1. Rangkaian Arus SearahLAPORAN PRAKTIKUMELEKTRONIKA MEDIK
Nama : Alfred BudionoNIM / Kelompok : H21109270 / IVNama Asisten
: MulawarmanJudul Praktikum : Rangkaian Arus Searah
JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN2010
BAB IPENDAHULUAN
I.1 LATAR BELAKANGArus listrik searah adalah arus listrik yang
nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak berubah dari
positif ke negatif, atau sebaliknya).Arus listrik searah dikenal
dengan singkatan DC (Direct Current). Sesuai dengan namanya listrik
arus searah itu mengalir ke satu jurusan saja dalam kawat
penghantar, yaitu dari kutub positip (+) ke kutub negatip
(-).Penerapan arus listrik searah dapat dilihat di dalam rangkaian
seri dan rangkaian paralel. Selain itu, dalam penerapan Hukum
Kirchoff pada suatu rangkaian juga terdapat arus listrik
searah.
I.2 RUANG LINGKUPPraktikum ini mengenai rangkaian arus searah,
dimana ruang lingkupnya meliputi pengukuran hambatan pada beberapa
resistor, beda potensial dalam rangkaian listrik, kuat arus pada
rangkaian yang berdasarkan penerapan Hukum Arus Kirchoff (HAK),
kuat arus dan tegangan pada rangkaian seri.
I.3 TUJUANTujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah sebagai
berikut.Mengukur beda potensial pada rangkaian listrik.Menerapkan
Hukum Arus Kirchoff pada rangkaian listrik.Menganalisa rangkaian
seri.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
II.1 ARUS SERAH (DC) & HUKUM KIRCHOFFArus searah adalah arus
listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak
berubah dari positif kenegatif, atau sebaliknya).
Pada rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan searah,
yaitu arus dan tegangan yang tidak berubah terhadap waktu. Elemen
pada rangkaian DC meliputi:i) bateraiii) hambatan daniii) kawat
penghantarBaterai menghasilkan e.m.f untuk menggerakkan elektron
yang akhirnya menghasilkan aliran listrik. Sebutan rangkaian sangat
cocok digunakan karena dalam hal ini harus terjadi suatu lintasan
elektron secara lengkap meninggalkan kutub negatif dan kembali ke
kutub positif. Hambatan kawat penghantar sedemikian kecilnya
sehingga dalam prakteknya harganya dapat diabaikan.Bentuk hambatan
(resistor) di pasaran sangat bervariasi, berharga mulai 0,1 sampai
10 M atau lebih besar lagi. Resistor standar untuk toleransi 10 %
biasanya bernilai resistansi kelipatan 10 atau 0,1 dari:10 12 15 18
22 27 33 39 47 56 68 82Sebuah rangkaian yang sangat sederhana
terdiri atas sebuah baterai dengan sebuah resistor ditunjukkan pada
gambar 2.1-a. Perhatikan bagaimana kedua elemen tersebut
digambarkan dan bagaimana menunjukkan arah arus (dari kutub positif
melewati resistor menuju kutub negatif).
Gambar 2.1 Rangkaian arus searah: a) Pemasangan komponen dan
arah arus dan b) Penambahan komponen saklar dan hambatan dalam.
Pada gambar 2.1-b, telah ditambahkan dua komponen lain pada
rangkaian, yaitu:i) Sebuah saklar untuk memutus rangkaian.ii)
Sebuah resistor dengan simbol r (huruf kecil) untuk menunjukkan
fakta bahwa tegangan baterai cenderung untuk menurun saat arus yang
ditarik dari baterai tersebut dinaikkan.Saklar mempunyai dua
kondisi yaitu:ON: Kondisi ini biasa disebut sebagai hubung singkat
(shot circuit), dimana secara ideal mempunyai karakteristik: V = 0
untuk semua harga I (yaitu R = 0).OFF: Kondisi dimana arus tidak
mengalir atau biasa disebut sebagai rangkaian terbuka (open
circuit), secara ideal mempunyai karakteristik: I = 0 untuk semua
harga V (yaitu R = ).Untuk menganalisis lebih lanjut, rangkaian di
atas perlu dipahami hukum dasar rangkaian yang disebut hukum
Kirchhoff. Terdapat beberapa cara untuk menyatakan hukum Kirchhoff,
kita coba untuk menyatakan supaya mudah diingat:
Gambar 2.2 Rangkaian sederhana dengan tiga loop
i) Arus total yang masuk pada suatu titik sambungan/cabang
adalah nol (Hukum I, disebut KCL Kirchhoff curent law ).in = 0Arah
setiap arus ditunjukkan dengan anak panah, jika arus berharga
positif maka arus mengalir searah dengan anak panah, demikian
sebaliknya. Dengan demikian untuk rangkaian seperti pada gambar 2.2
kita dapat menuliskan:in = 0-I1 + I2 + I3 = 0Tanda negatif pada I1
menunjukkan bahwa arus keluar dari titik cabang dan jika arus masuk
titik cabang diberi tanda positif.
ii) Pada setiap rangkaian tertutup (loop), jumlah penurunan
tegangan adalah nol (Hukum II, sering disebut sebagai KVL Kirchhoff
voltage law).vn = 0Pada gambar 2.2 dengan menggunakan KVL kita
dapat menuliskan tiga persamaan, yaitu:Untuk loop sebelah kiri : E1
R3 I3 R1 I1 = 0Untuk loop sebelah kanan : E2 R2 I2 R1 I1 = 0Untuk
loop luar : E 1R3 I3 R2 I2 E2 = 0
Kembali ke rangkaian pada gambar 2.1, bahwa semua komponen
dilewati arus I.Menurut Hukum II berlaku:vn = 0-E + Ir + I R = 0
(2.3)jadi besarnya arus yang mengalir tersebut adalahI = E/((R +
r))Kita tertarik padaV = I R= E R/((R + r )) (2.4)atau dari
persamaan 2.3 diperolehV = E - Ir (2.5)Persamaan 2.5 memperlihatkan
bahwa tegangan V merupakan hasil penurunan tegangan akibat adanya
beban yang dialiri arus. Simbul r disebut hambatan dalam baterai.
Nampak bahwa V merupakan bagian (fraksi) dari E. Rangkaian semacam
ini biasa disebut sebagai pembagi tegangan.
II.2 RESISTORResistor merupakan komponen elektronika yang
berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik. Resistor dibuat
dengan ukuran badan yang mencerminkan kemampuan terhadap daya lesap
yang diterimanya jika dialiri listrik yng disebut dengan kemampuan
daya listrik.Suatu resistor dengan hambatan R yang dialiri arus I
akan menerima daya resap sebesar P =I2 R, Daya ini akan di naikkan
suhu resiostor, dan jika melebihi kemampuan daya yang ditentukan
dapat menyebabkan kerusakan yang permanen. Adapun simbol resistor
atau tahanan listrik sebagai berikut:
Gambar simbol resistorResistor yang banyak digunakan dibuat dari
karbon yag dinamakan resistor film karbon. Resistor karbon
menggunakan cincin sandi warna yang dicatkan pada resistor untuk
menunjukan nilai hambatan. Untuk resistor dengan toleransi 10% dan
5% digunakan empat buah cincin dan tanpa warna toleransinya 20%.
Berikut adalah data warna, angka, dan toleransi pada resistor.
Warna Angka ToleransiHitam 0Coklat 1 1%Merah 2 2%Jingga 3Kuning
4Hijau 5Biru 6Ungu 7Abu-abu 8Putih 9Emas - 5%Perak - 10%Tak
berwarna - 20%
II.3 RANGKAIAN RESISTOR SERI DAN PARALELII.3.1 Rangkaian
SeriTiga resistor dengan hambatan R1 , R2 , dan R3 dihubungkan
seri. Tiap muatan yang melalui R1 akan melalui R2 dan R3, sehingga
arus i yang melalui R1 , R2 , dan R3 haruslah sama karena muatan
tak dapat berubah jumlahnya.Rangkaian ketiga resistor tersebut
dapat diganti dengan satu resistor tanpa mengubah keadaan baik arus
maupun tegangannya sehingga:Vad = Vab + Vbc + VcdArus yang melalui
R1 , R2 , dan R3 sama, yaitu arus i, sedangkan Vab = i R1, Vbc = i
R2, dan Vcd = i R3, sehingga persamaannya menjadi:Vad = i (R1 + R2
+ R3)Jika besarnya hambatan ekivalen dinyatakan dengan Rek,
maka:Rek = R1 + R2 + R3Dari persamaan di atas terlihat bahwa besar
hambatan ekivalen suatu rangkaian seri selalu lebih besar dari pada
hambatan masing-masing yang terhubung seri.II.3.2 Rangkaian
ParalelTiga buah resistor yang dihubungkan paralel. Arus yang
melalui tiap resistor dalam rangkaian paralel tersebut pada umumnya
berbeda, tetapi beda potensial pada ujung-ujung resistor haruslah
sama.Jika arus yang melalui masing-masing resistor dinyatakan
dengan i1, i2, dan i3, maka:i1 = Vab/R1 i2 = Vab/R2 i3 =
Vab/R3Ketiga arus tersebut berasal dari arus yang masuk ke titik a,
sehingga:i = Vab/R1 + Vab/R2 + Vab/R3i/Vab = 1/R1 + 1/R2 +
1/R31/Vab = RekSehingga:1/Rek = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3Dari persamaan di
atas dapat disimpulkan bahwa hambatan ekivalen rangkaian resistor
yang dihubungkan paralel selalu lebih kecil dari pada masing-masing
hambatan resistor yang terhubungkan paralel tersebut.
BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM
III.1 ALAT DAN BAHANIII.1.1 AlatAlat yang digunakan dalam
praktikum ini adalah sebagai berikut.Catu dayaCatu daya berfungsi
sebagai sumber tegangan DC.
MultimeterMultimeter berfungsi sebagai alat ukur resistansi,
kuat arus, dan tegangan.
Papan rangkaianPapan rangkaian berfungsi sebagai tempat memasang
atau merangkai resistor.
III.1.2 BahanBahan yang digunakan dalam praktikum ini
adalah:resistor dengan hambatan berbeda(6 buah).
III.2 PROSEDUR PRAKTIKUMIII.2.1 Resistansi pada
ResistorMenghitung nilai resistansi berdasarkan cinci warna yang
tertera pada resistor.Mengukur nilai resistansi dengan menggunakan
multimeter.Mencatat hasil pengukuran.Membandingkan hasil
perhitungan dengan pengukuran.Mengulangi prosedur di atas dengan
resistor yang berbeda nilai resistansinya.
III.2.2 Beda Potensial pada Rangkaian(1, r1) (2, r2)Va R Vba - +
+ - bIGambar bagian dari rangkaianMenbuat rangkaian seperti pada
gambar di atas, dimana titik a dan dihubungkan dengan rangkaian
lain atau dibuat dengan komponen elektronika yang nilai dan bentuk
rangkaiannya dapat ditentukan sendiri. Adapun dalam praktikum yaitu
memasang resistor pada papan rangkaian, menghubungkannya dengan
multimeter dan catu daya seperti yang terlihat pada foto
berikut.
Mengukur arus yang melewati rangkaian tersebut.Mengukur tegangan
pada tiap-tiap komponen.Mengukur tegangan pada titik a dan
b.Menghitung nilai dari IR - Membandingkan hasil pengukuran
tegangan dengan pada poin 4 dan 5 untuk membuktikan persamaan Va Vb
= Vab = IR - Mengulangi prosedur di atas dengan nilai resistor yang
berbeda.
III.2.3 Hukum KirchoffMemasang 3 buah resistor secara parallel
pada papan rangkaian dan menghubungkannya dengan multimeter dan
catu daya, seperti yang terlihat pada foto berikut.
Mengukur arus yang keluar dari sumber ggl.Mengukur arus pada
tiap-tiap resistor.Membandingkan hasil pengukuran pada poin 2 dan 3
untuk membuktikan persamaan I = I1 + I2 + I3
III.2.4 Rangkaian SeriMenyusun tiga buah resistor dengan nilai
resistansi yang berbeda secara seri pada papan rangkaian, seperti
yang terlihat pada foto berikut.
Merangkai tiga buah resistor tersebut dengan multimeter dan catu
daya, seperti yang terlihat pada foto berikut.
Mengukur nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian seri
tersebut.Membandingkan hasil pengukuran dengan hasil
perhitungan.Mengukur arus yang masuk pada rangkaian.Mengukur
tegangan pada tiap-tiap resistor dan tegangan total.Menghitung Rek
= Vtotal/I dan membandingkan hasilnya dengan poin 3 dan 4.
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 HASILIV.1.1 Beda Potensial pada RangkaianNo. Warna Resistor
Nilai Resistansi Nilai Resistansi Kuat Arus TeganganC 1 C 2 C 3 C 4
C1C2 x 10C3 C4% Hasil Pengukuran1 Merah Merah Coklat Emas 220 5%
220 21,25 x 10-3 A 4 volt2 Merah Coklat Orange Emas 21 k 5% 21 3
Kuning Ungu Orange Emas 47 k 5% 49 k4 Merah Hitam Coklat Emas 200
5% 230 5 Merah Merah Orange Emas 22 k 5% 25 k6 Kuning Ungu Coklat
Emas 470 5% 400 23,75 x 10-3 A 4 volt = 4,8 voltIV.1.2 Hukum
KirchoffR1 = 400 I = 0,05 AR2 = 220 I1 = 0,02 AR3 = 230 I2 = 0,02
AI3 = 0,01 AIV.1.3 Rangkaian SeriR1 = 400 Vtotal = 4,75 volt I = 5
x 10-3 AR2 = 220 V1 = 1 voltR3 = 230 V2 = 0,8 voltRek = 900 V3 =
2,45 voltIV.2 PEMBAHASANIV.2.1 Beda Potensial pada
RangkaianBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh:untuk R1 = 220 Vab1
= 4 voltuntuk R2 = 400 Vab2 = 4 voltAdapun untuk hasil perhitungan
dengan menggunakan persamaan IR - adalah sebagai berikut:I1R 1 - =
((21,25 x 10-3 A) x (220 )) 4,8 volt= 4,675 volt 4,8 volt= - 0,125
voltI2R 2 - = ((23,75 x 10-3 A) x (400 )) 4,8 volt= 9,5 volt 4,8
volt= 4,7 voltPerbandingan besar beda potensial berdasarkan hasil
pengukuran dengan hasil perhitungan, yaitu Vab1 tidak sama dengan
I1R 1 - dan Vab2 juga tidak sama dengan I2R 2 - . Untuk R1 = 220
diperoleh perbandingan yang sangat jauh, berarti hasil pengukuran
tersebut salah dimana kemungkinan disebabkan oleh praktikan pada
saat melakukan pengukuran dengan menggunakan multimeter. Sedangkan,
untuk R2 = 400 diperoleh perbandingan yang tidak terlalu jauh
bedanya yaitu 4 volt dengan 4,7 volt berarti kesalahan pada saat
pengukuran sangat kecil. Jadi, perbedaan atau selisih yang kecil
tersebut dapat diabaikan untuk membuktikan persamaan Va Vb = Vab =
IR - .IV.2.2 Hukum KirchoffBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh
bahwa besar kuat arus yang keluar dari sumber ggl, yaitu I =0,05 A.
Adapun kuat arus untuk tiap-tiap resistor dapat dihitung sebagai
berikut:I1 + I2 + I3 = 0,02 A + 0,02 A + 0,01 A = 0,05 AI = I1 + I2
+ I3 = 0,05 AJadi, hasil praktikum sesuai dengan teori. Dengan kata
lain, persamaan I = I1 + I2 + I3 terbukti benar. Persamaan tersebut
terdapat dalam Hukum Arus Kirchoff (HAK) atau hukum titik cabang
jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang sama
dengan arus listrik yang keluar dari titik tersebut.
IV.2.3 Rangkaian SeriBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh
bahwa nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian seri yang dibuat
yaitu Rek = 900 . Adapun nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian
seri dapat dihitung sebagai berikut:Rek = R1 + R2 + R3 = (400 + 220
+ 230) = 850 Nilai resistansi ekuivalen yang diperoleh dari
pengukuran tidak sama persis dengan nilai resistansi ekuivalen yang
diperoleh dari perhitungan, yaitu terdapat selisih sebesar 50 .
Seharusnya Rek hasil pengukuran sama dengan Rek hasil perhitungan,
dimana nilai resistansi ekuivalen suatu rangkaian seri selalu lebih
besar daripada nilai resistansi masing-masing resistor yang
terhubung seri tersebut.Adanya perbedaan atau selisih antara Rek
hasil pengukuran dengan hasil perhitungan, kemungkinan disebabkan
oleh beberapa faktor yaitu adanya kerusakan pada komponen yang
diukur (resistor), kerusakan pada alat ukur (multimeter), atau
kesalahan praktikan dalam menggunakan multimeter ketika megukur
nilai resistansi masing-masing resistor ataupun nilai resistansi
ekuivalen (Rek) pada rangkaian seri tersebut.Pada rangkaian seri
juga terdapat persamaan Rek = Vtotal/I . Adapun untuk hasil
perhitungannya adalah sebagai berikut.Rek = Vtotal/I = (4,75
volt)/(5 x 10 A) = 950 Nilai Rek hasil pengukuran, Rek hasil
perhitungan, dan Rek yang diperoleh berdasarkan persamaan di atas
tidak sama persis, yaitu terdapat selisih sebesar 50 . Adanya
selisih tersebut, kemungkinan disebabkan oleh adanya beberapa
faktor yang telah disebutkan sebelumnya.
BAB VPENUTUP
V.1 KESIMPULANAdapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari
praktikum ini yaitu:Persamaan Va Vb = Vab = IR - terbukti benar,
tetapi terdapat sedikit perbedaan antara hasil pengukuran dengan
hasil perhitungan.Persamaan I = I1 + I2 + I3 terbukti benar, dimana
jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang sama
dengan arus listrik yang keluar dari titik tersebut (Hukum Arus
Kirchoff atau Hukum Kirchoff I). Jadi, hasil praktikum sesuai
dengan teori.Nilai Rek hasil pengukuran, Rek hasil perhitungan, dan
Rek yang diperoleh berdasarkan persamaan Rek = Vtotal/I tidak sama
persis, yaitu terdapat selisih sebesar 50 . Jadi, terdapat sedikit
perbedaan antara hasil praktikum dengan teori.
V.2 KRITIK DAN SARANV.2.1 Laboratorium Elektronika dan
InstrumentasiKritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan
instrumentasi, yaitu alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak,
akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.
V.2.2. AsistenKritik dan saran untuk asisten, yaitu:asisten
sebaiknya datang tepat waktu sama halnya dengan praktikan pada saat
memasuki laboratorium sehingga dapat memberikan soal respon dan
praktikum pun dapat segera dimulai,sikap asisten sudah cukup baik
dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan
tetapi perlu ditingkatkan lagi.
DAFTAR PUSTAKA
http://elekdasar.blogspot.com/2008/10/listrik.arus.searah.htmlhttp://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Pengenalan_Wajah_Komponen_ElektronikaTim
Penyusun Fisika Dasar Universitas Hasanuddin Makassar. 2009. Fisika
Dasar II. UPT-MKU Universitas Hasanuddin. Makassar.Diposkan17th
December 2010olehAlfred Budiyono0Tambahkan komentar2.
DEC9Diposkan9th December 2010olehAlfred Budiyono0Tambahkan
komentar3. DEC9
Rangkaian Arus SearahLAPORAN PRAKTIKUMELEKTRONIKA FISIS DASAR
I
PENDAHULUAN
I.1 LATAR BELAKANGArus listrik searah adalah arus listrik yang
nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak berubah dari
positif ke negatif, atau sebaliknya).Arus listrik searah dikenal
dengan singkatan DC (Direct Current). Sesuai dengan namanya listrik
arus searah itu mengalir ke satu jurusan saja dalam kawat
penghantar, yaitu dari kutub positip (+) ke kutub negatip
(-).Penerapan arus listrik searah dapat dilihat di dalam rangkaian
seri dan rangkaian paralel. Selain itu, dalam penerapan Hukum
Kirchoff pada suatu rangkaian juga terdapat arus listrik
searah.
I.2 RUANG LINGKUPPraktikum ini mengenai rangkaian arus searah,
dimana ruang lingkupnya meliputi pengukuran hambatan pada beberapa
resistor, beda potensial dalam rangkaian listrik, kuat arus pada
rangkaian yang berdasarkan penerapan Hukum Arus Kirchoff (HAK),
kuat arus dan tegangan pada rangkaian seri.
I.3 TUJUANTujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah sebagai
berikut.Mengukur beda potensial pada rangkaian listrik.Menerapkan
Hukum Arus Kirchoff pada rangkaian listrik.Menganalisa rangkaian
seri.BAB IITINJAUAN PUSTAKA
II.1 ARUS SERAH (DC) & HUKUM KIRCHOFFArus searah adalah arus
listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak
berubah dari positif kenegatif, atau sebaliknya).
Pada rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan searah,
yaitu arus dan tegangan yang tidak berubah terhadap waktu. Elemen
pada rangkaian DC meliputi:i) bateraiii) hambatan daniii) kawat
penghantarBaterai menghasilkan e.m.f untuk menggerakkan elektron
yang akhirnya menghasilkan aliran listrik. Sebutan rangkaian sangat
cocok digunakan karena dalam hal ini harus terjadi suatu lintasan
elektron secara lengkap meninggalkan kutub negatif dan kembali ke
kutub positif. Hambatan kawat penghantar sedemikian kecilnya
sehingga dalam prakteknya harganya dapat diabaikan.Bentuk hambatan
(resistor) di pasaran sangat bervariasi, berharga mulai 0,1 sampai
10 M atau lebih besar lagi. Resistor standar untuk toleransi 10 %
biasanya bernilai resistansi kelipatan 10 atau 0,1 dari:10 12 15 18
22 27 33 39 47 56 68 82Sebuah rangkaian yang sangat sederhana
terdiri atas sebuah baterai dengan sebuah resistor ditunjukkan pada
gambar 2.1-a. Perhatikan bagaimana kedua elemen tersebut
digambarkan dan bagaimana menunjukkan arah arus (dari kutub positif
melewati resistor menuju kutub negatif).
Gambar 2.1 Rangkaian arus searah: a) Pemasangan komponen dan
arah arus dan b) Penambahan komponen saklar dan hambatan dalam.
Pada gambar 2.1-b, telah ditambahkan dua komponen lain pada
rangkaian, yaitu:i) Sebuah saklar untuk memutus rangkaian.ii)
Sebuah resistor dengan simbol r (huruf kecil) untuk menunjukkan
fakta bahwa tegangan baterai cenderung untuk menurun saat arus yang
ditarik dari baterai tersebut dinaikkan.Saklar mempunyai dua
kondisi yaitu:ON: Kondisi ini biasa disebut sebagai hubung singkat
(shot circuit), dimana secara ideal mempunyai karakteristik: V = 0
untuk semua harga I (yaitu R = 0).OFF: Kondisi dimana arus tidak
mengalir atau biasa disebut sebagai rangkaian terbuka (open
circuit), secara ideal mempunyai karakteristik: I = 0 untuk semua
harga V (yaitu R = ).Untuk menganalisis lebih lanjut, rangkaian di
atas perlu dipahami hukum dasar rangkaian yang disebut hukum
Kirchhoff. Terdapat beberapa cara untuk menyatakan hukum Kirchhoff,
kita coba untuk menyatakan supaya mudah diingat:
Gambar 2.2 Rangkaian sederhana dengan tiga loop
i) Arus total yang masuk pada suatu titik sambungan/cabang
adalah nol (Hukum I, disebut KCL Kirchhoff curent law ).in = 0Arah
setiap arus ditunjukkan dengan anak panah, jika arus berharga
positif maka arus mengalir searah dengan anak panah, demikian
sebaliknya. Dengan demikian untuk rangkaian seperti pada gambar 2.2
kita dapat menuliskan:in = 0-I1 + I2 + I3 = 0Tanda negatif pada I1
menunjukkan bahwa arus keluar dari titik cabang dan jika arus masuk
titik cabang diberi tanda positif.
ii) Pada setiap rangkaian tertutup (loop), jumlah penurunan
tegangan adalah nol (Hukum II, sering disebut sebagai KVL Kirchhoff
voltage law).vn = 0Pada gambar 2.2 dengan menggunakan KVL kita
dapat menuliskan tiga persamaan, yaitu:Untuk loop sebelah kiri : E1
R3 I3 R1 I1 = 0Untuk loop sebelah kanan : E2 R2 I2 R1 I1 = 0Untuk
loop luar : E 1R3 I3 R2 I2 E2 = 0
Kembali ke rangkaian pada gambar 2.1, bahwa semua komponen
dilewati arus I.Menurut Hukum II berlaku:vn = 0-E + Ir + I R = 0
(2.3)jadi besarnya arus yang mengalir tersebut adalahI = E/((R +
r))Kita tertarik padaV = I R= E R/((R + r )) (2.4)atau dari
persamaan 2.3 diperolehV = E - Ir (2.5)Persamaan 2.5 memperlihatkan
bahwa tegangan V merupakan hasil penurunan tegangan akibat adanya
beban yang dialiri arus. Simbul r disebut hambatan dalam baterai.
Nampak bahwa V merupakan bagian (fraksi) dari E. Rangkaian semacam
ini biasa disebut sebagai pembagi tegangan.
II.2 RESISTORResistor merupakan komponen elektronika yang
berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik. Resistor dibuat
dengan ukuran badan yang mencerminkan kemampuan terhadap daya lesap
yang diterimanya jika dialiri listrik yng disebut dengan kemampuan
daya listrik.Suatu resistor dengan hambatan R yang dialiri arus I
akan menerima daya resap sebesar P =I2 R, Daya ini akan di naikkan
suhu resiostor, dan jika melebihi kemampuan daya yang ditentukan
dapat menyebabkan kerusakan yang permanen. Adapun simbol resistor
atau tahanan listrik sebagai berikut:
Gambar simbol resistorResistor yang banyak digunakan dibuat dari
karbon yag dinamakan resistor film karbon. Resistor karbon
menggunakan cincin sandi warna yang dicatkan pada resistor untuk
menunjukan nilai hambatan. Untuk resistor dengan toleransi 10% dan
5% digunakan empat buah cincin dan tanpa warna toleransinya 20%.
Berikut adalah data warna, angka, dan toleransi pada resistor.
Warna Angka ToleransiHitam 0Coklat 1 1%Merah 2 2%Jingga 3Kuning
4Hijau 5Biru 6Ungu 7Abu-abu 8Putih 9Emas - 5%Perak - 10%Tak
berwarna - 20%
II.3 RANGKAIAN RESISTOR SERI DAN PARALELII.3.1 Rangkaian
SeriTiga resistor dengan hambatan R1 , R2 , dan R3 dihubungkan
seri. Tiap muatan yang melalui R1 akan melalui R2 dan R3, sehingga
arus i yang melalui R1 , R2 , dan R3 haruslah sama karena muatan
tak dapat berubah jumlahnya.Rangkaian ketiga resistor tersebut
dapat diganti dengan satu resistor tanpa mengubah keadaan baik arus
maupun tegangannya sehingga:Vad = Vab + Vbc + VcdArus yang melalui
R1 , R2 , dan R3 sama, yaitu arus i, sedangkan Vab = i R1, Vbc = i
R2, dan Vcd = i R3, sehingga persamaannya menjadi:Vad = i (R1 + R2
+ R3)Jika besarnya hambatan ekivalen dinyatakan dengan Rek,
maka:Rek = R1 + R2 + R3Dari persamaan di atas terlihat bahwa besar
hambatan ekivalen suatu rangkaian seri selalu lebih besar dari pada
hambatan masing-masing yang terhubung seri.II.3.2 Rangkaian
ParalelTiga buah resistor yang dihubungkan paralel. Arus yang
melalui tiap resistor dalam rangkaian paralel tersebut pada umumnya
berbeda, tetapi beda potensial pada ujung-ujung resistor haruslah
sama.Jika arus yang melalui masing-masing resistor dinyatakan
dengan i1, i2, dan i3, maka:i1 = Vab/R1 i2 = Vab/R2 i3 =
Vab/R3Ketiga arus tersebut berasal dari arus yang masuk ke titik a,
sehingga:i = Vab/R1 + Vab/R2 + Vab/R3i/Vab = 1/R1 + 1/R2 +
1/R31/Vab = RekSehingga:1/Rek = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3Dari persamaan di
atas dapat disimpulkan bahwa hambatan ekivalen rangkaian resistor
yang dihubungkan paralel selalu lebih kecil dari pada masing-masing
hambatan resistor yang terhubungkan paralel tersebut.
BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM
III.1 ALAT DAN BAHANIII.1.1 AlatAlat yang digunakan dalam
praktikum ini adalah sebagai berikut.Catu dayaCatu daya berfungsi
sebagai sumber tegangan DC.
MultimeterMultimeter berfungsi sebagai alat ukur resistansi,
kuat arus, dan tegangan.
Papan rangkaianPapan rangkaian berfungsi sebagai tempat memasang
atau merangkai resistor.
III.1.2 BahanBahan yang digunakan dalam praktikum ini
adalah:resistor dengan hambatan berbeda(6 buah).
III.2 PROSEDUR PRAKTIKUMIII.2.1 Resistansi pada
ResistorMenghitung nilai resistansi berdasarkan cinci warna yang
tertera pada resistor.Mengukur nilai resistansi dengan menggunakan
multimeter.Mencatat hasil pengukuran.Membandingkan hasil
perhitungan dengan pengukuran.Mengulangi prosedur di atas dengan
resistor yang berbeda nilai resistansinya.
III.2.2 Beda Potensial pada Rangkaian(1, r1) (2, r2)Va R Vba - +
+ - bIGambar bagian dari rangkaianMenbuat rangkaian seperti pada
gambar di atas, dimana titik a dan dihubungkan dengan rangkaian
lain atau dibuat dengan komponen elektronika yang nilai dan bentuk
rangkaiannya dapat ditentukan sendiri. Adapun dalam praktikum yaitu
memasang resistor pada papan rangkaian, menghubungkannya dengan
multimeter dan catu daya seperti yang terlihat pada foto
berikut.
Mengukur arus yang melewati rangkaian tersebut.Mengukur tegangan
pada tiap-tiap komponen.Mengukur tegangan pada titik a dan
b.Menghitung nilai dari IR - Membandingkan hasil pengukuran
tegangan dengan pada poin 4 dan 5 untuk membuktikan persamaan Va Vb
= Vab = IR - Mengulangi prosedur di atas dengan nilai resistor yang
berbeda.
III.2.3 Hukum KirchoffMemasang 3 buah resistor secara parallel
pada papan rangkaian dan menghubungkannya dengan multimeter dan
catu daya, seperti yang terlihat pada foto berikut.
Mengukur arus yang keluar dari sumber ggl.Mengukur arus pada
tiap-tiap resistor.Membandingkan hasil pengukuran pada poin 2 dan 3
untuk membuktikan persamaan I = I1 + I2 + I3
III.2.4 Rangkaian SeriMenyusun tiga buah resistor dengan nilai
resistansi yang berbeda secara seri pada papan rangkaian, seperti
yang terlihat pada foto berikut.
Merangkai tiga buah resistor tersebut dengan multimeter dan catu
daya, seperti yang terlihat pada foto berikut.
Mengukur nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian seri
tersebut.Membandingkan hasil pengukuran dengan hasil
perhitungan.Mengukur arus yang masuk pada rangkaian.Mengukur
tegangan pada tiap-tiap resistor dan tegangan total.Menghitung Rek
= Vtotal/I dan membandingkan hasilnya dengan poin 3 dan 4.
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 HASILIV.1.1 Beda Potensial pada RangkaianNo. Warna Resistor
Nilai Resistansi Nilai Resistansi Kuat Arus TeganganC 1 C 2 C 3 C 4
C1C2 x 10C3 C4% Hasil Pengukuran1 Merah Merah Coklat Emas 220 5%
220 21,25 x 10-3 A 4 volt2 Merah Coklat Orange Emas 21 k 5% 21 3
Kuning Ungu Orange Emas 47 k 5% 49 k4 Merah Hitam Coklat Emas 200
5% 230 5 Merah Merah Orange Emas 22 k 5% 25 k6 Kuning Ungu Coklat
Emas 470 5% 400 23,75 x 10-3 A 4 volt = 4,8 voltIV.1.2 Hukum
KirchoffR1 = 400 I = 0,05 AR2 = 220 I1 = 0,02 AR3 = 230 I2 = 0,02
AI3 = 0,01 AIV.1.3 Rangkaian SeriR1 = 400 Vtotal = 4,75 volt I = 5
x 10-3 AR2 = 220 V1 = 1 voltR3 = 230 V2 = 0,8 voltRek = 900 V3 =
2,45 voltIV.2 PEMBAHASANIV.2.1 Beda Potensial pada
RangkaianBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh:untuk R1 = 220 Vab1
= 4 voltuntuk R2 = 400 Vab2 = 4 voltAdapun untuk hasil perhitungan
dengan menggunakan persamaan IR - adalah sebagai berikut:I1R 1 - =
((21,25 x 10-3 A) x (220 )) 4,8 volt= 4,675 volt 4,8 volt= - 0,125
voltI2R 2 - = ((23,75 x 10-3 A) x (400 )) 4,8 volt= 9,5 volt 4,8
volt= 4,7 voltPerbandingan besar beda potensial berdasarkan hasil
pengukuran dengan hasil perhitungan, yaitu Vab1 tidak sama dengan
I1R 1 - dan Vab2 juga tidak sama dengan I2R 2 - . Untuk R1 = 220
diperoleh perbandingan yang sangat jauh, berarti hasil pengukuran
tersebut salah dimana kemungkinan disebabkan oleh praktikan pada
saat melakukan pengukuran dengan menggunakan multimeter. Sedangkan,
untuk R2 = 400 diperoleh perbandingan yang tidak terlalu jauh
bedanya yaitu 4 volt dengan 4,7 volt berarti kesalahan pada saat
pengukuran sangat kecil. Jadi, perbedaan atau selisih yang kecil
tersebut dapat diabaikan untuk membuktikan persamaan Va Vb = Vab =
IR - .IV.2.2 Hukum KirchoffBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh
bahwa besar kuat arus yang keluar dari sumber ggl, yaitu I =0,05 A.
Adapun kuat arus untuk tiap-tiap resistor dapat dihitung sebagai
berikut:I1 + I2 + I3 = 0,02 A + 0,02 A + 0,01 A = 0,05 AI = I1 + I2
+ I3 = 0,05 AJadi, hasil praktikum sesuai dengan teori. Dengan kata
lain, persamaan I = I1 + I2 + I3 terbukti benar. Persamaan tersebut
terdapat dalam Hukum Arus Kirchoff (HAK) atau hukum titik cabang
jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang sama
dengan arus listrik yang keluar dari titik tersebut.
IV.2.3 Rangkaian SeriBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh
bahwa nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian seri yang dibuat
yaitu Rek = 900 . Adapun nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian
seri dapat dihitung sebagai berikut:Rek = R1 + R2 + R3 = (400 + 220
+ 230) = 850 Nilai resistansi ekuivalen yang diperoleh dari
pengukuran tidak sama persis dengan nilai resistansi ekuivalen yang
diperoleh dari perhitungan, yaitu terdapat selisih sebesar 50 .
Seharusnya Rek hasil pengukuran sama dengan Rek hasil perhitungan,
dimana nilai resistansi ekuivalen suatu rangkaian seri selalu lebih
besar daripada nilai resistansi masing-masing resistor yang
terhubung seri tersebut.Adanya perbedaan atau selisih antara Rek
hasil pengukuran dengan hasil perhitungan, kemungkinan disebabkan
oleh beberapa faktor yaitu adanya kerusakan pada komponen yang
diukur (resistor), kerusakan pada alat ukur (multimeter), atau
kesalahan praktikan dalam menggunakan multimeter ketika megukur
nilai resistansi masing-masing resistor ataupun nilai resistansi
ekuivalen (Rek) pada rangkaian seri tersebut.Pada rangkaian seri
juga terdapat persamaan Rek = Vtotal/I . Adapun untuk hasil
perhitungannya adalah sebagai berikut.Rek = Vtotal/I = (4,75
volt)/(5 x 10 A) = 950 Nilai Rek hasil pengukuran, Rek hasil
perhitungan, dan Rek yang diperoleh berdasarkan persamaan di atas
tidak sama persis, yaitu terdapat selisih sebesar 50 . Adanya
selisih tersebut, kemungkinan disebabkan oleh adanya beberapa
faktor yang telah disebutkan sebelumnya.
BAB VPENUTUP
V.1 KESIMPULANAdapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari
praktikum ini yaitu:Persamaan Va Vb = Vab = IR - terbukti benar,
tetapi terdapat sedikit perbedaan antara hasil pengukuran dengan
hasil perhitungan.Persamaan I = I1 + I2 + I3 terbukti benar, dimana
jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang sama
dengan arus listrik yang keluar dari titik tersebut (Hukum Arus
Kirchoff atau Hukum Kirchoff I). Jadi, hasil praktikum sesuai
dengan teori.Nilai Rek hasil pengukuran, Rek hasil perhitungan, dan
Rek yang diperoleh berdasarkan persamaan Rek = Vtotal/I tidak sama
persis, yaitu terdapat selisih sebesar 50 . Jadi, terdapat sedikit
perbedaan antara hasil praktikum dengan teori.
V.2 KRITIK DAN SARANV.2.1 Laboratorium Elektronika dan
InstrumentasiKritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan
instrumentasi, yaitu alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak,
akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.
V.2.2. AsistenKritik dan saran untuk asisten, yaitu:asisten
sebaiknya datang tepat waktu sama halnya dengan praktikan pada saat
memasuki laboratorium sehingga dapat memberikan soal respon dan
praktikum pun dapat segera dimulai,sikap asisten sudah cukup baik
dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan
tetapi perlu ditingkatkan lagi.
DAFTAR PUSTAKA
http://elekdasar.blogspot.com/2008/10/listrik.arus.searah.htmlhttp://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Pengenalan_Wajah_Komponen_ElektronikaTim
Penyusun Fisika Dasar Universitas Hasanuddin Makassar. 2009. Fisika
Dasar II. UPT-MKU Universitas Hasanuddin. Makassar.
LAPORAN PRAKTIKUMELEKTRONIKA FISIS DASAR I
Nama : Alfred BudionoNIM / Kelompok : H21109270 / 1VNama Asisten
: MulawarmanJudul Praktikum : Rangkaian Arus Searah
JURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN2010BAB IPENDAHULUAN
I.1 LATAR BELAKANGArus listrik searah adalah arus listrik yang
nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak berubah dari
positif ke negatif, atau sebaliknya).Arus listrik searah dikenal
dengan singkatan DC (Direct Current). Sesuai dengan namanya listrik
arus searah itu mengalir ke satu jurusan saja dalam kawat
penghantar, yaitu dari kutub positip (+) ke kutub negatip
(-).Penerapan arus listrik searah dapat dilihat di dalam rangkaian
seri dan rangkaian paralel. Selain itu, dalam penerapan Hukum
Kirchoff pada suatu rangkaian juga terdapat arus listrik
searah.
I.2 RUANG LINGKUPPraktikum ini mengenai rangkaian arus searah,
dimana ruang lingkupnya meliputi pengukuran hambatan pada beberapa
resistor, beda potensial dalam rangkaian listrik, kuat arus pada
rangkaian yang berdasarkan penerapan Hukum Arus Kirchoff (HAK),
kuat arus dan tegangan pada rangkaian seri.
I.3 TUJUANTujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah sebagai
berikut.Mengukur beda potensial pada rangkaian listrik.Menerapkan
Hukum Arus Kirchoff pada rangkaian listrik.Menganalisa rangkaian
seri.BAB IITINJAUAN PUSTAKA
II.1 ARUS SERAH (DC) & HUKUM KIRCHOFFArus searah adalah arus
listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak
berubah dari positif kenegatif, atau sebaliknya).
Pada rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan searah,
yaitu arus dan tegangan yang tidak berubah terhadap waktu. Elemen
pada rangkaian DC meliputi:i) bateraiii) hambatan daniii) kawat
penghantarBaterai menghasilkan e.m.f untuk menggerakkan elektron
yang akhirnya menghasilkan aliran listrik. Sebutan rangkaian sangat
cocok digunakan karena dalam hal ini harus terjadi suatu lintasan
elektron secara lengkap meninggalkan kutub negatif dan kembali ke
kutub positif. Hambatan kawat penghantar sedemikian kecilnya
sehingga dalam prakteknya harganya dapat diabaikan.Bentuk hambatan
(resistor) di pasaran sangat bervariasi, berharga mulai 0,1 sampai
10 M atau lebih besar lagi. Resistor standar untuk toleransi 10 %
biasanya bernilai resistansi kelipatan 10 atau 0,1 dari:10 12 15 18
22 27 33 39 47 56 68 82Sebuah rangkaian yang sangat sederhana
terdiri atas sebuah baterai dengan sebuah resistor ditunjukkan pada
gambar 2.1-a. Perhatikan bagaimana kedua elemen tersebut
digambarkan dan bagaimana menunjukkan arah arus (dari kutub positif
melewati resistor menuju kutub negatif).
Gambar 2.1 Rangkaian arus searah: a) Pemasangan komponen dan
arah arus dan b) Penambahan komponen saklar dan hambatan dalam.
Pada gambar 2.1-b, telah ditambahkan dua komponen lain pada
rangkaian, yaitu:i) Sebuah saklar untuk memutus rangkaian.ii)
Sebuah resistor dengan simbol r (huruf kecil) untuk menunjukkan
fakta bahwa tegangan baterai cenderung untuk menurun saat arus yang
ditarik dari baterai tersebut dinaikkan.Saklar mempunyai dua
kondisi yaitu:ON: Kondisi ini biasa disebut sebagai hubung singkat
(shot circuit), dimana secara ideal mempunyai karakteristik: V = 0
untuk semua harga I (yaitu R = 0).OFF: Kondisi dimana arus tidak
mengalir atau biasa disebut sebagai rangkaian terbuka (open
circuit), secara ideal mempunyai karakteristik: I = 0 untuk semua
harga V (yaitu R = ).Untuk menganalisis lebih lanjut, rangkaian di
atas perlu dipahami hukum dasar rangkaian yang disebut hukum
Kirchhoff. Terdapat beberapa cara untuk menyatakan hukum Kirchhoff,
kita coba untuk menyatakan supaya mudah diingat:
Gambar 2.2 Rangkaian sederhana dengan tiga loop
i) Arus total yang masuk pada suatu titik sambungan/cabang
adalah nol (Hukum I, disebut KCL Kirchhoff curent law ).in = 0Arah
setiap arus ditunjukkan dengan anak panah, jika arus berharga
positif maka arus mengalir searah dengan anak panah, demikian
sebaliknya. Dengan demikian untuk rangkaian seperti pada gambar 2.2
kita dapat menuliskan:in = 0-I1 + I2 + I3 = 0Tanda negatif pada I1
menunjukkan bahwa arus keluar dari titik cabang dan jika arus masuk
titik cabang diberi tanda positif.
ii) Pada setiap rangkaian tertutup (loop), jumlah penurunan
tegangan adalah nol (Hukum II, sering disebut sebagai KVL Kirchhoff
voltage law).vn = 0Pada gambar 2.2 dengan menggunakan KVL kita
dapat menuliskan tiga persamaan, yaitu:Untuk loop sebelah kiri : E1
R3 I3 R1 I1 = 0Untuk loop sebelah kanan : E2 R2 I2 R1 I1 = 0Untuk
loop luar : E 1R3 I3 R2 I2 E2 = 0
Kembali ke rangkaian pada gambar 2.1, bahwa semua komponen
dilewati arus I.Menurut Hukum II berlaku:vn = 0-E + Ir + I R = 0
(2.3)jadi besarnya arus yang mengalir tersebut adalahI = E/((R +
r))Kita tertarik padaV = I R= E R/((R + r )) (2.4)atau dari
persamaan 2.3 diperolehV = E - Ir (2.5)Persamaan 2.5 memperlihatkan
bahwa tegangan V merupakan hasil penurunan tegangan akibat adanya
beban yang dialiri arus. Simbul r disebut hambatan dalam baterai.
Nampak bahwa V merupakan bagian (fraksi) dari E. Rangkaian semacam
ini biasa disebut sebagai pembagi tegangan.
II.2 RESISTORResistor merupakan komponen elektronika yang
berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik. Resistor dibuat
dengan ukuran badan yang mencerminkan kemampuan terhadap daya lesap
yang diterimanya jika dialiri listrik yng disebut dengan kemampuan
daya listrik.Suatu resistor dengan hambatan R yang dialiri arus I
akan menerima daya resap sebesar P =I2 R, Daya ini akan di naikkan
suhu resiostor, dan jika melebihi kemampuan daya yang ditentukan
dapat menyebabkan kerusakan yang permanen. Adapun simbol resistor
atau tahanan listrik sebagai berikut:
Gambar simbol resistorResistor yang banyak digunakan dibuat dari
karbon yag dinamakan resistor film karbon. Resistor karbon
menggunakan cincin sandi warna yang dicatkan pada resistor untuk
menunjukan nilai hambatan. Untuk resistor dengan toleransi 10% dan
5% digunakan empat buah cincin dan tanpa warna toleransinya 20%.
Berikut adalah data warna, angka, dan toleransi pada resistor.
Warna Angka ToleransiHitam 0Coklat 1 1%Merah 2 2%Jingga 3Kuning
4Hijau 5Biru 6Ungu 7Abu-abu 8Putih 9Emas - 5%Perak - 10%Tak
berwarna - 20%
II.3 RANGKAIAN RESISTOR SERI DAN PARALELII.3.1 Rangkaian
SeriTiga resistor dengan hambatan R1 , R2 , dan R3 dihubungkan
seri. Tiap muatan yang melalui R1 akan melalui R2 dan R3, sehingga
arus i yang melalui R1 , R2 , dan R3 haruslah sama karena muatan
tak dapat berubah jumlahnya.Rangkaian ketiga resistor tersebut
dapat diganti dengan satu resistor tanpa mengubah keadaan baik arus
maupun tegangannya sehingga:Vad = Vab + Vbc + VcdArus yang melalui
R1 , R2 , dan R3 sama, yaitu arus i, sedangkan Vab = i R1, Vbc = i
R2, dan Vcd = i R3, sehingga persamaannya menjadi:Vad = i (R1 + R2
+ R3)Jika besarnya hambatan ekivalen dinyatakan dengan Rek,
maka:Rek = R1 + R2 + R3Dari persamaan di atas terlihat bahwa besar
hambatan ekivalen suatu rangkaian seri selalu lebih besar dari pada
hambatan masing-masing yang terhubung seri.II.3.2 Rangkaian
ParalelTiga buah resistor yang dihubungkan paralel. Arus yang
melalui tiap resistor dalam rangkaian paralel tersebut pada umumnya
berbeda, tetapi beda potensial pada ujung-ujung resistor haruslah
sama.Jika arus yang melalui masing-masing resistor dinyatakan
dengan i1, i2, dan i3, maka:i1 = Vab/R1 i2 = Vab/R2 i3 =
Vab/R3Ketiga arus tersebut berasal dari arus yang masuk ke titik a,
sehingga:i = Vab/R1 + Vab/R2 + Vab/R3i/Vab = 1/R1 + 1/R2 +
1/R31/Vab = RekSehingga:1/Rek = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3Dari persamaan di
atas dapat disimpulkan bahwa hambatan ekivalen rangkaian resistor
yang dihubungkan paralel selalu lebih kecil dari pada masing-masing
hambatan resistor yang terhubungkan paralel tersebut.
BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM
III.1 ALAT DAN BAHANIII.1.1 AlatAlat yang digunakan dalam
praktikum ini adalah sebagai berikut.Catu dayaCatu daya berfungsi
sebagai sumber tegangan DC.
MultimeterMultimeter berfungsi sebagai alat ukur resistansi,
kuat arus, dan tegangan.
Papan rangkaianPapan rangkaian berfungsi sebagai tempat memasang
atau merangkai resistor.
III.1.2 BahanBahan yang digunakan dalam praktikum ini
adalah:resistor dengan hambatan berbeda(6 buah).
III.2 PROSEDUR PRAKTIKUMIII.2.1 Resistansi pada
ResistorMenghitung nilai resistansi berdasarkan cinci warna yang
tertera pada resistor.Mengukur nilai resistansi dengan menggunakan
multimeter.Mencatat hasil pengukuran.Membandingkan hasil
perhitungan dengan pengukuran.Mengulangi prosedur di atas dengan
resistor yang berbeda nilai resistansinya.
III.2.2 Beda Potensial pada Rangkaian(1, r1) (2, r2)Va R Vba - +
+ - bIGambar bagian dari rangkaianMenbuat rangkaian seperti pada
gambar di atas, dimana titik a dan dihubungkan dengan rangkaian
lain atau dibuat dengan komponen elektronika yang nilai dan bentuk
rangkaiannya dapat ditentukan sendiri. Adapun dalam praktikum yaitu
memasang resistor pada papan rangkaian, menghubungkannya dengan
multimeter dan catu daya seperti yang terlihat pada foto
berikut.
Mengukur arus yang melewati rangkaian tersebut.Mengukur tegangan
pada tiap-tiap komponen.Mengukur tegangan pada titik a dan
b.Menghitung nilai dari IR - Membandingkan hasil pengukuran
tegangan dengan pada poin 4 dan 5 untuk membuktikan persamaan Va Vb
= Vab = IR - Mengulangi prosedur di atas dengan nilai resistor yang
berbeda.
III.2.3 Hukum KirchoffMemasang 3 buah resistor secara parallel
pada papan rangkaian dan menghubungkannya dengan multimeter dan
catu daya, seperti yang terlihat pada foto berikut.
Mengukur arus yang keluar dari sumber ggl.Mengukur arus pada
tiap-tiap resistor.Membandingkan hasil pengukuran pada poin 2 dan 3
untuk membuktikan persamaan I = I1 + I2 + I3
III.2.4 Rangkaian SeriMenyusun tiga buah resistor dengan nilai
resistansi yang berbeda secara seri pada papan rangkaian, seperti
yang terlihat pada foto berikut.
Merangkai tiga buah resistor tersebut dengan multimeter dan catu
daya, seperti yang terlihat pada foto berikut.
Mengukur nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian seri
tersebut.Membandingkan hasil pengukuran dengan hasil
perhitungan.Mengukur arus yang masuk pada rangkaian.Mengukur
tegangan pada tiap-tiap resistor dan tegangan total.Menghitung Rek
= Vtotal/I dan membandingkan hasilnya dengan poin 3 dan 4.
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 HASILIV.1.1 Beda Potensial pada RangkaianNo. Warna Resistor
Nilai Resistansi Nilai Resistansi Kuat Arus TeganganC 1 C 2 C 3 C 4
C1C2 x 10C3 C4% Hasil Pengukuran1 Merah Merah Coklat Emas 220 5%
220 21,25 x 10-3 A 4 volt2 Merah Coklat Orange Emas 21 k 5% 21 3
Kuning Ungu Orange Emas 47 k 5% 49 k4 Merah Hitam Coklat Emas 200
5% 230 5 Merah Merah Orange Emas 22 k 5% 25 k6 Kuning Ungu Coklat
Emas 470 5% 400 23,75 x 10-3 A 4 volt = 4,8 voltIV.1.2 Hukum
KirchoffR1 = 400 I = 0,05 AR2 = 220 I1 = 0,02 AR3 = 230 I2 = 0,02
AI3 = 0,01 AIV.1.3 Rangkaian SeriR1 = 400 Vtotal = 4,75 volt I = 5
x 10-3 AR2 = 220 V1 = 1 voltR3 = 230 V2 = 0,8 voltRek = 900 V3 =
2,45 voltIV.2 PEMBAHASANIV.2.1 Beda Potensial pada
RangkaianBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh:untuk R1 = 220 Vab1
= 4 voltuntuk R2 = 400 Vab2 = 4 voltAdapun untuk hasil perhitungan
dengan menggunakan persamaan IR - adalah sebagai berikut:I1R 1 - =
((21,25 x 10-3 A) x (220 )) 4,8 volt= 4,675 volt 4,8 volt= - 0,125
voltI2R 2 - = ((23,75 x 10-3 A) x (400 )) 4,8 volt= 9,5 volt 4,8
volt= 4,7 voltPerbandingan besar beda potensial berdasarkan hasil
pengukuran dengan hasil perhitungan, yaitu Vab1 tidak sama dengan
I1R 1 - dan Vab2 juga tidak sama dengan I2R 2 - . Untuk R1 = 220
diperoleh perbandingan yang sangat jauh, berarti hasil pengukuran
tersebut salah dimana kemungkinan disebabkan oleh praktikan pada
saat melakukan pengukuran dengan menggunakan multimeter. Sedangkan,
untuk R2 = 400 diperoleh perbandingan yang tidak terlalu jauh
bedanya yaitu 4 volt dengan 4,7 volt berarti kesalahan pada saat
pengukuran sangat kecil. Jadi, perbedaan atau selisih yang kecil
tersebut dapat diabaikan untuk membuktikan persamaan Va Vb = Vab =
IR - .IV.2.2 Hukum KirchoffBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh
bahwa besar kuat arus yang keluar dari sumber ggl, yaitu I =0,05 A.
Adapun kuat arus untuk tiap-tiap resistor dapat dihitung sebagai
berikut:I1 + I2 + I3 = 0,02 A + 0,02 A + 0,01 A = 0,05 AI = I1 + I2
+ I3 = 0,05 AJadi, hasil praktikum sesuai dengan teori. Dengan kata
lain, persamaan I = I1 + I2 + I3 terbukti benar. Persamaan tersebut
terdapat dalam Hukum Arus Kirchoff (HAK) atau hukum titik cabang
jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang sama
dengan arus listrik yang keluar dari titik tersebut.
IV.2.3 Rangkaian SeriBerdasarkan hasil pengukuran diperoleh
bahwa nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian seri yang dibuat
yaitu Rek = 900 . Adapun nilai resistansi ekuivalen pada rangkaian
seri dapat dihitung sebagai berikut:Rek = R1 + R2 + R3 = (400 + 220
+ 230) = 850 Nilai resistansi ekuivalen yang diperoleh dari
pengukuran tidak sama persis dengan nilai resistansi ekuivalen yang
diperoleh dari perhitungan, yaitu terdapat selisih sebesar 50 .
Seharusnya Rek hasil pengukuran sama dengan Rek hasil perhitungan,
dimana nilai resistansi ekuivalen suatu rangkaian seri selalu lebih
besar daripada nilai resistansi masing-masing resistor yang
terhubung seri tersebut.Adanya perbedaan atau selisih antara Rek
hasil pengukuran dengan hasil perhitungan, kemungkinan disebabkan
oleh beberapa faktor yaitu adanya kerusakan pada komponen yang
diukur (resistor), kerusakan pada alat ukur (multimeter), atau
kesalahan praktikan dalam menggunakan multimeter ketika megukur
nilai resistansi masing-masing resistor ataupun nilai resistansi
ekuivalen (Rek) pada rangkaian seri tersebut.Pada rangkaian seri
juga terdapat persamaan Rek = Vtotal/I . Adapun untuk hasil
perhitungannya adalah sebagai berikut.Rek = Vtotal/I = (4,75
volt)/(5 x 10 A) = 950 Nilai Rek hasil pengukuran, Rek hasil
perhitungan, dan Rek yang diperoleh berdasarkan persamaan di atas
tidak sama persis, yaitu terdapat selisih sebesar 50 . Adanya
selisih tersebut, kemungkinan disebabkan oleh adanya beberapa
faktor yang telah disebutkan sebelumnya.
BAB VPENUTUP
V.1 KESIMPULANAdapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari
praktikum ini yaitu:Persamaan Va Vb = Vab = IR - terbukti benar,
tetapi terdapat sedikit perbedaan antara hasil pengukuran dengan
hasil perhitungan.Persamaan I = I1 + I2 + I3 terbukti benar, dimana
jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik cabang sama
dengan arus listrik yang keluar dari titik tersebut (Hukum Arus
Kirchoff atau Hukum Kirchoff I). Jadi, hasil praktikum sesuai
dengan teori.Nilai Rek hasil pengukuran, Rek hasil perhitungan, dan
Rek yang diperoleh berdasarkan persamaan Rek = Vtotal/I tidak sama
persis, yaitu terdapat selisih sebesar 50 . Jadi, terdapat sedikit
perbedaan antara hasil praktikum dengan teori.
V.2 KRITIK DAN SARANV.2.1 Laboratorium Elektronika dan
InstrumentasiKritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan
instrumentasi, yaitu alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak,
akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.
V.2.2. AsistenKritik dan saran untuk asisten, yaitu:asisten
sebaiknya datang tepat waktu sama halnya dengan praktikan pada saat
memasuki laboratorium sehingga dapat memberikan soal respon dan
praktikum pun dapat segera dimulai,sikap asisten sudah cukup baik
dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan
tetapi perlu ditingkatkan lagi.
DAFTAR PUSTAKA
http://elekdasar.blogspot.com/2008/10/listrik.arus.searah.htmlhttp://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Pengenalan_Wajah_Komponen_ElektronikaTim
Penyusun Fisika Dasar Universitas Hasanuddin Makassar. 2009. Fisika
Dasar II. UPT-MKU Universitas Hasanuddin. Makassar.Diposkan9th
December 2010olehAlfred Budiyono0Tambahkan komentar4. DEC9
Rangkaian Arus Bolak-BalikLAPORAN PRAKTIKUMELEKTRONIKA FISIS
DASAR I
I.1 LATAR BELAKANGPada tahun 1885, George Westinghouse membuat
paten untuk listrik arus bolak-balik (AC= Alternating Current).
Listrik AC dibuat dari generator AC, dan dapat di salurkan ke
tempat yang jauh dengan lebih murah dan mudah untuk di sesuaikan.
Karena kemudahan ini lah selanjutnya orang lebih suka menggunakan
listrik AC.Sebagian besar penyaluran jarak jauh daya tegangan
tinggi sekarang menggunakan arus bolak-balik. Arus bolak-balik
memiliki keunggulan utama dalam hal energi yang dapat disalurkan
dalam jarak jauh pada tegangan yang tinggi dan arus rendah untuk
menghindari kerugian energi dalam bentuk kalor Joule. Arus tegangan
yang tinggi ini kemudian dapat diubah, hampir tanpa kehilangan
energi, ke tegangan yang lebih rendah atau lebih aman dan
bersesuaian dengan ini ke arus yang lebih tinggi untuk penggunaan
sehari-hari. Transformator yang melakukan perubahan tegangan dan
arus ini bekerja berdasarkan induksi magnetik.Lebih dari 99 persen
energi listrik yang digunakan sekarang dihasilkan oleh generator
listrik dalam bentuk arus bolak-balik. Di Amerika Utara, daya
dihantarkan oleh arus sinusoidal yang berfrekuensi 60 Hz. Piranti
seperti radio, pesawat televisi, dan panggangan gelombang mikro
mendeteksi atau membangkitkan arus bolak-balik dengan frekuensi
yang jauh lebih tinggi. Walaupun generator ac didesain untuk
membangkitkan ggl sinusoidal, arus dalam induktor, kapasitor, atau
tahanan juga sinusoidal, sekalipun tidak sefase dengan ggl
generator. Apabila ggl dan arus kedua sinusoidal nilai-nilai
maksimumnya dapat dengan mudah dihubungkan. Pelajaran tentang arus
sinusoidal ini penting karena arus yang tidak sinusoidal pun dapat
dianalisis dalam bentuk komponen sinusoidal dengan menggunakan
analisis Fourier.
I.2 RUANG LINGKUPPraktikum ini mengenai rangkaian arus
bolak-balik, dimana ruang lingkupnya meliputi pengukuran nilai
resistansi pada resistor berdasarkan warna-warna pada resistor
tersebut, penentuan nilai kapasitor, pengukuran nilai induktor,
penentuan nilai frekuensi, pembuatan rangkaian integrator,
rangkaian differensiator, dan rangkaian RLC parallel, pengamatan
sinyal output pada osiloskop jika rangkaian diberikan input dari
sinyal generator.
I.3 TUJUANTujuan dari dilakukannya praktikum ini adalah sebagai
berikut.1. Mengetahui sifat dan karakteristik dari bentuk isyarat
keluaran pada differensiator dan integrator bila diberi masukan
berupa isyarat persegi.2. Mengukur tanggapan amplitudo dan
tanggapan fasa dari suatu sumber AC tegangan dianggap tetap untuk
tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi pada rangkaian RC ini.3.
Mengukur tanggapan amplitudo rangkaian RLC parallel terhadap sumber
AC sinus arus tetap.
I.4 WAKTU & TEMPAT PRAKTIKUMPraktikum Rangkaian Arus
Bolak-Balik (Alternating Current) ini dilakukan pada hari Jumat, 8
Oktober 2010, pukul 8.30-10.30 WITA, di Laboratorium Elektronika
dan Instrumentasi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
II.1 PENGERTIAN ARUS BOLAK-BALIKArus bolak-balik (listrik AC =
alternating current) adalah arus listrik dimana besar dan arah
arusnya berubah-ubah secara bolak-balik. Arus bolak balik
dihasilkan oleh generator yang menghasilkan tegangan bolak-balik
dan biasanya dalam bentuk fungsi sinusoida (sinus atau cosinus)
karena ini yang memungkinkan pengaliran energi yang paling efisien.
Namun dalam aplikasi-aplikasi spesifik yang lain, bentuk gelombang
lain pun dapat digunakan, misalnya bentuk gelombang segitiga
(triangular wave) atau bentuk gelombang segi empat (square
wave).
II.2 ALAT UKUR ARUS BOLAK-BALIKII.2.1 OsiloskopUntuk mengamati
langsung bentuk grafik arus dan tegangan bolak-balik kita gunakan
sebuah osiloskop seperti tampak pada gambar. Dari gambar sinusoidal
yang terlihat pada layar osiloskop, dapat ditentukan nilai maksimum
dan nilai puncak ke puncak dari arus dan tegangan
bolak-balik.Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display
dan panel kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya
saja tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji
ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis-garis melintang secara
vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak dan disebut div.
Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili
sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa
digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar.Pada umumnya
osiloskop terdiri dari dua kanal yang bisa digunakan untuk melihat
dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal satu untuk melihat
sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.Sebelum
osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu
disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran.
Hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah:1. Memastikan
alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan). Disamping
untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensi
radio atau jala jala.2. Memastikan probe dalam keadaan baik.3.
Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di
osiloskop.
Gambar Panel osiloskopTombol-tombol yang terdapat di panel
osiloskop antara lain :Focus : Digunakan untuk mengatur
fokus.Intensity : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan
di layar.Trace rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di
layar.Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh
satu div di layar.Time/div : Mengatur berapa nilai waktu yang
diwakili oleh satu div di layar.Position : Untuk mengatur posisi
normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol).AC/DC : Mengatur
fungsi kapasitor kopling di terminal masukan osiloskop. Jika tombol
pada posisi AC maka pada terminal masukan diberi kapasitor kopling
sehingga hanya melewatkan komponen AC dari sinyal masukan. Namun
jika tombol diletakkanpada posisi DC maka sinyal akan terukur
dengan komponen DC-nya dikutsertakan.Ground : Digunakan untuk
melihat letak posisi ground di layar.Channel : Memilih
saluran/kanal yang digunakan.
II.2.2 Signal GeneratorSignal generator adalah piranti
pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa isyarat
berbentuk sinusoida ataupun square yang dapat diatur
frekuensinya.
Gambar signal generator
II.3 SUMBER ARUS BOLAK-BALIKSumber arus bolak balik adalah
generator arus bolak balik. Generator arus bolak balik terdiri atas
sebuah kumparan yang diputar dalam magnet. Gaya gerak listrik (GGL)
yang dihasilkan oleh generator arus bolak balik berubah secara
periodik menurut fungsi sinus dan kosinus. GGL sinusoida ini
dihasilkan oleh sebuah kumparan yang berputar dengan laju sudut
tetap. Tegangan yang dihasilkan berupa tegangan sinusoida dengan
persamaan sebagai berikut: = NBA sin t atau = m sin tdimana N =
jumlah lilitanB = besarnya induksi magneticA = luas kumparan =
frekuensi sudut putaran kumparanAdapun besar arus listrik
bolak-balik yaitu: = m sin tI . R = Im . R sin tI = Imaks sin
tGenerator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi
tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnetik. Generator
ini memperoleh energi mekanis dari prime mover atau penggerak mula.
Prinsip kerja dari generator sesuai dengan hukum Lens, yaitu arus
listrik yang diberikan pada stator akan menimbulkan momen
elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor sehingga
menimbulkan EMF pada kumparan rotor.Tegangan EMF ini akan
menghasilkan suatu arus jangkar. Jadi diesel sebagai prime mover
akan memutar rotor generator, kemudian rotor diberi eksitasi agar
menimbulkan medan magnet yang berpotongan dengan konduktor pada
stator dan menghasilkan tegangan pada stator. Karena terdapat dua
kutub yang berbeda yaitu utara dan selatan, maka pada 90o pertama
akan dihasilkan tegangan maksimum positif dan pada sudut 270o kedua
akan dihasilkan tegangan maksimum negatif. Ini terjadi secara terus
menerus/continue. Bentuk tegangan seperti ini lebih dikenal sebagai
fungsi tegangan bolak-balik.
Generator arus bolak-balik sering disebut sebagai generator
sinkron atau alternator. Generator arus bolak-balik memberikan
hubungan yang sangat penting dalam proses perubahan energi dari
batu bara, minyak, gas, atau uranium ke dalam bentuk yang
bermanfaat untuk digunakan dalam industri atau rumah tangga. Dalam
generator arus bolak-balik bertegangan rendah yang kecil, medan
diletakan pada bagian yang berputar atau rotor dan lilitan jangkar
pada bagian yang diam atau stator dari mesin.
II.4 RANGKAIAN ARUS BOLAK-BALIK1) Rangkaian Hambatan Murni
(Resistor)
Tegangan dan arus pada rangkaian hambatan murni yaitu:
2) Rangkaian Hambatan Induktif (Induktor)
Sebuah kumparan induktor mempunyai induktansi diri L dipasangkan
tegangan bolak-balik V, maka pada ujung-ujung kumparan timbul GGL
induksi yaitu:
Tegangan dan arus pada rangkaian hambatan induktif adalah:
Reaktansi induktif memiliki harga:
3) Rangkaian Hambatan Kapasitif (Kapasitor)
Sebuah kapasitor dengan kapasitas C dihubungkan dengan tegangan
bolak-balik V, maka pada kapasitor itu menjadi bermuatan, sehingga
pada plat-platnya mempunyai beda potensial sebesar:
Tegangan dan arus pada rangkaian hambatan kapasitif yaitu:
Reaktansi induktif memiliki harga:
4) Rangkaian Seri R-LHambatan seri R dan XL dihubungkan dengan
tegangan bolak-balik V.VR = beda potensial antara ujung-ujung RVL =
beda potensial antara ujung-ujung XLBesar tegangan total V ditulis
secara vektor:
Hambatan R dan XL juga dijumlahkan secara vektor:Z = impedansi
(Ohm)Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah:
5) Rangkaian Seri R-CHambatan seri R dan XC dihubungkan dengan
tegangan bolak-balik V.VR = beda potensial antara ujung-ujung RVC =
beda potensial antara ujung-ujung XCBesar tegangan total V ditulis
secara vektor:
Hambatan R dan XC juga dijumlahkan secara vektor:Z = impedansi
(Ohm)Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah:
6) Rangkaian Seri R-L-CHambatan seri R, XL dan XC dihubungkan
dengan tegangan bolak-balik V.VR = beda potensial antara
ujung-ujung RVC = beda potensial antara ujung-ujung XCVL = beda
potensial antara ujung-ujung XLBesar tegangan total V ditulis
secara vektor:
Hambatan R, XL dan XC juga dijumlahkan secara vektor:Z =
impedansi (Ohm)Kuat arus yg mengalir pada rangkaian ini adalah:
Beda fase Rangkaian R-L-C adalah:tan = VL - VC atau tan = XL -
XCVR RAda tiga kemungkinan yang bersangkutan dengan rangkaian RLC
seri yaitu:1. Bila XL>XC atau VL>VC, maka rangkaian bersifat
induktif. tg positif, demikian juga positif. Ini berarti tegangan
mendahului kuat arus.2. Bila XLT). Karena tegangan kapasitor
besamya proportional dengan integral i v1 / R,v 2C i dt RCv1 dt
VS R C Vo
Gambar Rangkaian IntegratorII.4.2 Rangkaian
DiferensiatorRangkaian RC pada gambar 1,dapat berfungsi sebagai
rangkaian deferensiator, yaitu keluaran merupakan derivatif dari
masukan. Untuk kasus masukan tegangan berupa gelombang kotak,
tegangan keluaran proportional dengan proses pemuatan dan pelucutan
sebagai reaksi dari tegangan undakan (step voltage). Dalam hal ini
rangkaian RC berfungsi sebagai pengubah gelombang kotak menjadi
bentuk rangkaian pulsa jika konstanta waktu RC berharga lebih kecil
dibandingkan periode dari gelombang masukan.
V1 C R V2
Gambar Rangkaian Diferensiator
II. 5 TAPIS LOLOS RENDAH & TINGGIII.5.1 Tapis Lolos Rendah
(Low Pass Filter)Tapis lolos rendah memberikan tegangan keluaran
yang konstan hingga frekuensi sumbat tertentu (fc). Frekuensi
sumbat (cut-off) fc juga disebut frekuensi 0,707, frekuensi -3dB,
frekuensi sudut, atau frekuensi belok. Frekuensi-frekuensi di atas
fc akan diredam (diperkecil). Kisar frekuensi di bawah fc disebut
pass band, sedangkan frekuensi di atas fc disebut frekuensi stop
band.II.5.2 Tapis Lolos Tinggi (High Pass Filter)Tapis lolos tinggi
merupaka kebalikan fungsi dari tapis lolos bawah. Tapis lolos
tinggi ini akan meredam semua frekuensi di bawah frekuensi sumbat
fc dan melewatkan semua frekuensi di atas fc. Sebagaimana pada
tapis lolos rendah, fc pada atpis lolos atas dalam persentasenya
juga diambil pada 70,7 % tegangan keluaran maksimal tapis lolos
atas dapat memiliki kemiringan yang berbeda, tergantung pada
perancangan rangkaian.BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM
III.1 ALAT DAN BAHANIII.1.1 AlatAlat yang digunakan dalam
praktikum ini adalah sebagai berikut.1. Papan rangkaian berfungsi
sebagai tempat untuk membuat rangkaian.
2. Osiloskop berfungsi untuk mengukur dan menampilkan tegangan
sinusoida, dan berbagai bentuk gelombang yang ditemukan dalam
rangkaian yang dibuat.
3. Signal generator berfungsi sebagai piranti pembangkit
isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa gelombang berbentuk
sinusoida, square, ataupun segitiga yang dapat diatur
frekuensinya.
4. Kabel jumper berfungsi sebagai penghubung dalam suatu
rangkaian.
III.1.2 BahanBahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah
sebagai berikut.1. Resistor adalah komponen elektronika pasif yang
berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik.
2. Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi
untuk mengukur kapasitas arus yang mengalir dari rangkaian
listrik.
3. Induktor adalah komponen elektronika pasif yang dapat
menyimpan arus listrik dalam bentuk induksi listrik.
III.2 PROSEDUR PRAKTIKUM
III.2.1 Rangkaian Integrator1. Mengukur terlebih dahulu nilai
resitansi resistor yang akan digunakan berdasarkan cincin warna
pada resistor tersebut.2. Menuliskan nilai kapasitansi kapasitor
yang akan digunakan, dimana tertera pada kapasitor tersebut.3.
Membuat rangkaian integrator seperti pada gambar berikut:
4. Menghidupkan osiloskop dan signal generator, kemudian
mengkalibrasi alat tersebut.5. Membuat agar sinyal generator berupa
sinusoidal 4 VPP.
6. Menghubungkan antara signal generator, osiloskop, dan
rangkaian yang telah dibuat seperti pada gambar berikut:
7. Mengatur bentuk gelombang sinusoida pada signal generator.8.
Menentukan frekuensi pada signal generator, yaitu sebesar 100 Hz,
200 Hz, 500 Hz, 1 kHz, dan 2 kHz.9. Mengamati bentuk isyarat
keluaran dari rangkaian yang ditampilkan di layar osiloskop pada
setiap frekuensi yang ditentukan.10. Mengambil gambar pada setiap
signal keluaran yang tampak pada layar osiloskop.11. Mengatur
bentuk gelombang square pada signal generator.12. Menentukan
frekuensi pada signal generator, yaitu sebesar 10 kHz.13. Mengamati
bentuk isyarat keluaran dari rangkaian yang ditampilkan di layar
osiloskop.14. Mengambil gambar signal keluaran yang tampak pada
layar osiloskop.
III.2.2 Rangkaian Diferensiator1. Mengukur terlebih dahulu nilai
resitansi resistor yang akan digunakan berdasarkan cincin warna
pada resistor tersebut.2. Menuliskan nilai kapasitansi kapasitor
yang akan digunakan, dimana tertera pada kapasitor tersebut.
3. Membuat rangkaian diferensiator seperti pada gambar
berikut:
4. Menghidupkan osiloskop dan signal generator, kemudian
mengkalibrasi alat tersebut.5. Membuat agar signal generator berupa
sinusoidal 4 VPP.6. Menghubungkan antara signal generator,
osiloskop, dan rangkaian yang telah dibuat seperti pada gambar
berikut:
7. Mengatur bentuk gelombang sinusoida pada signal generator.8.
Menentukan frekuensi pada signal generator, yaitu sebesar 100 Hz,
200 Hz, 500 Hz, 1 kHz, dan 2 kHz.9. Mengamati bentuk isyarat
keluaran dari rangkaian yang ditampilkan di layar osiloskop pada
setiap frekuensi yang ditentukan.10. Mengambil gambar pada setiap
signal keluaran yang tampak pada layar osiloskop.11. Mengatur
bentuk gelombang square pada signal generator.12. Menentukan
frekuensi pada signal generator, yaitu sebesar 10 kHz.13. Mengamati
bentuk isyarat keluaran dari rangkaian yang ditampilkan di layar
osiloskop.14. Mengambil gambar signal keluaran yang tampak pada
layar osiloskop.
III.2.3 Rangkaian RLC Paralel1. Mengukur induktansi dari
inductor yang akan digunakan.2. Menbuat rangkaian RLC parallel
seperti pada gambar berikut:
3. Menghidupkan osiloskop dan signal generator, kemudian
mengkalibrasi alat tersebut.4. Membuat agar signal generator berupa
sinusoidal 4 VPP.5. Menghubungkan antara signal generator,
osiloskop, dan rangkaian yang telah dibuat seperti pada gambar
berikut:
6. Mengatur bentuk gelombang sinusoida pada signal generator.7.
Menentukan frekuensi pada signal generator, yaitu sebesar 100 Hz,
200 Hz, 500 Hz, 1 kHz, dan 2 kHz.8. Mengamati bentuk isyarat
keluaran dari rangkaian yang ditampilkan di layar osiloskop pada
setiap frekuensi yang ditentukan.9. Mengambil gambar pada setiap
signal keluaran yang tampak pada layar osiloskop.10. Mengatur
bentuk gelombang square pada signal generator.11. Menentukan
frekuensi pada signal generator, yaitu sebesar 10 kHz.12. Mengamati
bentuk isyarat keluaran dari rangkaian yang ditampilkan di layar
osiloskop.13. Mengambil gambar signal keluaran yang tampak pada
layar osiloskop.
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 HASILIV.1.1 Tabel Pengamatana. Rangkaian IntegratorResistor
Kapasitor Data ke- FrekuensiSinusoida Square150 10-4 F 1 100 Hz 10
kHz2 200 Hz 3 500 Hz 4 1 kHz 5 2 kHz
b. Rangkaian DiferensiatorResistor Kapasitor Data ke-
FrekuensiSinusoida Square150 10-4 F 1 100 Hz 10 kHz2 200 Hz 3 500
Hz 4 1 kHz 5 2 kHz
c. Rangkaian RLC ParalelResistor Kapasitor Induktor Data ke-
FrekuensiSinusoida Square150 10-4 F 22 H 1 100 Hz 10 kHz2 200 Hz 3
500 Hz 4 1 kHz 5 2 kHz
IV.1.2 Gambar Signal Outputa. Rangkaian IntegratorGambar signal
output yang tampil pada layar osiloskop untuk bentuk gelombang
sinusoida yaitu: Data ke- 1
Data ke- 2
Data ke- 3
Data ke- 4
Data ke- 5
Gambar signal output yang tampil pada layar osiloskop untuk
bentuk gelombang square, yaitu:
b. Rangkaian DiferensiatorGambar signal output yang tampil pada
layar osiloskop untuk bentuk gelombang sinusoida yaitu: Data ke-
1
Data ke- 2
Data ke- 3
Data ke- 4
Data ke- 5
Gambar signal output yang tampil pada layar osiloskop untuk
bentuk gelombang square, yaitu:
c. Rangkaian RLC ParalelGambar signal output yang tampil pada
layar osiloskop untuk bentuk gelombang sinusoida yaitu: Data ke-
1
Data ke- 2
Data ke- 3
Data ke- 4
Data ke- 5
Gambar signal output yang tampil pada layar osiloskop untuk
bentuk gelombang square, yaitu:
IV.2 PEMBAHASANRangkaian seri R dan C merupakan rangkaian yang
banyak digunakan pada alat-alat elektronika. Rangkaian ini ada dua
macam yaitu rangkaian seri R dan C integrator dan rangkaian seri R
dan C diferensiator. Adapun dalam praktikum mengenai arus
bolak-balik ini, yaitu membuat kedua rangkaian tersebut untuk
melihat isyarat keluaran (signal output) yang tampil pada osiloskop
dari masing-masing rangkaian dengan isyarat masukan berupa isyarat
sinusoidal dan isyarat square serta diberikan frekuensi yang
berasal dari signal generator. Untuk isyarat sinusoidal baik pada
rangkaian integrator maupun diferensiator, masing-masing diberikan
frekuensi yang nilainya semakin besar, yaitu 100 Hz, 200 Hz, 500
Hz, 1 kHz, dan 2 kHz. Sedangkan untuk isyarat square baik pada
rangkaian integrator maupun diferensiator, masing-masing diberikan
frekuensi yang nilainya sama besar, yaitu 10 kHz.Berdasarkan
praktikum yang telah dilakukan, bentuk isyarat keluaran (signal
output) yang dihasilkan dari rangkaian tersebut belum sesuai yang
diinginkan, yaitu bentuk isyarat sinusoidal maupun isyarat square
dari masing-masing rangkaian yang tampil pada osiloskop sangat
sulit untuk dianalisa. Hal itu disebabkan oleh signal generator
yang tidak berfungsi dengan baik (kemungkinan rusak) dan kabel
penghubung dari signal generator dalam keadaan yang kurang baik
juga (terkelupas). Oleh karena itu, signal output yang tampil pada
osiloskop mengalami derau (noise). Jadi yang dapat disimpulkan
hanyalah mengenai bentuk isyarat keluaran, yaitu baik pada
rangkaian integrator ataupun diferensiator, keduanya sama-sama
berupa bentuk isyarat sinusoidal (berasal dari isyarat masukan
sinusoidal) dimana semakin besar frekuensi yang diberikan maka
semakin rapat bentuk isyarat sinusoidalnya. Sedangkan untuk isyarat
masukan square, isyarat keluarannya berupa isyarat square pula
tetapi terlihat hampir seperti dua garis lurus.Pada rangkaian RLC
parallel terdiri dari resistor, induktor, dan kapasitor yang
disusun secara parallel. Sama halnya dengan rangkaian integrator
dan diferensiator, bentuk isyarat keluaran (signal output) yang
dihasilkan dari rangkaian RLC parallel sangat sulit untuk dianalisa
dikarenakan hal yang sama. Frekuensi yang diberikan pada rangkaian
RLC parallel juga sama besarnya dengan frekuensi yang diberikan
pada rangkaian integrator dan diferensiator. Adapun yang dapat
disimpulkan, yaitu bentuk isyarat keluaran dari isyarat masukan
sinusoidal berupa isyarat sinusoidal pula, dimana bentuk isyarat
sinusoidalnya semakin rapat ketika frekuensi yang diberikan semakin
besar dan bentuk isyarat keluaran dari isyarat masukan square
berupa insyarat square pula tetapi terlihat hampir seperti dua
garis lurus yang berhimpit.
BAB VPENUTUP
V.1 KESIMPULANAdapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari
praktikum ini yaitu:a. Pada rangkaian differensiator dan integrator
bila diberi masukan berupa isyarat sinusoidal maka isyarat
keluarannya berupa isyarat sinusoidal, sedangkan bila diberi
masukan berupa isyarat square maka isyarat keluarannya berupa
isyarat square pula.b. Bentuk isyarat sinusoidal pada rangkaian
integrator (tapis lolos tinggi) dan rangkaian differensiator (tapis
lolos rendah) semakin merapat ketika frekuensi yang diberikan
semakin besar.c. Induktor pada rangkaian RLC sangat berpengaruh
terhadap signal output yang tampil pada osiloskop.
V.2 KRITIK DAN SARANV.2.1 Laboratorium Elektronika dan
InstrumentasiKritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan
instrumentasi, yaitu:a. alat dan bahan praktikum sudah cukup
banyak, akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.b. alat yang
tidak dapat berfungsi dengan baik, seperti osiloskop dan signal
generator sebaiknya diperbaiki atau diganti.
V.2.2. AsistenKritik dan saran untuk asisten, yaitu:a. asisten
sebaiknya datang tepat waktu sama halnya dengan praktikan pada saat
memasuki laboratorium sehingga dapat memberikan soal respon dan
praktikum pun dapat segera dimulai,b. sikap asisten sudah cukup
baik dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan
tetapi perlu ditingkatkan lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2009. Arus Bolak Balik.
http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_bolak-balik.Eka Sugandi, 2010.
Rangkaian Arus Bolak Balik. http://www.google.com/.Tipler, Paul A.
2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga. Erlangga.
Jakarta.
Diposkan9th December 2010olehAlfred Budiyono0Tambahkan
komentar5. DEC9
Komponen dan Alat Ukur ListrikBAB IPENDAHULUAN
I.1 LATAR BELAKANGElektronika adalah ilmu yang mempelajari alat
listrik arus lemah yang Pdioperasikan dengan cara mengontrol aliran
elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti
komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain
sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan
cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan
sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik
komputer, dan ilmu atau teknik elektronika dan instrumentasi.Adapun
di dalam dunia elektronika dikenal yang namanya komponen
elektronika, dimana pada komponen elektronika tersebut memiliki
karakteristik dan kegunaan yang berbeda dalam peralatan elektronik.
Selain itu, setiap komponen elektronika memiliki besaran listrik
masing-masing.Besaran listrik seperti kuat arus, tegangan,
hambatan, daya, dan sebagainya yang terdapat pada komponen
elektronika tidak dapat secara langsung ditangkap oleh panca
indera. Oleh karena itu, diperlukan alat-alat ukur untuk mengukur
besaran listrik tersebut, seperti amperemeter, voltmeter,
ohm-meter, multimeter, osiloskop, dan sebagainya.
I.2 RUANG LINGKUPRuang lingkup pada praktikum ini meliputi
pengukuran resistansi, kuat arus, dan tegangan pada resistor dengan
menggunakan multimeter, penggunaan osiloskop dan signal generator
untuk membuat gelombang sinusoida, gelombang square, dan gelombang
segitiga, serta pengukuran arus dan tegangan pada waktu pengisian
dan pengosongan kapasitor.I.3 TUJUAN PRAKTIKUMAdapun tujuan dari
praktikum ini adalah sebagai berikut.Mampu menggunakan alat-alat
ukur seperti amperemeter, voltmeter, dan multimeter untuk mengukur
besaran-besaran elektronik yang diperlukan.Mampu menggunakan
osiloskop untuk berbagai pengukuran.Mampu menggunakan berbagai
komponen listrik.Mengukur tegangan pada waktu pengisian dan
pengosongan kapasitor.
BAB IITINJAUAN PUSTAKA
II.1 KOMPONEN ELEKTRONIKAAda dua macam komponen elektronika,
yaitu komponen pasif dan komponen aktif. Contoh komponen pasif
adalah resistor, kapasitor, induktor, dan transformator. Transistor
dan rangkaian terpadu merupakan dua contoh komponen aktif. Berikut
penjelasan mengenai komponen pasif.
ResistorResistor merupakan komponen elektronika yang berfungsi
untuk menghambat aliran arus listrik. Resistor dibuat dengan ukuran
badan yang mencerminkan kemampuan terhadap daya lesap yang
diterimanya jika dialiri listrik yng disebut dengan kemampuan daya
listrik.Suatu resistor dengan hambatan R yang dialiri arus I akan
menerima daya resap sebesar P =I2 R, Daya ini akan di naikkan suhu
resiostor, dan jika melebihi kemampuan daya yang ditentukan dapat
menyebabkan kerusakan yang permanen. Adapun simbol resistor atau
tahanan listrik sebagai berikut:
Gambar simbol resistorResistor yang banyak digunakan dibuat dari
karbon yag dinamakan resistor film karbon. Resistor karbon
menggunakan cincin sandi warna yang dicatkan pada resistor untuk
menunjukan nilai hambatan. Untuk resistor dengan toleransi 10% dan
5% digunakan empat buah cincin dan tanpa warna toleransinya 20%.
Berikut adalah data warna, angka, dan toleransi pada resistor.
Warna Angka ToleransiHitam 0Coklat 1 1%Merah 2 2%Jingga 3Kuning
4Hijau 5Biru 6Ungu 7Abu-abu 8Putih 9Emas - 5%Perak - 10%Tak
berwarna - 20%
KapasitorKapasistor merupakan alat untuk mengukur kapasitas arus
yang mengalir dari rangkaian listrik. Kapasistor terbuat dari dua
buah pelat konduktor yang dipisahkan oleh suatu lapisan
isolator.Fungsi resistor untuk menyimpan arus atau tegangan
listrik. Untuk arus DC kapasistor berfungsi sebagai isolator/
penahan arus listrik,sedangkan untuk AC berfungsi sebagai konduktor
/melewatkan arus listrik. Dalam penerapan kapasistor digunakan
sebagai fiter/penyaring,perata tegangan DC pada pengubah AC ke DC
pembangkit gelombang AC atau oskalator.
Gambar simbol kapasitor
Gambar bentuk kapasitorBeberapa jenis kapasitor menurut bahan
dielektiknya antara lain:1. Kapasitor elektrolit2. Kapasitor
tantalum3. Kapasitor polyester film4. Kapasitor poliprolyene5.
Kapasitor kertas6. Kapasitor mika7. Kapasitor keramik8. Kapasitor
epoxy9. Kapasitor variabel
Kegunaan kapasitor dalam berbagai rangkaian listrik adalah:a.
mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung
kumparan apabila tiba-tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakanb.
menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian penyala
elektronikc. memilih panjang gelombang pada radio penerimad.
sebagai filter dalam catu daya (power supply).
II.2 ALAT UKUR ELEKTRONIKAUntuk mempelajari elektronika maka
dibutuhkan alat-alat ukur elektronika untuk menganalisa
besaran-besaran elektronika. Piranti dan alat ukur yang digunakan
dalam praktikum-praktikum antara lain multimeter, osciloscope, dan
signal generator. Di bawah ini penjelasan mengenai alat-alat yang
disebutkan di atas.AmperemeterAmperemeter adalah alat yang
digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang ada dalam rangkaian
tertutup. Amperemeter biasanya dipasang berderet dengan elemen
listrik. Cara menggunakannya adalah dengan menyisipkan amperemeter
secara langsung ke rangkaian.
Gambar amperemeter
Ohm-meterOhm-meter adalah alat pengukur hambatan listrik, yaitu
daya untuk menahan mengalirnya arus listrik dalam suatu konduktor.
Besarnya satuan hambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam
ohm. Alat ohm-meter ini menggunakan galvanometer untuk mengukur
besarnya arus listrik yang lewat pada suatu hambatan listrik (R),
yang kemudian dikalibrasikan ke satuan ohm.
Gambar ohm-meter
VoltmeterMerupakan alat/perkakas untuk mengukur besar tegangan
listrik dalam suatu rangkaian listrik. Alat ini terdiri dari tiga
buah lempengan tembaga yang terpasang pada sebuah bakelite yang
dirangkai dalam sebuah tabung kaca atau plastik. Lempengan luar
berperan sebagai anoda sedangkan yang di tengah sebagai katoda.
Umumnya tabung tersebut berukuran 15 x 10cm (tinggi x
diameter).
Gambar voltmeter digital
MultimeterMultimeter juga disebut Avometer terdiri dari
amperemeter, ohmmeter, dan voltmeter, bahkan ada pula yang
dilengkapi dengan kemampuan mengukur dc transistor dan nilai
kapasitansi. Satu hal yang penting yaitu batas ukur dari multimeter
pada saat melakukan pengukuran.
Gambar multimeter digital
OsciloscopeOsciloscope adalah alat yang dapat mengukur
besaran-besaran elektronika seperti tegangan AC ataupun DC,
frekuensi suatu sumber tegangan AC dan beda fasa antara dua sumber
tegangan yang berlainan, bahkan kita dapat melihat bentuk isyarat
tegangan terhadap waktu. Pola-pola gelombangisyarat yang terlihat
pada layer oscilloscope sebenarnya adalah tumbukan-tumbukan
electron yang lepas dari sumber electron di dalam tabung dengan
layer, yang diatur sedemikian rupa oleh medan-medan yang dihasilkan
keeping-keping sejajar horizontal dan vertical. Keping-keping ini
menimbulkan medan listrik yang besarnya tergantung pada tegangan
inputnya, sehingga bila ada electron yang melewati diantara
keduanya akan dibelokkan sesuai dengan besar tegangan inputnya
sehingga pada layer akan terlihat pola-pola dari isyarat
masukan.
Gambar osiloskop tampak depan
Signal GeneratorSignal generator adalah piranti pembangkit
isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa isyarat berbentuk
sinusoida ataupun square yang dapat diatur frekuensinya.
Gambar signal generator
BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM
III.1 ALAT DAN BAHANIII.1.1 AlatAlat yang digunakan dalam
praktikum ini yaitu:Papan PCBTempat memasang atau merangkai
komponen elektronika.MultimeterAlat pengukur kuat arus, tegangan,
dan resitansi.OsiloskopAlat untuk mengukur dan menampilkan tegangan
searah, tegangan sinusoida, dan berbagai bentuk gelombang yang
ditemukan dalam rangkaian elektronik.Signal generatorPiranti
pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa gelombang
berbentuk sinusoida, square, ataupun segitiga yang dapat diatur
frekuensinya.Catu dayaAlat yang berfungsi sebagai power supply.
III.1.2 BahanBahan yang digunakan dalam praktikum ini
yaitu:KapasitorKomponen elektronika pasif yang berfungsi untuk
mengukur kapasitas arus yang mengalir dari rangkaian listrik.
ResistorKomponen elektronika pasif yang berfungsi untuk
menghambat aliran arus listrik.InduktorKomponen elektronika pasif
yang dapat menyimpan arus listrik dalam bentuk induksi
listrik.DiodaKomponen elektronika aktif yang bersifat menghantarkan
arus listrik hanya pada satu arah saja.
III.2 Prosedur PraktikumIII.2.1 Alat Ukur dan Komponen
PasifMenyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan dalam
praktikum.Memperhatikan penjelasan mengenai berbagai komponen oleh
asisten.Memperhatikan keterangan dan demonstrasi penggunaan
multimeter, osiloskop, dan signal generator oleh asisten.Mencatat
kode warna pada setiap resistor dan mengukur nilai resistansinya
dengan menggunakan multimeter.Mengkalibrasi osiloskop.Membuat
gelombang sinusoida, gelombang square, dan gelombang segitiga di
osiloskop dengan menggunakan signal generator dengan perincian
sebagai berikut:2 Vpp, 1 KHz5 Vpp, 2 KHzMemasang resistor pada
papan PCB.Mengukur kuat arus dan tegangan pada resistor tersebut
dengan menggunakan multimeter dan menghubungkannya dengan catu
daya, seperti pada gambar berikut:
R
Mencatat hasil pengukuran.Mengulangi prosedur nomor 7 - 9 dengan
dua resistor lainya.III.2.2 Pengisian Muatan KapasitorRa bC1 C2
Gambar rangkaian pengisian muatan kapasitorMemasang resistor dan
kapasitor pada papan PCB.Mengukur kuat arus dan tegangan dengan
menggunakan multimeter, dimana terhubungkan dengan catu daya
(menghubungkan a dan b).Mencatat hasil pengukuran.Setelah kapasitor
terisi penuh, melepaskan hubungan dengan catu daya (melepaskan a
dan b), lalu mengukur kembali tegangannya dengan menggunakan
multimeter.Mencatat hasil pengukuran.
III.2.3 Pengosongan Muatan Kapasitor
a b Rc C1 C2
Gambar rangkaian pengosongan muatan kapasitorMemasang resistor
dan kapasitor pada papan PCB.Mengukur tegangan dengan menggunakan
multimeter, dimana terhubungkan dengan catu daya (menghubungkan a
dan b).Mencatat hasil pengukuran.Setelah kapasitor terisi penuh,
melepaskan hubungan dengan catu daya (melepaskan a dan b), lalu
menghubungkan b dan c agar kapasitor membuang muatan melalui
R.Mengukur kembali tegangannya dengan menggunakan
multimeter.Mencatat hasil pengukuran.
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
IV. 1 HASILIV 1.1 Tabel dataResistorNo. Kode Warna ResistansiAB
x 10C atau D (D atau E)% Resistansi PengukuranA B C D E1 Merah
Hitam Coklat Emas - 200 5% 200 2 Biru Abu-abu Coklat Emas - 680 5%
650 3 Orange Hitam Coklat Emas - 300 5% 400 4 Coklat Hitam Merah
Emas - 1000 5% 700 5 Merah Merah Hitam Hitam Coklat 220 1% 250
Arus dan TeganganNo. R (ohm) (volt) I (A) V (volt) P (watt)1 250
14 0,45 10 4,52 700 14 0.125 11 1,3753 400 14 - 10 -
Pengisian muatan kapasitorNo. Resistansi Kapasitansi I Vinput
Voutput1 250 47 F 0,1 A 14 11 volt2 250 47 F - - 10 volt
Pengosongan muatan kapasitorNo. Resistansi Kapasitansi I Vinput
Voutput1 250 47 F - 14 10 volt2 250 47 F - - 0 volt
IV.1.2 Pengolahan DataResistorR1 = 200 5%toleransi = 5/100 x 200
= 10 nilai resistansi min. = 200 - 10 = 190 nilai resistansi max. =
200 + 10 = 210 Jadi nilai resistansi R1 berada antara 190 s/d 210
.R2 = 680 5%toleransi = 5/100 x 680 = 34 nilai resistansi min. =
680 - 34 = 646 nilai resistansi max. = 680 + 34 = 714 Jadi nilai
resistansi R2 berada antara 646 s/d 714 .R3 = 300 5 %toleransi =
5/100 x 300 = 15 nilai resistansi min. = 300 - 15 = 285 nilai
resistansi max. = 300 + 15 = 315 Jadi nilai resistansi R3 berada
antara 285 s/d 315 .R4 = 1000 5%toleransi = 5/100 x 1000 = 50 nilai
resistansi min. = 1000 - 50 = 950 nilai resistansi max. = 1000 + 50
= 1050 Jadi nilai resistansi R3 berada antara 950 s/d 1050 .
R5 = 220 1%toleransi = 1/100 x 220 = 2,2 nilai resistansi min. =
220 2,2 = 217,8 nilai resistansi max. = 220 + 2,2 = 222,2 Jadi
nilai resistansi R3 berada antara 217,8 s/d 222,2 .
Arus dan TeganganR = 250 P = V x I= 10 volt x 0,45 A= 4,5 wattR
= 700 P = V x I= 11 volt x 0,125 A= 1,375 watt
IV.2 PEMBAHASANResistorPada R1 dan R2 diperoleh hasil
perhitungan nilai resistansi sesuai dengan resistansi pengukuran,
sedangkan pada R3 , R4 , dan R5 diperoleh hasil perhitungan nilai
resistansi tidak sesuai dengan resistansi pengukuran. Adapun hal
tersebut terjadi kemungkinan disebabkan oleh kerusakan pada R3 , R4
, dan R5 .
Arus dan TeganganKuat arus listrik adalah banyaknya muatan
listrik yang mengalir tiap detik melalui suatu penghantar,
sedangkan tegangan listrik (kadang disebut sebagai voltase) adalah
perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian
listrik. Kedua besaran tersebut sangat berkaitan erat dengan nilai
resistansi.Adapun hasil pengukuran arus dan tegangan pada resistor
dengan menggunakan multimeter dan dihubungkan dengan catu daya
sangat tidak sesuai dengan nilai resistansi pada resistor tersebut.
Hal ini terjadi kemungkinan disebabkan oleh resistor yang rusak
atau multimeter dalam keadaan rusak pula.
Pengisian Muatan KapasitorPada waktu rangkaian RC dihubungkan
dengan catu daya (sumber tegangan) maka muatan listrik pada
kapasitor tidak akan langsung terisi penuh, akan tetapi membutuhkan
waktu untuk mencapai muatan listrik pada kapasitor tersebut penuh.
Setelah muatan listrik penuh dan sumber tegangan dilepas maka
muatan listrik pada kapasitor tidak akan langsung kosong, akan
tetapi membutuhkan waktu untuk mencapai muatan listrik pada
kapasitor kosong. Hal ini disebabkan oleh adanya resistor yang
disusun seri dengan kapasitor baik pada rangkaian pengisian ataupun
pelepasan, maka arus yang mengalir dari kapasitor akan semakin
kecil sehingga muatan listrik yang ada pada kapasitor akan lebih
lama habisnya.Oleh karena itu, ketika sumber tegangan dilepas dan
rangkaian RC segera diukur kembali tegangannya dengan menggunakan
multimeter maka masih diperoleh nilai tegangan sebesar 10 volt dari
yang mulanya sebesar 11 volt pada waktu pengisian muatan.
Pengosongan Muatan KapasitorPada waktu kapasitor dihubungkan
langsung dengan catu daya (sumber tegangan), maka muatan kapasitor
akan terisi dengan cepat. Kemudian diukur tegangannya dengan
menggunakan multimeter dan diperoleh nilai tegangan sebesar 10
volt. Setelah kapasitor terisi penuh, sumber tegangan dilepas dan
rangkaian diubah menjadi rangkaian RC. Kemudian diukur kembali
tegangannya dengan menggunakan multimeter dan diperoleh nilai
tegangan sebesar 0 volt. Hal tersebut terjadi karena kapasitor
membuang muatannya melalui R.
BAB VPENUTUP
V.1 KESIMPULANAdapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari
praktikum ini yaitu:Multimeter berguna untuk mengukur kuat arus
(amperemeter), tegangan (voltmeter), dan resistansi
(ohm-meter).Osiloskop berguna untuk mengukur dan menampilkan
tegangan searah ataupun tegangan sinusoida dan dapat dihubungkan
dengan signal generator, dimana dapat diatur frekuensinya untuk
menghasilkan berbagai bentuk gelombang seperti, gelombang
sinusoida, square, dan segitiga.Resistor dan kapasitor merupakan
komponen pasif, dimana dapat bekerja tanpa adanya catu daya.
Resistor berguna untuk menghambat aliran listrik dan kapasitor
untuk mendapatkan kapasitansi tertentu.Pengisian dan pengosongan
muatan kapasitor dipengaruhi oleh susunan rangkaian kapasitor
dengan resistor.
V.2 KRITIK DAN SARANV.2.1 Laboratorium Elektronika dan
InstrumentasiKritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan
instrumentasi, yaitu alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak,
akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.
V.2.2. AsistenKritik dan saran untuk asisten, yaitu sikap
asisten sudah cukup baik dalam membimbing praktikan selama
praktikum berlangsung, akan tetapi perlu ditingkatkan lagi.
DAFTAR PUSTAKA
http://andi-iccank.com/2009/10/macam-macam-kapasitor.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Amperemeterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Komponen_elektronikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Multimeterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ohmmeterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Voltmeterhttp://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Pengenalan_Wajah_Komponen_ElektronikaDiposkan9th
December 2010olehAlfred Budiyono0Tambahkan komentar6. DEC5
DIODA SEMIKONDUKTORBahan semipenghantar mempunyai sifat-sifat di
antara bahan konduktor/penghantar dan isolator. Semipenghantar
mempunyai sifat yang unik dalam menghantarkan atau mengalirkan arus
listrik. Beberapa tipe semipenghantar pembawa arus listriknya bukan
elektron-elektronnya melainkan hole (pembawa arus pada konduktor
adalah elektron-elektron). Pada suhu yang tinggi semipenghantar
membentuk pembawa (carrier) baru yang disebut pembawa minoritas
(minority carrier).
Bahan penghantar/konduktor. Penghantar merupakan komponen yang
fundamental dalam untai-untai elektronik. Karena penghantar mudah
dalam menghantarkan arus listrik. Gambar 10 memperlihatkan seutas
kawat tembaga yang tersusun atas elektron-elektron. Pada gambar
tersebut hanya diperlihatkan bentuk sederhana dari atom tembaga.
Oleh karena hanya diperlihatkan elektron orbit terluarnya. Elektron
yang menempati orbit terluar disebut elektron valensi. Elektron
valensi memegang peranan penting sebagai pembawa arus pada atom.
Sungguhpun seutas kawat yang sangat kecil, akan mengandung
berjuta-juta atom. Pada tiap-tiap atom tembaga mempunyai satu
elektron valensi. Ikatan elektron valensi terhadap inti atom sangat
lemah, sehingga sangat mudah bergerak.
Jika kedua ujung kawat diberi rangsangan berupa gaya
elektromotif (tegangan listrik), elektron-elektron valensi akan
menanggapi gaya tersebut dengan mulai berpindah kebagian ujung
positif dari sumber tegangan. Oleh karena jumlah elektron sangat
banyak dan mudah bergerak, sehingga arus listrik dengan mudah
mengalir dari ujung positif ke ujung negatif sumber tegangan. Hal
ini dapat dikatakan bahwa tembaga mempunyai resistansi yang rendah.
Apabila bahan penghantar dipanasi maka elektron-elektron valensi
akan menjadi lebih aktif dan menjauhi inti atomnya, sehingga
gerakannya lebih cepat. Akibatnya elektron-elektron tersebut dapat
saling bertabrakan.
Gambar 10. Struktur konduktor tembaga.
Tabrakan elektron-elektron tersebut menghambat aliran arus
listrik, sehingga resistansinya menjadi bertambah. Gejala-gejala
tersebut terjadi pada semua bahan penghantar. Bahan yang mempunyai
sifat-sifat tersebut dapat dikatakan mempunyai koefisien suhu
positif. Contoh bahan penghantar adalah : tembaga (Cu), perak (Ag),
Emas (Au).
Bahan semipenghantar. Dalam mengalirkan arus bahan
semipenghantar tidak semudah yang dilakukan oleh bahan penghantar.
Pada suatu kondisi semipenghantar sangat jelek daya hantarnya
(seperti halnya bahan isolator). Silikon adalah bahan
semipenghantar yang sangat populer. Digunakan sebagai bahan dasar
dioda, transistor, IC (Integrated Circuit) dan komponen-komponen
modern lainnya. Gambar 18. memperlihatkan struktur atom
silikon.
Berkas partikel pada pusat atom, tersusun atas proton-proton dan
neutron-neutron. Berkas tersebut dinamakan inti atom.
Gambar 11. Struktur atom silikon.
Gambar 12. Struktur atom silikon yang disederhanakan.
Proton bermuatan po