TAHANAN LISTRIK DAN PENGARUHNYA

R

Percobaan 1: Hubungan tahanan dengan bahan (material)

Tembaga KuninganNiklin Panjang : Tetap

Luas penampang : TetapBahan : Berubah-ubah

Bahan Tembaga Kuningan Niklin

Besar tahanan (R)

Hasil tabel pengukuran

Kecil> Dari R Tembaga Besar

Kesimpulan Percobaan 1

Tahanan (R) Berubah – ubah sesuai dengan perubahan jenis bahan penghantar

Percobaab 2: Hubungan Tahanan dengan Luas Penampang pada bahan yang sama

Bahan TembagaLuas Penampang : BerubahSuhu : tetap

Bahan Tembaga Tembaga

Luas (A) Besar Kecil

Besar tahanan (R)Kecil Besar

Kesimpulan Percobaan 2

Tahanan (R) Berubah – ubah berbanding terbalik dengan perubahan luas penampang ( Tahanan berbanding terbalik dengan luas penampang )

Percobaan 3Hubungan tahanan dengan panjang penghantar (pada

temperatur normal 20ºC

Panjang : BerubahLuas penampang : TetapBahan : Tetap

Panjang (L) L1 Pendek L2 Sedang L3 Panjag

Tahanan (R)Kecil Sedang Besar

Kesimpulan : Percobaan 3

Tahanan (R) Berubah-ubah berbanding lurus dengan Perubahan panjang penghantar

Tahanan yang tergantung pada bahan ini disebut tahanan jenis ( )

Kesimpulan hasil percobaan 1, 2, 3

TAHANAN ( R ) :

Semakin besar Jika penghantar semakin panjang dan luas penampang semakin kecil (semakin buruk sebagai penghantar listrik)

Semakin kecil Jika penghantar semakin pendek dan luas penampang semakin besar (Semakin baik sebagai penghantar listrik)

Dari kesimpulan di atas diperoleh rumus

AL.R

R = Tahanan dalam ohm

= Tahanan jenis mmm. 2

L = Panjang penghantar dalam m

A = Luas penampang dalam mm2

Keterangan :

Tahanan jenis suatu penghantar ditentukan pada panjang 1 m, penampang 1 mm2 dan pada temperatur 200 C.

Tabel tahanan jenis

Bahan penghantar Tahanan jenis pada 200 C

 

Perak

Tembaga

Campuran aluminium

Wolfram

Nikel

Besi, baja

Konstantan

 

 

0,0164

0,0178

0,03

0,0550

0,0780

0,12 – 0,16

0,10

)mmm.

(2

Percobaan 3aHubungan Tahanan dengan Suhu

Bahan : tetapSuhu dan temperatur : Berubah

Bahan Tembaga Tembaga Tembaga

Suhu/Temperatur Rendah Sedang Tinggi

Besar tahanan (R)

Tahanan (R) Tembga

BesarKecil Sedang

Tahanan bertambah dengan pemanasan (Positive Temperatur Coeffisient – PTC )

Termasuk Penghantar dingin Contoh CU, AL, Fe

Percobaan 3 bHubungan Tahanan dengan Suhu

Bahan : tetapSuhu dan temperatur : Berubah

BahanArang Arang Arang

Suhu/Temperatur Rendah Sedang Tinggi

Besar tahanan (R)

Tahanan (R) Arang

Besar KecilSedang

Penghantar panas Tahanan berkurang dengan pemanasan ( Negative temperatur Coefficient – NTC )

Contoh bahan yang lain: Semi konduktor, Oksid logam

Misalnya

Tahanan (R) Berubah – ubah sesuai dengan sifat nilai hantar suatu bahan

Kesimpulan

Penghantar tidak tergantungTahanan tidak berubahdengan adanya pemanasan

Referensi:

Contoh :Ni, MangaanCampuran (CU, Ni, Ma )

Pemakaian :Untuk alat ukur yang sangat teliti

Contoh NTC penggunaan pada komponen kelistrikan Otomotif

Pengukur temperatur air pendingin motor

Jika temperatur air pendingin semakin tinggi,tahanan NTC semakin kecil, kuat arus yang mengalir semakin besar,

Contoh NTC penggunaan pada komponen kelistrikan otomotif :

Jika temperatur air pendingin semakin tinggi,

Pengukur temperatur air pendingin motor

kuat arus yang mengalir semakin besar.tahanan NTC semakin kecil,

Analog antara besar arus yang mengalir dengan sakala jarum dapat dipakai sebagai penunjuk tinggi rendahnya temperatur.

Bila temperatur bimetal semakin naik, muai panjang semakin besar, maka simpangan jarum semakin besar.

Contoh Penggunaan tahanan PTC : Relai waktu

• Jika arus mengalir pada kumparan, maka sakelar utama akan menutup

• Setelah beberapa saat tahanan PTC akan bertambah besar akibatnya arus mengalir pada kumparan menjadi kecil sehingga saklar utama membuka kembali.

Koefisien Temperatur (α)

Koefisien temperatur memberikan faktor perubahan tahanan akibat perubahan temperatur dari 1ºC

α =

1/k (1/ ° C)

Penghantar tidak tergantung pada temperatur

Rumus Tahanan Akhir Berlaku Umum

RT= R20 ± ΔR

RT= R20 ± R 20 . ΔT . α

± ΔR = R 20 . ΔT . α

RT= R20 (1 ± ΔT) . α

Daftar koefisien temperatur bahan  

B A H A N Koefisien temperatur

dalam Ὠ/°C

 Wolfram (bahan filamen)

Perak

Tembaga

Aluminium

Besi

Seng

Konstantan

Mangan

Timah hitam

Merkuri

Platina

 

0,005

0,0002

0,004

0,004

0,005

0,004

0,00008

0,00001

0,004

0,0009

0,0038

Contoh : Pada Kumparan stator motor Starter dengan 20C, mempunyai nilai tahanan 21,7 Tentukanlah tahanan pada 75C, (temperatur kerjanya)

Jawab :Diketahui :

R.75 = R20 + R dari label (cu) = 0,004 1/°CΔR = R 20 . T.

= R 20 . T.

= 21,7 ( 75 – 20 c ) . 0,004 1/°C

ΔR = 4,77

R.75 = 21,7 + 4,77 = 26,5

Diketahui : lampu kepala halogen 12 V, 60 W, bahan filamen dibuat dari wolfram = 0,005

Tahanan pada temperatur dingin 20C = 0,2 Ohm

Tentukan : Tahanan filamen waktu nyala dan Temperatur filamen waktu nyala 1000C

Jawab :

SoalRankaian kipas pendingin mesin, Bahan NTC Oksid logam dari yang memiliki 0,005. Pada suhu awal mesin 35oC (T35), nilai tahanan NTC R35 = 36 Ὠ.Pada suhu mesin berapa C motor kipas pendingin mesin akan berputar apabila Relay akan hidup bila tahanan NTC (RT) sudah mencapai 6 Ὠ.

6= 36 (TT+36).0,005

6= 1,8 (1 - (TT + 36))6= 1,8 . 1 - (1,8 (TT + 36))6= 1,8 . 1 - (1,8 .TT) - (1,8. 36)6= 1,8 - (1,8 .TT) - (1,8. 36)6 .1,8 = - (1,8 .TT) - (1,8. 36)6 .1,8 = - (1,8 .TT) - (1,8. 36)10,8 = - (1,8 .TT) - (64,8)10,8 + 64,8 = - 1,8 .TT75,6 = - 1,8 .TT75,6/1,8 = TT42 = TT jadi

RT= R35 (1 ± ΔT) . α RT= R35 (1 ± ΔT) . α