Laporan Praktikum

Elektronika Dasar I

ARUS LISTRIK SEARAH

NAMA : ARINI QURRATA A’YUN

NIM : H21114307

KELOMPOK : LIMA (V)

ASISTEN : RAHMI

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2015

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pada alam sendiri ada penunjukkan listrik yang sangat popular seperti kilat dan

api St. Elmo yang merupakan sinar yang muncul pada tiang layar kapal pada saat

badai. Kenyataan bahwa fenomena ini merupakan salah satu fenomena listrik asli

tidak diketahui sampai abad ke delapan belas. Sebagai contoh baru pada tahun

1752 Franklin dengan eksperimen layangannya yang terkenal menunjukkan

bahwa kilat merupkan pelepasan muatan listrik- pecikan listrik raksasa (Giancoli,

2001).

Akhirnya pada tahun 1800, sebuah peristiwa penting terjadi dimana Alessandro

Volta (1752-1827) dapat membuat batrai listrik, dn dengan baterai tersebut

menghasilkan aliran uatan listrik tetap yang pertama yaitu arus listrik searah

(tetap). Diamana teknologi selnjutnya berdasarkan arus listrik (Giancoli, 2001).

Di zaman sekarang ini listrik sudah berlimpah dan dikenal beragam rangkaian

listrik didalamnya. Yang merupakan bagian dasar dari semua alat elektronik dari

pesawat radio dan televisi sampai komputer dan bahkan mobil. Bahkan

pengukuran ilmiah dari fisika mencakup pula ilmu biologi dan kedokteran,

menggunakan rangkaian listrik. Setelah diketahui mengenai prinsip dasar dari arus

listrik maka selanjutnya untuk penerapanprinsip tersebut pada rangkaian DC

(Direct Current) dan untuk memahami cara kerja berbagai instrumen listrik

lainnya (Giancoli, 2001).

Terkhususkan untuk penganalisisan mengenai arus dan tegangan yang dibahas

pada praktikum kali ini yaitu besarnya arus dan tegangan yang mengalir pada tiap

tiap titik percabangan dari rangkaian listrik Dc. Yaitu, dapat berupa rangkaian

listrik seri, paralel, seri-paralel atau rangkaian listrik setara.

Dahulu ketika lampu pohon Natal jenis tertentu terbakar, seluruh rangkaian lampu

akan padam. Dewasa ini ketika salah satu lampu pada yang lainnya masih dapat

menyala. Bagaimanapun untuk rangkaian lainnya dengan bola lampu, apabila

anda melepaskan sebuah lampu maka seluruh lampu dalam rangkaian tersebut

akan ikut padam. Semua hal ini berkaiatan dengan rangkaian listrik yang

digunakan padanya. Sehingga selanjutnya perlu mengetahui hubungan antara

rangkaian listrik tersebut dengan sifat sifat dari arus dan tegangan yang

melewatinya (Giancoli, 2001).

Pada rangkaian arus searah ini tidak aka nada rangkaian transiien sebagai mana

diketahui rangkaian transien merupakan rangkaian pada arus bolak-balik

(Winarsih, 2002).

I.2 Ruang Lingkup

Pada praktikum kali ini membahas hal hal mengenai rangkaian pada arus searah,

sebagaimana diketahui bahwa rangkaian dalam arus searah ini dapat berupa

rangkaian seri, parallel, seri-paralel, maupun rangkaian setara. Dimana

selanjutnya pada tiap tiap rangkaian akan ditinju nilai dari besar arus dan tegangan

yang melewatinya.

I.3 Tujuan Praktikum

Setelah melakukan praktikum ini maka mahasiswa akan mampu:

1. Mengukur beda potensial pada rangkaian listrik

2. Memerapkan hukum Kirchoff pada rangkaian listrik

3. Menganalisa rangkaian listrik seri dan parallel

4. Membuat dan menganalisa rangkaian Thevenin

5. Membuat dan menganalisa rangkaian Norton

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Arus Listrik

Ketika terminal baterai dihubungkan dengan jalur penghantar yang kontiniu, maka

akan didapatkan rangkaian listrik. Biasanya batrai dalam rangkaian listrik

digambarkan seperti (Giancoli, 2001):

+ -

Gambar II.1 Simbol baterai

Garis pendek menunjukkan terminal negatif dan garis panjang menunjukkan

terminal positif. Biasanya baterai digunakan sebagai salah satu sumber listrik dari

bola lampu, pemanas, radio, dan lainnya. Ketika rangkaian ini terbentuk, muatan

akan mengalir melewati kawat rangkaian. Aliran muatan seperti inilah yang

disebut arus listrik. Lebih tepat lagi arus listrik dalam suatu rangkaian

didefinisikan sebagai jumlah total muatan yang melewatinya persatuan waktu

dalam satu titik. Dengan demikian dapat dirumuskan nilai aus rata-rata sebagai

(Giancoli, 2001):

Dimana nilai adalah jumlah muatan yang melewati konduktor pada suatu

lokasi dalam jangka waktu . Arus listrik selanjutnya dihitung dalam coloumb

per detik yang diberi satuan ampere (Giancoli, 2001).

Selanjutnya arus listrik dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu arus listrik searah

dan arus listrik bolak-balik (Jati, 2010). Dalam pembahasan kali ini akan dibahas

mengenai arus listrik searah.

II.2 Arus Listrik Searah (DC)

Arus searah atau DC disebabkan oleh sumber arus berkutub tetap. Pada arus

searah dikenl kutub positif dan kutub negatif tidak seperti pada arus listrik bolak-

balik. Seperti yang sudah dijelakan sebelumnya bahwa arus dapat difenisikan

sebagai total muatan yang mengairi suatu kawat penghantar dalam satu waktu

tertentu. Selanjutnya dikenal pula besran rapat arus listrik ⃑⃑ ) yang merupakan

besaran vektor menyatakan arus listrik persatuan luas. Arus listrik ( ) merupakan

besaran skalar, sebab merupakan hasil dari proyeksi terhadap vektor luas

penampang penghantar , sehingga (jati, 2010):

∫

Rumus ini berarti pada kawat berdiameter penampang sempit, selalu memberikan

arah sejajar dengan sehingga rapat arus listik berarah ke sepanjang sumbu

kawat itu (Jati, 2010).

Hal ini perlu diperhatikan ketika arah searah dengan perpindahan muatan positif,

sehingga arh arus listrik sejajar dengan arah aliran lubang (hole). Hole yang

dimaksud ini adalah sebuah atom yang kehilangan satu elektronnya sehingga

memiliki sebuah lubang. Berhubungan bahwa kawat itu sempit sehingga sejajar

dengan normal luas penampangnya, selanjutnya dapat dipandang sebagai (Jati,

2010) :

Selanjutnya pada arangkaian dapat ditinjau besar kuat medan listrik yang muncul

dalam sebuah konduktor diamana besarnya dan bebanding terbalik dengan

panjang kawat dalam kaitannya menjadi (Jati, 2010):

Sehingga dari persamaan diatas didapatkan nilai arus listrik:

Selain itu besarnya kuat arus yang mengalir dalam konduktor juga bergantung dari

jenis konduktornya itu, yang dinyatakan oleh tahanan jenis atau resistivitas

konduktor yang bersatuan ohmmeter, atau besaran konduktivitas yang

memenuhi hubungan

yang bersatuan1/ohm, selanjutnya nilai arus dapar

dirumuskan sebagai (Jati, 2010):

Hal ini juga bermakna:

II.3 Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff

Untuk menghasilkan arus listrik dalam sebuah rangkaian maka akan diperlukan

beda potensial, salah satu cara yang dapat digunakan untuk menghasilkan beda

potensial adalah dengan menggunakan baterai. Georg Simon Ohm (1787-1854)

menentukan dengan melakukan eksperimen bahwa arus pada kawat logam

sebanding dengan besarnya beda potensial V yang diberikan ke ujung-ujungnya

(Giancoli, 2001):

pada kenyataannya besarnya aliran arus listrik pada kawat tidak hanya

dipengaruhi oleh tegangan, tetapi juga hambatan yang diberikan kawat terhadap

aliran elektron. Maka elektron pada kawat akan diperlambat karena adanya

interaksi dengan atom-atom kawat. Makin tinggi hambatan yang ditimbulkan

menyebabkan makin kecilnya besar arus yang dapat melewati kawat tersebut

dengan besar beda potensial V. Maka akan didapatkan nilai (Giancoli, 2001):

Selanjutnya untuk menyelesaikan rangkaian yang lebih rumit akan digunakan

hukum kirchoff. Dimana terdapat dua hukum kirchoff yang digunakan dalam

praktikum ini, yaitu hukum satu kirchoff dan hukum dua kirchoff. Kedua hukum

ini dibuat oleh G. R. Kirchoff (1824-1887) di pertengahan abad sembilan belas.

Hukum-hukum ini merupakan penerapan yang berguna dari hukum kekekalan

muatan dan energi (Giancoli, 2001).

Hukum pertama kirchoff atau hukum titik cabang berdasarkan pada kekekalan

muatan. Dimana hukum ini menyatakan bahwa pada setiap titik cabang, jumlah

semua arus yang memasuki cabang harus sama dengan semua arus yang

meninggalkan cabang tersebut (Giancoli, 2001).

Sedangkan untuk hukum keduanya (hukum loop) didasarkan pada kekekalan

energi yang menyatakan bahwa jumlah perubahan potensial mengelilingi lintasan

tertutup pada suatu rangkaian harus sam dengan nol (Giancoli, 2001).

Gambar II.2 Hukum II Kirchoff

Berdasarkan hukum II Kirchoff tentang tegangan bahwa jumlah tegangan dalam

rangkaian tertutup sama dengan nol. Berdasarkan rangkaian diatas maka

persamaan tegangan dapat ditulis (Tim Fakultas teknik UNY, 2001):

II.4 Komponen dalam Arus Searah

1. Resistor

Gambar II.3 Resistor

Resistansi merupakan sifat material yang cenderung menghambat arus listrik.

Resistor sendiri merupakan komponen yang mempunyai sifat resistansi tersebut.

Komponen ini akan mengubah energi listrik menjadi energi panas (Adi, 2010).

Umumnya resistor ini terbuat dari karbon. Dalam hukum ohm diketahui bahwa

resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya.

Satuan resistansi sendiri adalah ohm disimbolkan (Ahmad, 2007).

Bentuk-bentuk resistor konvesional mengikuti sebuah hukum yaitu hukum garis

lurus atau straight line law yaitu ketika tegangan di plot terhadap arus sehingga ini

akan memungkinkan penggunaan resistor sebagi suatu sarana untuk mengkonversi

arus menjadi jatuh tegangan dan sebaliknya. Karena itulah resistor merupakan

komponen untuk mengontrol arus dan tegangan yang bekerja dalam rangkaian

elektronika. Selain itu resistor juga dapat berfungsi sebagai beban untuk

menstimulasi keberadaan suatu rangkaian dalam sebuah percobaan (Tooley,2002).

Gambar II.4 Tegangan diplot terhadap arus untuk dua nilai resistor yang berbeda.

Dimana kemiringan grafik sebanding dengan nilai resistansi.

Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan resistor digunakan menjadi beberapa

yaitu resistor kawat, resistor arang, dan resistor oksida logam. Namun demikian

dalam perdagangan resistor dibedakan menjadi resistor tetap dan resistor tidak

tetap/ variabel. Resistor tetap contohnya seperti metal film resistor, metal oxide

resistor, carbon film resistor, dan ceramic encased wirewound, dan sebagainya.

Sedangkan beberapa contoh kapasitor variabel seperti potensiometer, trimer-

potensiometer, termister, DR, dan Vdr (Ahmad, 2007).

Gambar (II.5) memperlihatkan hubungan antara resistor dan suhu. Karena

resistansi dari sebuah bahan bertambah besar seiring dengan kenaikan suhu,

sehingga memiliki koefisien suhu positif (PTC). Tidak semua bahan memiliki

Kemiringan besar = resistansi tinggi

Kemiringan kecil = resistansi rendah

Arus

Tegangan

karakteristik PTC. Resistansi dari konduktor berbahan karbon mengecil dengan

kenaikan suhu sehingga disebut memiliki koefisien suhu negatif (NTC) (Tooley,

2002).

Resistansi dari suhu konduktor pada suhu t diberikan oleh persamaan:

Rt = R0(1+ t+ t2+ t

3.....) ... ... ... ... (2.11)

Dimana merupakan koefisien suhu dari sebuah resistansi.

Gambar II.5 Variasi resistansi terhadap perubahan suhu untuk sebuah konduktor

logam.

Gambar II.6 Aproksimasi garis lurus

Tipe resistor pada umumnya adalah berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga

dikiri dan dikanannya. Pada bagian badan terdapat lingkaran warna berbentuk

gelang untuk memudahkan pemakai mengetahui besar resistansi tanpa perlu

mengukur menggunakan ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar

manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association) seperti

yang ditunjukkan pada tabel berikut (Zaki, 2005):

Resistansi

0°𝐶

0°C

Suhu

t°𝐶

Suhu

R0

Rt

Resistansi

Tabel II.1 Kode Warna pada Resistor

NO WARNA NILAI FAKTOR

PENGALI TOLERANSI

1 Hitam 0 1

2 Coklat 1 10

3 Merah 2 102

4 Jingga 3 103

5 Kuning 4 104

6 Hijau 5 105

7 Biru 6 106

8 Violet 7 107

9 Abu-abu 8 108

10 Putih 9 109

11 Emas - 10-1

12 Perak - 10-2

13 Tanpa

Warna - -

2. Induktor

Gambar II.7 Induktor

Induktor merupakan alat untuk menyimpan energi listrik dalam medan-magnetik.

Pengaplikasiannya berupa perangkat choke, filter dan rangkaian pemilih

frekuensi. Karakteristik dari sebuah induktor biasanya ditentukan oleh bahan inti,

jumlah lilitan dan dimensi-dimensi kumparannya (Tooley, 2002).

Inti induktor biasanya berupa inti udara besi atau ferit. Induktor memiliki

karakteristik yang berbeda dengan kapasitor yaitu menahan arus AC dan

meneruskan arus DC. Satuan induktor adalah Henry (H) (Adi, 2010).

Fungsi utama dari sebuah induktor dalam sebuah rangkaian yaitu untuk melawan

fluktuasi arus yang melewatinya. Pengaplikasiannya dalam rangkaian DC

bertujuan untuk menghasilkan tegangan DC yang konstan terhadap fluktuasi

beban arus. Sedangkan pengaplikasian pada rangkaian bertegangan AC bertujuan

agar meredam perubahan fluks arus yang tidak diinginkan, selain itu induktor juga

mampu diaplikasikan pada rangkaian filter dan tunner (Zaki, 2005).

Karakteristik listrik dari sebuah induktor ditentukan oleh bebeapa faktor seperti,

bahan inti, jumlah lilitan, dan dimensi-dimensi fisik kumparannya. Dalam

praktejnya setiap kumparan memiliki induktansi (L) maupun resistansinya (Rs)

sendiri. Walaupun induktansi dan resistansi pada induktor terlihat terpisah tetapi

pada kenyataannya keduanya terdistribusi merata pada seluruh baguan komponen.

Untuk memudahkan dalam menganalisis komponen maka resistansi dan

induktansi diperlakukan secara terpisah (Tooley,2002).

II.5 Daya dan Energi Arus Searah

Jika suatu sumber tegangan V diberikan beban R sehingga arus yang mengalir

pada rangkaian sebesar I, maka sumber tegangan menyalurkan daya listrik

sedangkan R menyerap daya listrik. Kedua daya ini akan memiliki besar yang

sama (Tim Fakultas Teknik UNY, 2001).

Gambar II.8 Rangkaian dengan sumber tegangan V dan beban R

Besarnya daya yang mengalir dapat dikatakan memiliki nilai sebanding dengan

perklian anatara besarnya arus yang mengalir pada rangkaian dan besarnya

tegangan yang diperlukan/ ditimbulkan rangkaian. Sehingga dapat dirumuskan

sebagai (Tim Fakultas Teknik UNY, 2001):

Dimana diketahui dari hukum ohm bahwa besarnya tegangan akan sebanding

dengan besarnya arus yang melewati rangkaian dn besarnya hamabtan pada

rangkaian , sehingga selanjutnya dpat diruuskan besar daya (Tim Fakultas Teknik

UNY, 2001):

Sehingga keseluruhan akan diperoleh hubungan :

Selanjutnya akan didapatkan nilai atau besarnya energi listrik yang disalurkan

oleh sumber tegangan sama dengan energi listrik yang diserap oleh R. Besarnya

energi listrik yang disalurkan akan bergantung pada besanya daya dan waktu,

dapat dirumuskan sebagai (Tim Fakultas Teknik UNY, 2001):

Dalam sistem internasional satuan daya adalah watt, dan satuan waktu adalah

sekon, sehingga didapatkan satuan energi adalah watt. Sekon atau joule.

Selanjutnya dalam penggunaan sehari-hari satuan energi listrik dinyatakan dengan

KWH(Kilo Watt Hours). Dimana (Tim Fakultas

Teknik UNY, 2001)

II.6 Rangkaian Arus Listrik Searah

1. Rangkaian Pembagi Tegangan

Dalam rangkaian listrik arus searah untuk memperoleh suatu tegangan

tertentu, rangkaian seperti ini disebut sebagai rangkaian pembagi

tegangan. Rangkaian pembagi tegangan ini dapat ditunjukkan seperti pada

gambar (II.9) (Tim Fakulta Teknik UNY, 2001):

Gambar II.9 Rangkaian pembagi tegangan

Besarnya arus yang mengalir pada rangkaian yaitu:

Tegangan pada R2 adalah :

Dan dengan cara yang sama akan didapatkan nilai tegangan pada R1:

2. Rangkaian Pembagi Arus

Dalam rankaian pembagi tegangan tahanan disusun secara seri, sedangkan

dalam rangkaian pembagi arus tahanan akan disusun secara parallel.

Seperti ditunjukkan pada gambar berikut (Tim Fakultas Teknik UNY,

2001):

Gambar II.10 Rangkaian pembagi arus

Jika dinyatakan dalam konduktansi (Tim Fakultas Teknik UNY, 2001):

Gambar II.11 Rangkaian dengan konduktansi

Maka akan didapatkan persamaan:

3. Rangkaian seri

Ketika dua atau lebih resistor dihubungkan dari ujung ke ujung seperti

pada gambar (2.12) maka rangkaian ini disebut rangkaian seri. Dimana

resistor tersebut selanjutnya akan dilewati muatan sehingga arus I yang

melewati setiap resistor memiliki nilai yang sama. Jika tidak maka hal ini

berarti muatan terakumulasi pada beberapa titik pada rangkaian, yang

tidak terjadi dalam keadaan stabil (Giancoli, 2001).

Gambar II.12 Rangkaian seri

Ditentukan bahwa V menyatakan tegangan pada ketiga resistor dan

dianggap semua resistor yang lain pada rangkaian dapat diabaikan

sehingga V sama dengan tegangan batri sebagai sumber. Tentukan

merupakan beda potensial berurut-urut pada resistor .

Maka dengan menggunakan hukum ohm didapatkan nilai

. Karena resitor tersebutdihubungkan dari ujung keujung,

kekekalan energi menyatakan bahwa tegangan total V sama dengan jumlah

dari masing-masing tegangan pada masing-masing resistor, sehingga

didapatkan sifat-sifat dari rangkaian seri yaitu (Giancoli, 2001):

4. Rangkaian Paralel

Pada rangkaian paaralel ini aus dari sumber terbagi menjadi cabng-cabang

yang terpisah. Perkabelan pada rumah-rumah dan gedung-gedung diatur

sehingga semua peralatan listrik tersusun secara paralel. Dengan

perkabelan paralel ini jiak diputuskan satu alat maka arus ke alat yang lian

tidak terganggu. Berbeda dengan rangkaian seri dimana apabila diputus

satu alat maka distribusu arus kealat lainnya akan terganggu (Giancoli,

2001).

Gambar II.13 Rangkaian paralel

Pada rangkaian paralel berdasarkan gambar (II.13) arus total I yang

meninggalkan baterai akan terbagi menjadi tiga cabang. Ditentukan

sebagai aru yang berturut-turut melalui resistor .

Dikarenakan besar muatan listrik kekal, arus yang masuk ke dalam titik

cabang harus sama besarnya dengan arus yang keluar dari titik cabang,

dengan demikian dapat dirumuskan besrnya arus sebagai berikut

(Giancoli, 2001):

Ketika resistor terhubung secara paralel, maka pada masing masing

resistor akan mengalami tegangan yang sama (Giancoli, 2001).

Sehingga dari hukum ohm ( ) akan didapatkan nilai dai hambatan

total pada resistor yaitu (Giancoli, 2001):

5. Rangkaian Seri-Paralel

Susunan R (Resistor) pada sebuah untaian juga bias merupakan kombinasi

antara rangkaian paralel dan rangkaian seri. Maka penyelesaian

selanjutnya akan digunakan gabunan dari kedua rumus dari rangkaian seri

maupun parallel. Sebagai contoh dapat dilihat gambar di bawah (Arifin,

2015):

Gambar II.14 Rangkaian seri-paralel

Pada gambar (II.14) arus yang memulai dari tiap resistor dalam rangkaian

parallel tersebut umumnya berbeda, tetapi beda potensial pada ujung ujung

resistor haruslah sama (Arifin, 2015). Selanjutnyanilai hambatan pada

rangkaian diatas dapat diselesaikan sebagai berikut:

6. Rangkaian Setara

Rangkaian setara berfungsi untuk menyederhanakan rangkaian. Ada dua

macam rangkaian setara yaitu rangkaian setara Norton dan rangkaian

setara Thevenin (Arifin, 2015).

Rangkaian setara Thevenin adalah rangkaian setara yang menggunakan

sumber tegangan tetap, yakni sebuah sumber tegangan ideal dengan

tegangan keluarannya yang tidak berubah, berapapun besarnya arus yang

diambil darinya (Arifin, 2015).

Sedangkan rangkaian setara Norton menggunakan sumber arus tetap, yang

dapat menghasilkan arus, berapapun hambatan yang dipasang pada

keluarannya (Arifin, 2015).

Sebuah rangkaian dengan terminal keluaran yang menghubungkan

kesebuah alat eksternal (rangkaian lain), kedua ujung terminal akan

membentuk suatu gerbang tunggal yaitu gerbang keluaran (Arifin, 2015).

Gambar II.15 Rangkaian pembagi tegangan (a) tanpa diberi beban (b)

diberi beban

Rangkaian pada gambar (II.15.a) mempunyai keluaran terbuka, oleh

karena gelombang keluaran a dan b tidak diambil arus. Ada keadaan ini

disebut sebagai tegangan keluaran terbuka yaitu Vob (Arifin, 2015).

Pada gambar (II.15.b) ujung a dan b dihubungkan dengan suatu hambatan

beban, RL=1K . demgan adanya hambatan beban RL, arus loop menjadi

(Arifin, 2015):

Dengan adanya rangkaian beban, maka rangkaian pembagi tegangan

mengalami jatuh tegangan (Arifin, 2015).

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada tanggal 21Oktober 2015, hari Rabu pukul 13.00

Wita sampai dengan 15.00 Wita di Laboratorium elektronika Fisika Dasar

Fakultas MIPA Universitas Hasanuddi, tanggal.

III. 2 Alat dan Bahan

III. 2. 1 Alat Beserta Fungsinya

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini ialah:

a) Papan PCB

Gambar III.1 Papan PCB

Berfungsi sebagai tempat perakitan rangkaian parallel, seri, parallel-sei dan

rangkaian setara.

b) Kabel Jumper

Gambar III.2 Kabel Jumper

Kabel ini berfungsi untuk menghubungkan komponen dalam rangkaian pada

papan PCB.

a) Multimeter

Gambar III.3 Multimeter

Berfungsi untuk mengukur tegangan masukan, tegangan keluaran (DC), arus,

dan hambatan dari rangkaian elektronika.

b) Catu Daya

Gambar II.4 Catu Daya

Berfungsi sebagai sumber tegangan pada percobaan ini.

III.2.2 Bahan Beserta Fungsinya

Bahan yang digunakan pada praktikum ini ialah:

a) Resistor

Gambar III.5 Resistor Tetap

Berfungsi sebagai komponen penyusun rangkaian.

b) Induktor

Gambar III.6 Induktor

Berfungsi sebagai salah satu komponen penyusun rangkaian.

III.3 Prosedur Percobaan

III.3.1 Prosedur Percobaan perhitungan Nilai Resistansi resistor

1. Menyiapkan alat dan bahan.

2. Mengambil lima buah resistor yang memiliki nilai resistansi yang berbeda.

3. Membaca nilai resistasi kapasitor bedasarkan warna cicin resistor.

4. Mengukur nilai hambatan masing-masing resistor menggunakan

multimeter.

5. Menuliskan hasil yang didapatkan ke dalam suatu table hasil percobaan.

III.3.2 Prosedur Percobaan pada Rangkaian Seri

Gambar III.7 Rangkaian Seri

1. Menyiapkan alat dan bahan.

2. Membuat rangkaian seperti pada gambar diatas dengan nilai komponen R

yang ditentukan sendiri.

3. Menyambungkan rangkaian dengan sumber tegangan.

4. Mengukur arus yng masuk pada rangkaian dengan menghubungkan

multimeter pada titik a dan d.

5. Mengukur nilai tegangan tiap tiap titiknya yaitu titik a-b,b-c,c-d dan a-d.

6. Membandingkan dengan nilai yang didapatkan melalui perhitungan teori.

III.3.3 Prosedur Percobaan pada Rangkaian Paralel

Gambar III.8 Rangkaian Paralel

1. Menyiapkan alat dan bahan.

2. Membuat rangkaian seperti pada gambar diatas dengan nilai komponen R

yang ditentukan sendiri.

3. Menyambungkan rangkaian dengan sumber tegangan.

4. Mengukur arus yang masuk pada rangkaian tersebut.

5. Mengukur arus yang mengalir pada tiap tiap tegangan yang ada.

6. Mengukur nilai tegangan tiap tiap hambatan yang dilewati.

7. Membandingkan dengan nilai yang didapatkan melalui perhitungan teori.

III.3.4 Prosedur Percobaan pada Rangkaian Seri-Paralel

Gambar III.9 Rangkaian seri-paralel

1 Menyiapkan alat dan bahan.

2 Membuat rangkaian seperti pada gambar diatas dengan nilai komponen R

yang ditentukan sendiri.

2. Menyambungkan rangkaian dengan sumber tegangan.

3. Mengukur arus yang masuk pada rangkaian dengan menghubungkan

multimeter pada titik a dan e.

4. Mengukur arus yang mengalir pada tip tiap tegangan yang ada yaitu arus

untuk titik a-b,b-c,c-d,b-e dan a-e.

5. Mengukur nilai tegangan tiap tiap titiknya yaitu titik a-b,b-c,c-d,b-e dan a-

e .

6. Membandingkan dengan nilai yang didapatkan melalui perhitungan teori.

III.3.5 Prosedur Percobaan pada Rangkaian Setara

Gambar III.10 Rangkaian Setara

1. Menyiapkan alat dan bahan.

2. Membuat rangkaian seperti pada gambar diatas dengan nilai komponen R

yang ditentukan sendiri.

3. Dimana rangkaian pertama tanpa diberi beban.

4. Menyambungkan rangkaian dengan sumber tegangan.

5. Mengukur arus yang masuk pada rangkaian dengan menggunakan

multimeter.

6. Mengukur nilai tegangan pada rangkaian.

7. Menambahkan nilai beban pada rangkaian dan melakukan pecobaan sesuai

urutan 4 dan 5.

8. Menuliskan hasil yang didapatkan pada table hasil percobaan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil

IV.1.1 Tabel Data

IV.1.1.1 Data Nilai Resistansi Resistor

No

Kode Warna Resistansi

Secara Teori

(Ω)

Resistansi

Secara

Praktek (Ω) A B C D

1 Hijau Biru Coklat Emas 560 ± 5 % 500 ± 5 %

2 Biru Abu-abu Hitam Emas 68 ± 5 % 60 ± 5 %

3 Coklat Hijau Coklat Emas 150 ± 5 % 142 ± 5 %

4 Coklat Merah Coklat Emas 120 ± 5 % 111 ± 5 %

5 Orange Hitam Coklat Emas 300 ± 5 % 300 ± 5 %

IV.1.1.2 Data Nilai Arus dan Tegangan dalam Rangkaian Seri

No Hambatan

(Ω)

Vcc

(V) I (A) Itot (A) V (V) Vtot (V)

Kode Catu

Daya

1 R1

9 0,0129 0,01282

7,5

10,79896 CD/DC-03 2 R2 1,3

3 R3 2

Keterangan:

R1 = 500 Ω

R2 = 60 Ω

R3 = 142 Ω

IV.1.1.3 Data Nilai Arus dan Tegangan dalam Rangkaian Paralel

No Hambatan

(Ω)

Vcc

(V) I (A) Itot (A)

V

(V) Vtot (V)

Kode

Catu

Daya

1 R1

9

0,0177

0,1968

8,5

7,65758

CD/DC-

03 2 R2 0,1333

3 R3 0,0642

Keterangan:

R1 = 500 Ω

R2 = 60 Ω

R3 = 142 Ω

IV.1.1.4 Data Nilai Arus dan Tegangan dalam Rangkaian Seri Paralel

No Hambatan

(Ω)

Vcc

(V) I (A) Itot (A) V (V) Vtot (V)

Kode

Catu

Daya

1 R1

9

0,0156

0,01772

8,76

10,03679 CD/DC-

03

2 R2 0,011 0,47

3 R3 0,0042 1,28

4 R4 0,00616 0,81

5 R5 0,0027 0,81

Keterangan:

R1 = 500 Ω

R2 = 60 Ω

R3 = 142 Ω

R4 = 111 Ω

R5 = 300 Ω

IV.1.1.5 Data Nilai Arus dan tegangan dalam Rangkain Setara

Perlakuan

IA (A)

IB (A)

VA (V)

VB (V)

Diberi Beban

3,33

3,37

2,5

2,5

Tidak diberi

Beban

4,9

11

5

5

IV.1.2 Pengolahan Data

IV.1.2.1 Nilai Resistansi Resistor

a. Secara Teori

Persamaan R = ab x ± D Ω

1. Warna Resistor : Hijau, Biru, Coklat, dan Emas

R1 = 56 + ± 5 % = 560 Ω ± 5 %

2. Warna Resistor : Biru, Abu-abu, Hitam, dan Emas

R2 = 68 + ± 5 % = 68 Ω ± 5 %

3. Warna Resistor : Coklat, Hijau, Coklat, dan Emas

R3 = 15 + ± 5 % = 150 Ω ± 5 %

4. Warna Resistor : Coklat, Merah, Coklat, dan Emas

R4 = 12 + ± 5 % = 120 Ω ± 5 %

5. Warna Resistor : Orange, Hitam, Coklat, dan Emas

R5 = 30 + ± 5 % = 300 Ω ± 5 %

b. Secara Praktikum

1. R1 = 500 Ω ± 5 %

2. R2 = 60 Ω ± 5 %

3. R3 = 142 Ω ± 5 %

4. R4 = 111 Ω ± 5 %

5. R5 = 300 Ω ± 5 %

IV.1.2.2 Rangkaian Seri

IV.1.2.2.1 Nilai Hambatan pada Rangkaian Seri

a. Hambatan Rangkaian Seri Secara Teori

Rtot = R1 + R2 + R3

= 560 Ω + 68 Ω + 150 Ω

= 778 Ω

b. Hambatan Rangkaian Seri Secara Praktikum

Rtot = R1 + R2 + R3

= 500 Ω + 60 Ω + 142 Ω

= 702 Ω

IV.1.2.2.2 Nilai Arus pada Rangkaian Seri

a. Arus Rangkaian Seri secara Teori

I =

I1 =

=

= 0,01339 A 0,01 A

I2 =

=

= 0,01911 A 0,01 A

I3 =

=

= 0,01333 A 0,01 A

Itot =

= 0,01156 A 0,01 A

Catatan:

Sesuai teori dimana nilai arus total pada rangkaian seri sama dengan besar

tiap tiap arus pada hambatan.

b. Arus Rangkaian Seri secara Praktikum

I =

I1 =

=

= 0,01500 A 0,01 A

I2 =

=

= 0,02166 A 0,02 A

I3 =

=

= 0,01408 A 0,01 A

Itot =

= 0,01282 A 0,01 A

Catatan:

Sesuai teori dimana nilai arus total pada rangkaian seri sama dengan besar

tiap tiap arus pada hambatan.

IV.1.2.2.3 Nilai Tegangan pada Rangkaian Seri

a. Tegangan Rangkaian Seri secara Teori

V = IR

V1 = I1.R1 = (0,01339 A)(560 Ω) = 7,4984 V

V2 = I2.R2 = (0,01912 A)(68 Ω) = 1,30016 V

V3 = I3.R3 = (0,01333 A)(150 Ω) = 1,9995 V

Vtot = V1 + V2 + V3 = (7,4984 + 1,30016 + 1,9995) V = 10,79806 V

b. Tegangan Rangkaian Seri secara Praktikum

V = IR

V1 = I1.R1 = (0,01500 A)(500 Ω) = 7,5000 V

V2 = I2.R2 = (0,02166 A)(60 Ω) = 1,2996 V

V3 = I3.R3 = (0,01408 A)(142 Ω) = 1,9993 V

Vtot = V1 + V2 + V3 = (7,5000 + 1,2996 + 1,9993) V = 10,79896 V

IV.1.2.3 Rangkaian Paralel

IV.1.2.3.1 Nilai Hambatan pada rangkaian paralel

a. Hambatan rangkaian Paralel secara Teori

=

+

+

= 43,20587 Ω

b. Hambatan rangkaian Paralel secara Praktikum

=

+

+

= 38,91050 Ω

IV.1.2.3.2 Nilai Arus pada Rangkaian Paralel

a. Arus pada Rangkaian Paralel secara Teori

I =

I1 =

=

= 0,01607 A

I2 =

=

= 0,13235 A

I3 =

=

= 0,06000 A

Itot = I1 + I2 + I3 = (0,01607 + 0,13235 + 0,06000) A = 0,20842 A

b. Arus pada Rangkaian Paralel secara Praktikum

I =

I1 =

=

= 0,01517 A

I2 =

=

= 0,125 A

I3 =

=

= 0,0567 A

Itot = I1 + I2 + I3 = (0,01517 + 0,125 + 0,0567) A = 0,1968 A

IV.1.2.3.3 Nilai Tegangan pada Rangkaian Paralel

a. Tegangan pada Rangkaian Paralel secara Teori

V = IR

V1 = I1.R1 = (0,01607 A)(560 Ω) = 8,99920 V 9 V

V2 = I2.R2 = (0,13235 A)(68 Ω) = 8,99980 V 9 V

V3 = I3.R3 = (0,06000 A)(150 Ω) = 9 V 9 V

Vtot = = (0,20842 A)(43,20587 ) = 9,00495 V 9 V

Catatan:

Sesuai teori dimana nilai tegangan total pada rangkaian paralel sama

dengan besar tiap tiap tegangan pada hambatan.

b. Tegangan pada Rangkaian Paralel secara Praktikum

V = IR

V1 = I1.R1 = (0,01517 A)(500 Ω) = 7,585 V 8 V

V2 = I2.R2 = (0,125 A)(60 Ω) = 7,5 V 8 V

V3 = I3.R3 = (0,0567 A)(142 Ω) = 8,05 V 8 V

Vtot = = (0,1968 A)(38,91050 ) = 7,65758 V 8 V

Catatan:

Sesuai teori dimana nilai tegangan total pada rangkaian paralel sama

dengan besar tiap tiap tegangan pada hambatan.

IV.1.2.4 Rangkaian Seri-Paralel

IV.1.2.4.1 Nilai Hambatan pada Rangkaian Seri-Paralel

a. Hambatan pada Rangkaian Seri-Paralel secara Teori

=

Rp = 85,71428 Ω

Rs = R2 + Rp = (68 + 85,71428) Ω = 153,71428 Ω

=

= 75,91721 Ω

Rtot = R1 + Rp = (560 + 75,91721) Ω = 635,91721 Ω

b. Hambatan pada Rangkaian Seri-Paralel secara Praktikum

=

Rp = 81,02189 Ω

Rs = R2 + Rp = (60 + 81,02189) Ω = 141,02189 Ω

=

= 70,75462 Ω

Rtot = R1 + Rp = (500 + 70,75462) Ω = 570,75462 Ω

IV.1.2.4.2 Nilai Arus pada Rangkaian Seri-Paralel

a. Arus pada Rangkaian Seri-Paralel secara Teori

I =

I1 =

=

= 0,01564 A

I2 =

=

= 0,00691 A

I3 =

=

= 0,00853 A

I4=

=

= 0,00675 A

I5 =

=

= 0,00270 A

I4-5 = I4 + I5 = (0,00675 + 0,00270) = 0,00945 A

I2-45 =

=

= 0,00818 A

I3-245 = I3 + I2-45 = (0,00853 + 0,00818) A = 0,01671 A

Itot =

=

= 0,016175 A

b. Arus pada Rangkaian Seri-Paralel secara Praktikum

I =

I1 =

=

= 0,01752 A

I2 =

=

= 0,00783 A

I3 =

=

= 0,00901 A

I4=

=

= 0,00729 A

I5 =

=

= 0,00270 A

I4-5 = I4 + I5 = (0,00729 + 0,00270) = 0,00999 A

I2-45 =

=

= 0,00891 A

I3-245 = I3 + I2-45 = (0,00901 + 0,00891) A = 0,01792 A

Itot =

=

= 0,01772 A

IV.1.2.4.3 Nilai Tegangan pada Rangkaian Seri-Paralel

a. Tegangan pada Rangkaian Seri-Paralel secara Teori

V = IR

V1= I1.R1 = (0,01564 A)(560 Ω) = 8,75840 V

V2 = I2.R2 = (0,00691 A)(68 Ω) = 0,46988 V

V3 = I3.R3 = (0,00853 A)(150 Ω) = 1,27950 V

V4 = I4.R4 = (0,00675 A)(120 Ω) = 0,81000 V

V5 = I5.R5 = (0,00270 A)(300 Ω) = 0,81000 V

V4-5 =

=

= 0,81000 V

V2-45 = V2 + V45 = (0,46988 + 0,81000) V = 1,27988 V

V3-245 =

=

= 1,27969 V

Vtot = V1 + V3-245 = (8,75840 + 1,27969) = 10,03809 V

b. Tegangan pada Rangkaian Seri-Paralel secara Praktikum

V = IR

V1= I1.R1 = (0,01752 A)(500 Ω) = 8,76000 V

V2 = I2.R2 = (0,00783 A)(60 Ω) = 0,46980 V

V3 = I3.R3 = (0,00901 A)(142 Ω) = 1,27942 V

V4 = I4.R4 = (0,00729 A)(111 Ω) = 0,80919 V

V5 = I5.R5 = (0,00270 A)(300 Ω) = 0,81000 V

V4-5 =

=

= 0,80959 V

V2-45 = V2 + V45 = (0,46980 + 0,80959) V = 1,27939 V

V3-245 =

=

= 1,27679 V

Vtot = V1 + V3-245 = (8,76000 + 1,27679) = 10,03679 V

IV.1.3 Gambar Rangkaian

IV.1.3.1 Gambar Rangkaian Seri

Gambar IV.1 Rangkaian seri

IV.1.3.2 Gambar Rangkaian Paralel

Gambar IV.2 Rangkaian paralel

IV.1.3.3 Gambar Rangkaian Seri-Paralel

Gambar IV.3 Rangkaian seri-paralel

IV.1.3.4 Gambar Rangkaian Searah

Gambar IV.4 Rangkaian searah

IV.4 Pembahasan

Pada perhitungan mengenai resistansi pada resistor didapatkan sedikit adanya

perbedaan antara nilai resistansi resistor dari teori dan praktikum. Hal ini dapat

dikarenakan kesalahan dalam pengamatan skala pada ohmmeter atau disebabkan

oleh keadaan resistor sendiri yang kurang baik. Tetapi, resistor yang digunakan

masih dapat dikatakan bagus apabila nilai yang ditunjukkan pada perhitungan

sesuai praktikum tidak melebihi nilai toleransi dari sebuah kapasitor.

Selanjutnya pada perakitan rangkaian seri dimana diketahui pada rangkaian ini

nilai arus yang mengalir tetap (teori). Dan teorema ini dapat dibuktikan dalam

praktikum ini dimana didapatkan bahwa nilai arus yang melewati rangkaian, rata

rata bernilai 0,01 A disetiap titiknya dan dapat dilihat pula bahwa nilai arus total

yang mengalir dalam rangkaian juga memiliki nilai yang sama dengan arus yang

mengalir pada tiap tiap hambatan.

Sedangkan untuk nilai tegangan pada rangkaian seri ini didapatkan bahwa

berdasarkan praktik nilai yang didapatkan yaitu 10,79896 V dan berdasarkan teori

didapatkan nilai tegangan sebesar 10,79806 V. dapat dilihat bahwa kedua nilai

tersebut hamper sama ( jadi dapat disimpulakan bahwa

praktikum yang dilakukan memiliki hasil yang bagus karena sesuai dengan teori

yang ada.

Selanjutnya pada perakitan rangkaian paralel. Dimana pada rangkaian ini nilai

tegangannyalah yang memiliki nilai yang sama pada tiap tiap titik hambatan yang

ada (teori). Berdasarkan praktikum didapatkan nilai tegangan yang kesemuanya

mendekati nilai 8 V sedangkan nilai tegangan pada teori menunjukkan nilai 9 V.

hal ini masih dapat ditoleransi dikarenakan interval antara kedua nilai tidak jauh

berbeda sehinga dapat dikatakan praktikum ini mendapatkan nilai yang sesuai

dengan teori pula. Perbedaan nilai ini mungkin dikarenakan oleh adanya

akumulasi muatan pada beberapa titik di rangkaian.

Besarnya arus yang mengalir pada rangkain parallel sesuai teri yaitu sekitar

0,6198 A dan berdasarkan teori besarnya arus adalah 0,20842 A. Sehingga apabila

dibulatkan nilai dai arus yang terukur pada praktikum dan nilai arus yang terukur

pada teori adalah mendekati ( sehingga dapat dikatakan

sesuai dengan teori.

Tak jauh berbeda pula pada rangkaian seri-paralel dimana nilai arus berdasarkan

praktikum juga memiliki nilai yang mendekati nilai arus berdasarkan teori

( dan untuk nilai tegangan yang diukur berdasarkan

praktikum juga mendekati nilai tegangan berdasarkan teori (

Sehigga dapat dikatakan pada praktikum kali ini kesalahan pengukuran dan alat

yang digunakan sangat kecil. Hal ini dikarenakan nilai yang didapatkan dalam

praktikum selalu mendekati nilai yang diketahui dalam praktikum.

Pada rangkaian terakhir yaitu rangkaian setara dapat dilihat bahwa sebelum diberi

beban nilai arus dan tegangan yang mengalir selalu lebih besar dari rnilai

tegangan dan arus yang mengalir setelah diberi beban hal ini sesuai dengan teori

dimana dengan diberikannya beban pada suatu rangkaian akan menyebabkan nilai

tegangan membesar.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1 Kesimpulan

Dalam percobaan ini dapat ditarik kesimpulan yaitu:

1. Pada rangkaian listrik baik seri, parallel, maupun seri-paralel dapat

diketahui nilai beda potensialnya.

2. Pada perhitungan yang dilakukan pada rangkaian listrik yang bersangkutan

dengan nilai arus, tegangan dan hambatan akan digunakan hokum ohm dan

kirchoff.

3. Dapat menganalisis rangkaian seri dan parallel.

4. Membuat dan menganalisis rangkaian Thevenin.

5. Membuat dan menganalisis rangkaian setara Norton.

V.2 Saran

V.2.1 Saran untuk Laboratorium

Untuk laboratorium diharapkan agar memperbaiki multimeter yang ada sehingga

pengukuran yang dilakukan dalam praktikum lebih akurat.

V.2.2 Saran untuk asisten

Agar selalu menjadi yang terbaik.

DAFTAR PUSTAKA

Adi, Agung Nugroho. 2010. Mekatronika. Yogyakarta. Graha Ilmu

Ahmad, Jayadi. 2007. Eldas Ilmu Elektronika. Jayadin.wordpess.com

Arifin. 2015. Penuntun Praktiku Elektronika Dasar I. Makassar. UNHAS

Giancoli. 2001. Fisika. Jakarta. Erlangga

Jati, Bambang Murdaka Eka, Tri Kuntoro Priyambodo. 2010. Fisika Dasar.

Yogyakarta. Penerbit Andi

Tim Fakultas Teknik UNY. 2001. Rangkaian Listrik Arus Searah. Yogyakarta.

UNY

Tooley, Mike. 2002. Rangkaian Elektronik Prinsip dan Aplikasi. Jakarta.

Erlangga

Winarsih, Irda, 2002, ‘Pengamatan Perilaku Transien’, Universitas Trisakti,

vol.1, no.2, hal.1.

Zaki. 2005. Cara Mudah Belajar Merangkai Elektronika Dasar. Yogyakarta.

Absolut