga besarnya hambatan dalam rangkaian

tertutup.

Adapun hasil yang praktikan dapatkan dalam mengolah data percobaan dengan

menggunakan metode Least square ini yaitu nilai gradien dan standart deviasi dari

hasil percobaan. Nilai gradien dalam percobaan ini adalah sebesar 34,16 dengan

nilai standar deviasinya sebesar 0,122056. Sehingga nilainya menjadi

R=m± δm=34,16 ±0,122056. Selain nilai gradien dari percobaan ini praktikan juga

mendapatkan kesalahan relatif dalam percobaan ini yaitu sebesar 0.3 573 %.

Adapun gradien hasil percobaan ini nantinya akan dibandingkan dengan

gradien hasil literatur, dengan beberapa asumsi atau pendekatan sebagai berikut:

Gradien literatur yang digunakan menggunakan teori hukum

ohm,dimana tegangan rata-ratanya didapatkan dari R=VI

27

Dari pendekatan tersebut diperoleh nilai gradien literatur sebesar 28,93035

ohm. Sehingga kesalahan literatur yang diperoleh dalam percobaan ini adalah

sebesar 0,1807%. Jika dilihat kesalahan literatur dan kesalahan relatif dalam

percobaan ini nilainya cukup kecil, sehingga dapat dikatakan bahwa data yang

diambil dalam percobaan ini cukup valid. Kesalahan literatur dan kesalahan relatif

dalam percobaan ini terjadi karena ketidakakuratan yang disebabkan adanya faktor-

faktor kesalahan dalam percobaan. Faktor-faktor kesalahan ini sendiri terbagi

menjadi dua macam, yaitu kesalahan acak dan kesalahan sistimatik. Kesalahan acak

terbagi menjadi dua, yaitu kesalahan acak yang bersumber pada pengamatan dan

kesalahan acak yang bersumber pada lingkungan. Jenis kesalahan acak yang terjadi

pada percobaan ini adalah kesalahan acak yang bersumber pada lingkungan.yaitu

ketidak tepatan waktu melakukan percobaan yang dapat mempengaruhi hasil

percobaan. Sedangkan kesalahan sistimatik terbagi menjadi empat macam, tetapi

kesalahan sistimatik yang terjadi selama percobaan hanya kesalahan sistimatik

instrumental.yaitu Seharusnya nilai tegangan selalu bersifat konstan pada percobaan

yang dilakukan dengan besar tegangan yang sama. Namun dalam sekali percobaan

menggunakan nilai tegangan yang sama terkadang terjadi kenaikan ataupun

penurunan tegangan listrik.

Analisis Grafik

Pada bagian akan dianalisis grafik yang dihasilkan dalam percobaan ini. grafik

tersebut menunjukkan pengaruh beda potensial terhadap arus waktu dalam rangkain

tertutup, dengan 8 macam pemberian beda potensial mulai dari tegangan 1 hingga

tegangan delapan.Tiap ukuran beda potensial ini memiliki 5 macam data. Hal ini

dilakukan untuk mendapatkan nilai keakuratan yang tepat dalam percobaan ini.

1. Grafik pengaruh beda potensial terhadap arus listrik

Grafik beda potensial terhadap arus listrik ini menunjukan hubungan antara

beda potensial sebagai faktor yang mempengaruhi (X) dengan arus listrik sebagai

faktor yang dipengaruhi (Y) yang diberikan pada variansi tegangan yang berbeda-

beda sesuai dengan prosedur percobaan. Pada grafik ini tegangan yang digunakan

adalah tegangan rata-rata dari tiap percobaan. Persamaan linearnya y = ax + b yang

praktikan dapatkan pada grafik. Pada saat nilai tegangan 0,25 volt maka arus listrik

mengalami nilai terendah yaitu 0,00905 ampere, sedangkan ketika tegangan

dinaikan hingga 2,12 volt, arus listrik mencapai nilai tertinggi menjadi 0,07259

ampere. Pengaruh beda potensial terhadap arus listrik ini menunjukkan gradien

28

kemiringan yang bernilai positif. Nilai positif ini menunjukkan bahwa grafik

tersebut bergerak dari kiri bawah menuju ke kanan atas dimana nilai yang dihasilkan

akan semakin besar dengan penambahan dari variabel x dan y. Untuk setiap

penambahan beda potensial, jika tegangan bertambah 1 volt maka arus listrik juga

mengalami kenaikan karena jika dilihat dari bentuk grafik hubungan antara beda

potensial dengan arus listrik adalah berbanding lurus. Dan resistor dalam percobaan

ini dainggap bernilai tetap,sehingga jika tegangan dinaikan nilai resistor apabila

dicari menggunakan hukum ohm,maka nilainya tidak berubah terlalu jauh. Nilai

gradien yang didapatkan dalam grafik sebesar y = 34,16x + 0,261

dan R² = 0,999.

I.Kesimpulan

o Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan

simbol Ω (Omega).Di dalam rangkaian elektronika, resistor dilambangkan dengan

huruf “R“.

o Resistor berfungsi sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus yang

mengalir dalam suatu rangkaian

o Persamaan linear y = ax + b yang ada pada grafik bernilai positiv yang

menunjukkan bahwa semakin besar nilai arus listrik maka semaikin besar juga beda

potensialnya. Dengan kata lain, antara arus listrik denga beda potensialnya

berbanding lurus, sedangkan dengan resistornya berbanding terbalik

o Rangkaian resistor secara serial akan mengakibatkan nilai resistansi total

semakin besar. Pada rangkaian resistor serial berlaku rumus :

Rtotal=R1+R2+R3+....Rn

o rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti

semakin kecil.Pada rangkaian resistor paralel berlaku rumus :

1Rtotal

= 1R 1

+ 1R 2

+ 1R 3

+…1

Rn

o Dari data diperoleh bahwa nilai R=m± δm=34,16 ±0,122056. Dari hasil ini

diperoleh kesalahan relatif sebesar 0.3 573 %. dan kesalahan literatur sebesar

0,1807% sehingga dapat dikatakan bahwa data yang diambil dalam percobaan ini

cukup valid.

29

o Dari grafik diperoleh jika nilai tegangan yang diberikan semakin besar maka

arus yang dihasilkan dalam rangkaian tertutup satu arah akan semakin besar

pula.Karena sesuai dengan aturan hukum ohm, bahwa kuat arus listrik berbanding

lurus dengan beda potensial apabila resistor yang digunakan adalah tetap.

II.Referensi

Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice

Hall, NJ, 2000.

Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended

Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

Lampiran

Data Percobaan LR 04

No V (Volt) I (mA)

1.0,25 9,05

2.0,25 9,05

3.0,25 9,05

4.0,25 9,05

5.0,25 9,05

6.0,53 18,28

7.0,53 18,28

8.0,53 18,28

9.0,53 18,28

10.0,53 18,28

11.0,77 26,61

12.0,78 26,43

13.0,77 26,61

14.0,77 26,79

15.0,77 26,61

16.1,06 36,02

17.1,06 36,39

18.1,06 36,02

30

19.1,06 36,2

20.1,06 36,02

21.1,31 45,44

22.1,32 45,26

23.1,32 44,89

24.1,32 45,07

25.1,32 45,44

26.1,67 57,93

27.1,67 57,02

28.1,67 57,2

29.1,67 57,56

30.1,67 57,38

31.1,84 63,54

32.1,84 63,9

33.1,86 62,81

34.1,84 63,36

35.1,84 63,9

36.2,12 72,59

37.2,12 72,59

38.2,12 72,59

39.2,12 72,59

40.2,12 72,59

31

Grafik Hubungan Tegangan dengan Arus Listrik

32

Laporan LR04 Fransisca BDT

Documents