Asistensi Laporan RL-1

PRAKTIKUM

Rangkaian Listrik

Disusun Oleh:

Nama : Ihsan ArsyadNIM : 521410052Kelompok : VIKelas : ASemester : IV (empat)Prodi : S1

JURUSAN TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS NEGERI GORONTALO

FAKULTAS TEKNIK

KATA PENGANTAR

السالم عليكم ورحمة الله وبركاتهAlhamdulillahi robbil alamin. Puji syukur atas kehadirat Allah SWT. karena

berkat izin dan karunia-Nyalah sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Praktikum

Rangkaian Listrik ini tepat pada waktunya.

Laporan ini kami susun, sebagai nilai individu anggota kelompok kami.

Dimana, setiap anggota kelompok wajib membuat laporan praktikum.

Meskipun demikian, kami sempat menemui berbagai kendala. Namun,

dengan kesabaran, ketekunan, usaha dan kerja sama dari pihak-pihak yang telah tulus

dan ikhlas dalam membantu kami. Sehingga laporan ini dapat terselesaikan dengan baik.

Kami menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini masih memiliki banyak

kekurangan. Oleh karenanya, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat kami

harapkan. Untuk pengembangan laporan ini.

Akhir kata, kami tak lupa menyampaikan terima kasih kepada semua pihak

yang turut membantu dalam penyusunan dan penyempurnaan laporan ini. Semoga

laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Aamiin...

Gorontalo, 10 Juni 2012

Penyusun,

إحسان

Kelompok VI

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR..............................................................................................................1

PERCOBAAN I.....................................................................................................................5

HUKUM OHM.....................................................................................................................5

1.1 Tujuan................................................................................................................5

1.2 Teori Singkat.......................................................................................................5

1.3 Alat dan Bahan...................................................................................................5

1.4 Langkah Percobaan............................................................................................5

1.5 Tabel Percobaan.................................................................................................6

1.6 Analisa dan Perhitungan.....................................................................................6

1.7 Tabel Perhitungan..............................................................................................7

1.8 Kesimpulan.........................................................................................................7

PERCOBAAN II....................................................................................................................7

Hubungan Rangkaian Seri Suatu Tahanan..........................................................................7

2.1 Tujuan................................................................................................................7

2.2 Teori Singkat.......................................................................................................8

2.3 Alat dan Bahan...................................................................................................8

2.4 Langkah Percobaan............................................................................................8

2.5 Tabel Percobaan.................................................................................................9

2.6 Analisa dan Perhitungan.....................................................................................9

2.7 Tabel Perhitungan............................................................................................10

2.8 Kesimpulan.......................................................................................................10

PERCOBAAN III.................................................................................................................11

Hubungan Rangkaian Paralel Suatu Tahanan...................................................................11

3.1 Tujuan..............................................................................................................11

3.2 Teori Singkat.....................................................................................................11

3.3 Alat dan Bahan.................................................................................................11

3.4 Langkah Percobaan..........................................................................................12

3.5 Tabel Percobaan...............................................................................................12

3.6 Analisa dan Perhitungan...................................................................................12


3.8 Kesimpulan.......................................................................................................14

PERCOBAAN IV.................................................................................................................14

Hubungan Rangkaian Kombinasi Suatu Tahanan.............................................................14

4.1 Tujuan..............................................................................................................14

4.2 Teori Singkat.....................................................................................................14

4.3 Alat dan Bahan.................................................................................................15


4.5 Tabel Percobaan...............................................................................................15



4.8 Kesimpulan.......................................................................................................18

PERCOBAAN V..................................................................................................................18

HUKUM KIRCHOFF II.........................................................................................................18

5.1 Tujuan..............................................................................................................18

5.2 Teori Singkat.....................................................................................................18

5.3 Alat dan Bahan.................................................................................................19


5.5 Tabel Percobaan...............................................................................................19



5.8 Kesimpulan.......................................................................................................21

PERCOBAAN VI.................................................................................................................22

POLARITAS BALIK.............................................................................................................22

6.1 Tujuan..............................................................................................................22

6.2 Teori Singkat.....................................................................................................22

6.3 Alat dan Bahan.................................................................................................22


6.5 Tabel Percobaan...............................................................................................22



6.8 Kesimpulan.......................................................................................................25

PERCOBAAN VII................................................................................................................25

Kapasitor Pada Rangkaian Arus Searah............................................................................25

7.1 Tujuan Percobaan.............................................................................................25

7.2 Teori Singkat.....................................................................................................25

DAFTAR PUSTAKA.............................................................................................................27

PERCOBAAN I

HUKUM OHM

1.1 Tujuan Percobaan

Selesai percobaan praktikan diharapkan dapat:- Membuktikan kebenaran hukum Ohm dengan percobaan- Menganalisa hubungan antara tegangan dan arus listrik pada suatu tahanan tertentu

1.2 Teori Singkat

Ohm adalah suatu satuan tahanan listrik yang sering ditulis dengan simbol Ω. Dalam suatu rangkaian listrik, Hukum Ohm menyatakan hubungan antara tengangan, arus, dan tahanan yang dirumuskan sebagai berikut:

R=VI

Dimana:R : Resistor/Tahanan (Ω)V : Tegangan yang diberikan pada tahanan (Volt)I : Arus yang mengalir pada tahanan (Ampere)

1.3 Alat dan Bahan

- Sumber tegangan DC : 10V, 15V, 20V, 25V, 30V- Resistor/Tahanan : 1kΩ, 4,7kΩ, 10kΩ, 22kΩ, 47kΩ- Volt-meter : 1 buah- Ampere-meter : 1 buah- Papan percobaan : 1 buah- Kabel Penghubung : ± 6 buah- Saklar : 1 buah

1.4 Langkah Percobaan

1. Cek dan telitilah sebelum menggunakan peralatan!2. Buatlah rangkaian seperti gambar berikut:

3. Lakukan pengukuran arus dengan menggunakan:

- Tahanan (R) 1kΩ dengan tegangan sumber 10V, 15V, 20V, 25V, 30V.- Tahanan (R) 4,7kΩ dengan tegangan sumber 10V, 15V, 20V, 25V, 30V.- Tahanan (R) 10kΩ dengan tegangan sumber 10V, 15V, 20V, 25V, 30V.- Tahanan (R) 22kΩ dengan tegangan sumber 10V, 15V, 20V, 25V, 30V.- Tahanan (R) 47kΩ dengan tegangan sumber 10V, 15V, 20V, 25V, 30V.

1.5 Tabel Percobaan

Tegangan Sumber

(V)

Arus (mA) Tegangan (V)

KetR=1kΩ R=4,7kΩ R=10kΩ R=22kΩ R=47kΩ

10 9,8 2,1 0,9 0,4 0,2 1015 14,8 3,1 1,4 0,6 0,3 1520 19,8 4,1 1,9 0,8 0,4 2025 24,9 5,2 2,4 1,1 0,5 2530 29,9 6,3 2,9 1,3 0,6 30

1.6 Analisa dan Perhitungan

Berdasarkan rumus hukum Ohm:

I=VR

Dalam hal ini, kita menggunakan: Arus dalam satuan mA, Tegangan dalam satuan V, dan Tahanan dalam satuan kΩ.

1. Arus untuk Tahanan (R) 1kΩ dengan tegangan sumber 10V, 15V, 20V, 25V, 30V adalah:

I= 10V1k Ω

=10mA I= 15V1k Ω

=15mA I= 20V1k Ω

=20mA

I= 25V1k Ω

=25mA I= 30V1k Ω

=30mA

2. Arus untuk Tahanan (R) 4,7kΩ dengan tegangan sumber 10V, 15V, 20V, 25V, 30V adalah:

I= 10V4,7k Ω

=2,128mA I= 15V4,7k Ω

=3,191mA I= 20V4,7k Ω

=4,255mA

I= 25V4,7k Ω

=5,319mA I= 30V4,7k Ω

=6,383mA


I= 10V10k Ω

=1mA I= 15V10k Ω

=1,5mA I= 20V10k Ω

=2mA

I= 25V10k Ω

=2,5mA I= 30V10k Ω

=3mA


I= 10V22k Ω

=0,455mA I= 15V22k Ω

=0,682mA I= 20V22k Ω

=0,909mA

I= 25V22k Ω

=1,136mA I= 30V22k Ω

=1,364mA


I= 10V47k Ω

=0,213mA I= 15V47k Ω

=0,319mA I= 20V47k Ω

=0,426mA

I= 25V47k Ω

=0,532mA I= 30V47k Ω

=0,638mA

1.7 Tabel Perhitungan

Tegangan

Sumber (V)

Arus (mA) untuk Tahanan (kΩ) Tegangan(V)

Ket1 4,7 10 22 47

10 10 2,128 1 0,455 0,213 1015 15 3,191 1,5 0,682 0,319 1520 20 4,255 2 0,909 0,426 2025 25 5,319 2,5 1,136 0,532 2530 30 6,383 3 1,364 0,638 30

1.8 Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan dan hasil analisa dalam perhitungan menggunakan rumus hukum Ohm, ternyata besarnya kesalahan rata-rata pengukuran adalah 0,09 atau sebesar 2% dari hasil perhitungan. Sehingga terbukti bahwa hukum Ohm merupakan rumus yang tepat untuk menyatakan hubungan Tegangan, Arus dan

Tahanan. Besarnya arus (I) listrik sebanding dengan besarnya beda potensialnya (V) dan berbanding terbalik dengan besarnya tahanan (R) pada rangkaian listrik tersebut.

PERCOBAAN II

Hubungan Rangkaian Seri Suatu Tahanan


Selesai melaksanakan percobaan praktikan diharapkan dapat:

- Membuktikan bahwa nilai tahanan seri dapat dicari dengan rumus Rs = R1 + R2 + R3 + ... + Rn.

- Menentukan nilai tahanan pengganti pada rangkaian seri.- Menentukan besarnya tegangan pada masing-masing tahanan.

2.2 Teori Singkat

Dalam rangkaian listrik, biasanya tidak hanya terdapat satu buah tahanan saja. Tetapi dihubungkan dengan tahanan lain yang dapat dirangkaikan secara seri.

Dengan perangkaian seri tersebut, kita tidak dapat menggunakan hukum Ohm secara langsung untuk mengetahui besarnya tegangan pada rangkaian tersebut. Hal tersebut dikarenakan bahwa besarnya tegangan pada masing-masing tahanan tersebut berbeda-beda.

Untuk menentukan besarnya beda potensial pada rangkaian seri ini, kita perlu mengetahui besarnya tahanan pengganti pada rangkaian tersebut. Setelah tahanan pengganti diketahui, maka kita dapat menggunakan hukum Ohm untuk menentukan besarnya arus dan tegangan pada rangkaian tersebut.

Tahanan pengganti (Req) ini disebut juga Tahanan Seri (Rs). Rumus untuk menentukan besarnya tahanan pengganti pada rangkaian seri adalah sebagai berikut:

R s=R1+R2+R3+…+Rn

Dalam rangkaian hubungan seri suat tegangan, besarnya arus adalah sama:

I tot=I 1=I2=I 3=I n

Untuk tegangan pada rangkaian ini, dapat dihitung berdasarkan Hukum Kirchoff II. Disebut juga Hukum Kirchoff Tegangan, yaitu sebagai berikut:

V s=V 1+V 2+V 3+…+V n

2.3 Alat dan Bahan

- Sumber Tegangan DC : 10V, 15V, 20V, 25V, 30V

- Tahanan/Resistor : 1kΩ, 4,7kΩ, dan 10kΩ

- Ampere-meter : 1 buah

- Volt-meter : ± 3 buah

- Papan percobaan : 1 buah

- Saklar : 1 buah

- Kabel penghubung : ± 11 buah


1. Cek dan telitilah sebelum menggunakan peralatan!

2. Buatlah rangkaian seperti pada gambar berikut:

3. Lakukan pengukuran tegangan pada masing-masing tahanan R (VR1, VR2, VR3) dimana besarnya tahanan R1 = 1kΩ, R2 = 4,7kΩ, dan R3 = 10kΩ. Dengan tegangan sumber 10V, 15V, 20V, 25V, 30V.

4. Lakukan pengukuran arus pada rangkaian tersebut saat tegangan sumber 10V, 15V, 20V, 25V,30V.

2.5 Tabel Percobaan

TeganganSumber (V)

Tegangan (V) Arus(mA)

KetR1 = 1kΩ R2 = 4,7kΩ R3 = 10kΩ

10 0,9 2,4 6 0,5315 1 4 9,1 0,8

20 1,3 5,8 13 1,325 1,9 7,5 16 1,730 2,5 9,1 19 2,0


Dalam perhitungan ini, Tahanan (R) dalam satuan kΩ, Arus (I) dalam satuan mA, dan Tegangan (V) dalam satuan V.

Besarnya tahanan pengganti pada rangkaian seri percobaan ini adalah:R s=1k Ω+4,7 k Ω+10k Ω=15,7k Ω

1. Untuk tegangan sumber 10V, besar arusnya adalah:

I s=VRs

= 10V15,7k Ω

=0,637mA

Tegangan pada tahanan (R) 1kΩ, 4,7kΩ, dan 10kΩ adalah:

V R1=0,637mA ∙1k Ω=0,637V V R2

=0,637mA ∙4,7 k Ω=2,994V

V R3=0,637mA ∙10k Ω=6,370V

V S=0,637V +2,994V +6,370V=10V2. Untuk tegangan sumber 15V, besarnya arus yang mengalir adalah:

I s=VRs

= 15V15,7k Ω

=0,955mA


V R1=0,955mA ∙1k Ω=0,955V V R2

=0,955mA ∙4,7k Ω=4,489V

V R3=0,955mA ∙10k Ω=9,550V

V S=0,955V +4,489V +9,550V=15V3. Untuk tegangan sumber 20V, besar arusnya adalah:

I s=VRs

= 20V15,7k Ω

=1,274mA


V R1=1,274mA ∙1k Ω=1,274V V R2

=1,274mA ∙4,7 k Ω=5,988V

V R3=1,274mA∙10k Ω=12,740V

V S=1,274V +5,988V +12,740V=20V4. Untuk tegangan sumber 25V, besarnya arus yang mengalir adalah:

I s=25V15,7k Ω

=1,592mA


V R1=1,592mA ∙1k Ω=1,592V V R2

=1,592mA ∙4,7k Ω=7,482V

V R3=1,592mA ∙10k Ω=15,920V

V S=1,592V+7,482V +15,920V=25V5. Untuk tegangan sumber 30V, besar arusnya adalah:

I s=30V15,7k Ω

=1,911mA


V R1=1,911mA ∙1k Ω=1,911V V R2

=1,911mA ∙4,7k Ω=8,982V

V R3=1,911mA ∙10k Ω=19,110V

V S=1,911V +8,982V +19,110V=30V


TeganganSumber (V)

Tegangan (V) Req/RS

(kΩ)Arus(mA)

KetR1 = 1kΩ R2 = 4,7kΩ R3 = 10kΩ

10 0,637 2,994 6,370

15,7

0,637

15 0,955 4,489 9,550 0,95520 1,274 5,988 12,740 1,27425 1,592 7,482 15,920 1,59230 1,911 8,982 19,110 1,911

2.8 Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan dan hasil analisa dalam perhitungan yang berhubungan dengan rangkaian seri untuk tahanan, kita menggunakan beberapa rumus. Diantaranya adalah rumus Req atau RS, hukum Ohm, dan hukum kirchoff II (hukum kirchoff tegangan). Dalam percobaan ini, kita memperoleh kesalahan rata-rata dalam pengukuran yaitu 0,027 atau sebesar 1% dari hasil perhitungan. Sehingga terbukti bahwa rumus-rumus tersebut, tepat dan akurat.

Besarnya tahanan pengganti (Req atau RS) dalam rangkaian dengan tahanan yang terhubung seri setara dengan jumlah tahanan tersebut. Besarnya arus (I tot) listrik sebanding dengan besarnya beda potensialnya (VS) dan berbanding terbalik dengan besarnya tahanan (RS) pada rangkaian listrik tersebut. Dengan kata lain, besarnya beda potensial listrik (VR) sebanding dengan besarnya arus (Itot) yang mengalir dan berbanding lurus dengan tahanan (R) pada rangkaian listrik tersebut. Serta jumlah tegangan pada

setiap tahanan (VR) dalam sebuah rangkaian seri sama dengan besarnya sumber tegangan (VS) yang diberikan pada rangkaian tersebut.

PERCOBAAN III

Hubungan Rangkaian Paralel Suatu Tahanan


Selesai melaksanakan percobaan praktikum diharapkan dapat:

- Membuktikan bahwa nilai tahanan paralel (Rp) dapat dicari dengan rumus 1R p

= 1R1

+ 1R2

+ 1R3

+...+ 1Rn

- Menentukan nilai tahanan pengganti pada rangkaian paralel.

3.2 Teori Singkat

Dalam rangkaian listrik, bentuk rangkaian dengan lebih dari satu buah tahanan tidak hanya dapat dirangkai secara seri saja. Tetapi rangkaiannya dapat pula dihubungkan secara paralel.

Pada rangkaian paralel, besarnya arus berbeda-beda bergantung pada besarnya tahanan. Hal tersebut disebabkan oleh adanya titik-titik percabangan yang menjadikan terbaginya aliran arus yang masuk pada masing-masing titik simpul tersebut.

Untuk menentukan besarnya arus total yang mengalir pada rangkaian paralel ini, kita dapat menggunakan rumus tahanan pengganti (eqivalen) untuk rangkaian paralel. Rumus untuk menentukan besarnya tahanan pengganti pada rangkaian paralel adalah sebagai berikut:

1R p

= 1R1

+ 1R2

+ 1Rn⟺ RP=

R1R2RnR1R2+R2Rn+RnR1

Dengan perangkaian paralel tersebut, kita dapat menggunakan hukum Ohm secara langsung untuk mengetahui besarnya arus yang mengalir pada rangkaian tersebut. Akan tetapi, pada rangkaian paralel, besarnya tegangan tahanan sama dengan basarnya tahanan sumber.

V S=V 1=V 2=V 3=…=V n

Dengan demikian, kita dapat menghitung besarnya arus yang mengalir pada setiap tahanan, tanpa menghitung besarnya tahanan pengganti rangkaian paralel (Rp).

Karena untuk menghitung besarnya arus total, kita dapat menggunakan Hukum Kirchoff I yaitu:

I tot=I 1+ I 2+…+ I n

3.3 Alat dan Bahan


- Tahanan (R) : 10kΩ, 22kΩ, dan 47kΩ

- Ampere-meter : ± 4 buah


- Saklar : 1 buah



1. Cek dan telitilah sebelum menggunakan peralatan!

2. Buatlah rangkaian seperti pada gambar berikut:

3. Lakukan pengukuran sesuai dengan langkah-langkah sebagai berikut:

- Lakukan pengukuran arus pada posisi sebelum memasuki titik percabangan (Itot) - Lakukan pengukuran arus pada masing-masing titik percabangan dengan tahanan

R (IR1, IR2, IR3) dimana besarnya tahanan R1 = 10kΩ, R2 = 22kΩ, dan R3 = 47kΩ. Dengan tegangan sumber 10V, 15V, 20V, 25V, 30V.

3.5 Tabel Percobaan

TeganganSumber (V)

Arus (mA) ArusTotal (mA)

KetR1 = 10kΩ R2 = 22kΩ R3 = 47kΩ

10 1,1 0,4 0,2 1,715 1,6 0,7 0,3 2,620 2,1 0,9 0,4 3,525 2,6 1,2 0,5 4,330 3,2 1,4 0,6 5,2



Besarnya tahanan pengganti pada rangkaian percobaan ini adalah:

RP=(10 ∙22 ∙47 ) kΩ

(10 ∙22+22 ∙47+47 ∙10 )kΩRP=

10.340(kΩ)3

1.724(kΩ)2=5,998k Ω

Sehingga, a. Untuk tegangan sumber 10V, besar arus totalnya adalah:

I tot=VRP

= 10V5,998k Ω

=1,667mA

Arus pada tahanan (R) 10kΩ, 22kΩ, dan 47kΩ adalah:

IR1=10V10kΩ

=1mA IR2=10V22kΩ

=0,455mA

IR3=10V47k Ω

=0,213mA

Dengan hukum kirchoff I, besar arus totalnya adalah:I tot=(1+0,455+0,213 )mA=1,667mA

b. Untuk tegangan sumber 15V, besar arus totalnya adalah:

I tot=VRP

= 15V5,998k Ω

=2,501mA


IR1=15V10kΩ

=1,5mA IR2=15V22kΩ

=0,682mA

IR3=15V47k Ω

=0,319mA

Dengan hukum kirchoff I, besar arus totalnya adalah:I tot=(1,5+0,682+0,319 )mA=2,501mA

c. Untuk tegangan sumber 20V, besar arus totalnya adalah:

I tot=VRP

= 20V5,998k Ω

=3,335mA


IR1=20V10kΩ

=2mA IR2=20V22kΩ

=0,909mA

IR3=20V47k Ω

=0,426mA


d. Untuk tegangan sumber 25V, besar arus totalnya adalah:

I tot=VRP

= 25V5,998k Ω

=4,168mA


IR1=25V10kΩ

=2,5mA IR2=25V22kΩ

=1,136mA

IR3=25V47k Ω

=0,532mA

Dengan hukum kirchoff I, besar arus totalnya adalah:I tot=(2,5+1,136+0,532 )mA=4,168mA

e. Untuk tegangan sumber 30V, besar arus totalnya adalah:

I tot=VRP

= 30V5,998k Ω

=5,002mA


IR1=30V10kΩ

=3mA IR2=30V22kΩ

=1,364mA

IR3=30V47k Ω

=0,638mA



TeganganSumber (V)

Arus (mA) Req/RP

(kΩ)Arus Total

(mA)Ket

R1=10kΩ R2=22kΩ R3=47kΩ

10 1 0,455 0,213

5,998

1,667

15 1,5 0,682 0,319 2,50120 2 0,910 0,426 3,33525 2,5 1,136 0,532 4,16830 3 1,364 0,638 5,002

3.8 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa pengukuran dari perhitungan, rata-rata besarnya kesalahan pengukuran yaitu 0,058 atau sebesar 3%. Sehingga, dari hasil tersebut dapat

kita simpukan bahwa dengan mengetahui besar tegangan sumber dan besar tahanannya, kita dapat menghitung berapa nilai tahanan pengganti yang dapat kita gunakan serta berapa pula besarnya arus yang mengalir pada masing-masing tahanan pada rangkaian listrik tersebut.

Besarnya tahanan pengganti untuk rangkaian dengan tahanan yang terangkai paralel adalah sebanding dengan perkalian semua tahanan dan berbanding terbalik dengan jumlah perkalian beberapa tahanannya. Besarnya aurs listrik sebanding dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan tahanannya. Serta besarnya arus yang mengalir memasuki titik percabangan sama dengan arus yang keluar dari titik percabangan tersebut.

PERCOBAAN IV

Hubungan Rangkaian Kombinasi Suatu Tahanan


- Menghitung nilai tahanan yang dihubungkan secara kombinasi berdasarkan rumusan RS dan RP.

- Menentukan nilai tahanan pengganti kombinasi, beda potensial dan arus yang mengalir pada rangkaian tersebut.

4.2 Teori Singkat

Dalam rangkaian listrik, suatu tahanan tidak hanya dapat dihubungkan secara seri atau paralel, tetapi juga sering dihubungkan secara kombinasi seri-paralel.

Untuk menentukan besarnya tahanan pengganti yang setara/eqivalen (Req), kita harus menentukan terlebih dahulu besarnya tahanan RS dan RP-nya. Dalam hal ini, kita menggabungkan rumus pada hubungan seri dan paralel.

Req=R1+RP

Req=R1+R2R3R4

R2R3+R3R4+R4 R2

4.3 Alat dan Bahan


- Ampere-meter : ± 4 buah


- Tahanan/Resistor : 10kΩ, 10kΩ, 22kΩ, 47kΩ

- Papan Percobaan : 1 buah

- Saklar : 1 buah

- Kabel Penghubung : ± 19 buah


1. Cek dan telitilah sebelum menggunakan peralatan.

2. Buatlah rangkaian seperti gambar berikut:

3. Lakukan pengukuran dengan langkah-langkah sebagai berikut:

- Lakukan pengukuran tegangan (V) pada tahanan R1 = 10kΩ, R2 = 10kΩ, R3 = 22kΩ, R4 = 47kΩ.

- Lakukan pengukuran arus (I) pada masing-masing tahanan tersebut.

- Lakukan pula pengukuran arus total (Itot) pada rangkaian tersebut.

4.5 Tabel Percobaan

TeganganSumber (V)

Tegangan Tahanan (V) Arus Tahanan (mA) Arus Total(mA)

KetV 1 V 2 V 3 V 4 I 1 I 2 I 3 I 4

10 6,4 3,8 3,8 3,8 0,6 0,3 0,2 0,1 0,615 9,6 5,4 5,4 5,4 1 0,6 0,3 0,1 120 12 8 8 8 1,4 0,8 0,4 0,2 1,425 16 9,1 9,1 9,1 1,7 1 0,5 0,2 1,730 19 12 12 12 2 1,1 0,6 0,3 2



Besarnya Req berdasarkan rumus kombinasi RS dan RP adalah:

Req=10kΩ+ 10kΩ ∙22kΩ ∙47kΩ10kΩ∙22kΩ+22kΩ∙47 kΩ+47kΩ ∙10 kΩ

Req=10kΩ+10.340 (kΩ )3

1.724 (kΩ )2

Req=10kΩ+5,998kΩ=15,998 kΩ

Untuk tegangan sumber 10V :

Besarnya arus pada tahanan I1 sama dengan besarnya arus total:

I 1=I tot=V SReq

= 10V15,998 kΩ

=0,625mA

Tegangan pada tahanan R1 adalah:

V 1=I tot ∙ R1=0,625mA∙10kΩ=6,250V

Tegangan pada tahanan yang terhubung paralel adalah:

∑V=0V Rp=V S−V 1=10V−6,250V=3,750V

Tegangan pada tahanan yang terhubung paralel adalah sama, sehingga:

V Rp=V 2=V 3=V 4=3,750V

Untuk arus pada tahanan R2, R3 dan R4 adalah:

I 2=3,750V10kΩ

=0,375mA I 3=3,750V22kΩ

=0,170mA

I 4=3,750V47k Ω

=0,080mA


Itot=I1:

I 1=I tot=V SReq

= 15V15,998 kΩ

=0,938mA

V 1=I tot ∙ R1=0,938mA∙10kΩ=9,380V

VRp=V2=V3=V4:V Rp=V S−V 1=15V−9,380V=5,620V

V Rp=V 2=V 3=V 4=5,620V

I2, I3, dan Igh:

I 2=5,620V10kΩ

=0,562mA I 3=5,620V22kΩ

=0,256mA

I 4=5,620V47k Ω

=0,120mA


Itot=I1:

I 1=I tot=V SReq

= 20V15,998 kΩ

=1,250mA

V 1=I tot ∙ R1=1,250mA ∙10kΩ=12,500V


V Rp=V 2=V 3=V 4=7,500V

I2, I3, dan Igh adalah:

I 2=7,500V10kΩ

=0,750mA I 3=7,500V22kΩ

=0.341mA

I 4=7,500V47k Ω

=0,160mA


Itot=I1:

I 1=I tot=V SReq

= 25V15,998 kΩ

=1,563mA

V 1=I tot ∙ R1=1,563mA ∙10kΩ=15,630V


V Rp=V 2=V 3=V 4=9,370V


I 2=9,370V10kΩ

=0,937mA I 3=9,370V22kΩ

=0,426mA

I 4=9,370V47k Ω

=0,199mA


Itot=I1:

I 1=I tot=V SReq

= 30V15,998 kΩ

=1,875mA

V 1=I tot ∙ R1=1,875mA ∙10kΩ=18,750V


V Rp=V 2=V 3=V 4=11,250V


I 2=11,250V10kΩ

=1,125mA I 3=11,250V22kΩ

=0,511mA

I 4=11,250V47k Ω

=0,239mA


VS

(V)

Tegangan Tahanan (V) Arus Tahanan (mA) Arus Total(mA)

KetV 1 V 2 V 3 V 4 I 1 I 2 I 3 I 4

10 6,250 3,750 3,750 3,7500,62

50,37

50,17

00,08

00,625

15 9,380 5,620 5,620 5,6200,93

80,56

20,25

60,12

00,938

2012,50

07,500 7,500 7,500

1,250

0,750

0,341

0,160

1,250

2515,63

09,370 9,370 9,370

1,563

0,937

0,426

0,199

1,563

3018,75

011,25

011,25

011,25

01,87

51,12

50,51

10,23

91,875

4.8 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis, besarnya kesalahan rata-rata dari pengukuran untuk percobaan ini adalah 0,095 atau sebesar 2% dari perhitungan. Dengan demikian, rumus-

rumus yang kita digunakan dalam perhitungan untuk percobaan ini dapat dibuktikan langsung dan memiliki nilai akurasi yang tinggi dibandingkan dengan pengukuran langsung. Seperti yang kita ketahui bersama, bahwa dalam pengukuran itu masih terdapat kesalahan-kesalahan. Sedangkan dalam perhitungan sering mengalami galat pembulatan.

Dalam percobaan ini, kita menggunakan semua rumus yang terdapat pada rangkaian yang terhubung seri maupun paralel.

PERCOBAAN V

HUKUM KIRCHOFF II


Selesai percobaan praktikum diharapkan dapat:

- Menentukan besarnya tegangan untuk setiap tahanan pada suatu rangkaian tertutup

yang terhubung secara seri.

- Membuktikan kebenaran hukum kirchoff II dengan percobaan.

5.2 Teori Singkat

Hukum Kirchoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan pada suatu

rangkaian tertutup adalah nol. Dalam menggunakan hukum kirchoff II ini, kita

memberikan tanda polaritas positif pada tahanan di arah datangnya arus.

Hukum kirchoff digunakan pada analisa rangkaian listrik, analisa rangkaian

elektronika, perencanaan instalasi dan sebagainya.

5.3 Alat dan Bahan

- Sumber tegangan DC (V1) : 10V, 15V, 20V, 25V, 30V

- Sumber tegangan DC (V2) : 25V

- Tahanan : 10kΩ, 22kΩ, 47kΩ



- Saklar : 1 buah


5.4

Langkah Percobaan



3. Lakukan pengukuran berikut:

a. Lakukan pengukuran tegangan pada R1 = 10kΩ, R2 = 22kΩ, dan R3 = 47kΩ dengan

tegangan sumber V1=10V dan V2=25V.

b. Lakukan langkah 3.a, dengan mengubah tegangan sumber V1 menjadi 15V, 20V,

25V dan 30V.

5.5 Tabel Percobaan

Tegangan Sumber (V) Tegangan (V)Ket

V1 V2 R1 R2 R3

10 25 4 10 2115 25 4,8 11 2420 25 5,2 13 2625 25 6 14 3030 25 6,8 14,2 33


Besarnya tahanan pengganti adalah:

Req=R1+R2+R3Req=(10+22+47 ) k ΩReq=79k Ω

a. Besarnya arus total pada tegangan sumber V1 = 10V, adalah:

I tot=V 1+V 2

Req=

(10+25 )V79kΩ

= 35V79kΩ

=0,443mA

Besarnya tegangan R1, R2, R3 adalah:

V R1=I tot ∙ R1=0,443mA ∙10k Ω=4,430V

V R2=I tot ∙ R2=0,443mA ∙22k Ω=9,747V

V R3=I tot ∙ R3=0,443mA∙47 k Ω=20,823V

Berdasarkan hukum kirchoff II:

V s=V R 1+V R2+V R3

−V s+V R1+V R2

+V R 3=0

−10V−25V +4,430V+9,747V +20,823V=0

b. Besarnya arus total pada tegangan sumber V1 = 15V, adalah:

I tot=V 1+V 2

Req=

(15+25 )V79kΩ

= 40V79kΩ

=0,506mA


V R1=I tot ∙ R1=0 ,506mA ∙10 k Ω=5,063V

V R2=I tot ∙ R2=0 ,506mA ∙22k Ω=11,139V

V R3=I tot ∙ R3=0 ,506mA ∙47k Ω=23,797V


V s=V R 1+V R2+V R3

−V s+V R1+V R2

+V R 3=0

−15V−25V +5,063V +11,139V +23,797V=0

c. Besarnya arus total pada tegangan sumber V1 = 20V, adalah:

I tot=V 1+V 2

Req=

(20+25 )V79kΩ

= 45V79kΩ

=0,570mA


V R1=I tot ∙ R1=0 ,570mA ∙10k Ω=5,696V

V R2=I tot ∙ R2=0 ,570mA ∙22k Ω=12,532V

V R3=I tot ∙ R3=0 ,570mA ∙47k Ω=26,772V


V s=V R 1+V R2+V R3

−V s+V R1+V R2

+V R 3=0

−20V−25V +5,696V +12,532V +26,772V=0

d. Besarnya arus total pada tegangan sumber V1 = 25V, adalah:

I tot=V 1+V 2

Req=

(25+25 )V79kΩ

= 50V79kΩ

=0,633mA


V R1=I tot ∙ R1=0,633mA ∙10k Ω=6,329V

V R2=I tot ∙ R2=0,633mA ∙22k Ω=13,924V

V R3=I tot ∙ R3=0,633mA∙47 k Ω=29,747V


V s=V R 1+V R2+V R3

−V s+V R1+V R2

+V R 3=0

−25V−25V +6,329V +13,924 V+29,747V=0

e. Besarnya arus total pada tegangan sumber V1 = 30V, adalah:

I tot=V 1+V 2

Req=

(30+25 )V79kΩ

= 55V79kΩ

=0,696mA


V R1=I tot ∙ R1=0,696mA ∙10k Ω=6,962V

V R2=I tot ∙ R2=0,696mA∙22k Ω=15,316V

V R3=I tot ∙ R3=0,696mA∙ 47k Ω=32,722V


V s=V R 1+V R2+V R3

−V s+V R1+V R2

+V R 3=0

−30V−25V +6,962V +15,316V +32,722V=0


Berdasarkan hukum kirchoff II, tanda polaritas positif untuk tegangan tahanan

dan sumber tegangan adalah negatif yang didasarkan pada arah datangnya arus..

Tegangan Sumber (V) Tegangan Tahanan (V)Ket

V1 V2 V R1V R2

V R3

-10 -25 4,430 9,747 20,823-15 -25 5,063 11,139 23,797-20 -25 5,696 12,532 26,772-25 -25 6,329 13,924 29,747-30 -25 6,962 15,316 32,722

5.8 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis, besarnya kesalahan rata-rata dari pengukuran untuk

percobaan ini adalah 0,133 atau sebesar 1% dari perhitungan. Dengan demikian, rumus

hukum kirchoff II ini terbukti dapat memberikan nilai akurasi yang tinggi dibandingkan

dengan pengukuran. Namun untuk mengetahui besarnya tegangan pada tahanan, kita

memerlukan hukum Ohm.

Suatu tahanan yang terangkai seri di mana tahanannya berbeda, maka besar

tegangan pada masing-masing tahanannya berbeda pula. Akan tetapi arus yang mengalir

pada tahanan tersebut adalah sama.

PERCOBAAN VI

POLARITAS BALIK


Selesai percobaan praktikan diharapkan dapat:

- Menentukan besarnya tegangan pada masing-masing tahanan, bila salah satu

polaritas dari sumber tegangan dibalik.

- Membuktikan kebenaran hukum KIRCHOFF II dengan percobaan.

6.2 Teori Singkat

Hukum kirchoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan pada suatu

rangkaian tertutup adalah nol. Dalam menggunakan hukum kirchoff II ini, kita

memberikan tanda polaritas positif pada tahanan diarah datangnya arus.

Hukum kirchoff ini dalam pemakaiannya digunakan pada analisa rangkaian

listrik, analisa elektronika, perencanaan instalasi dan sebagainya.

6.3 Alat dan Bahan

- Sumber tegangan DC (V1) : 10V, 15V, 20V, 25V, 30V

- Sumber tegangan DC (V2) : 25V

- Tahanan : 10kΩ, 22kΩ, 47kΩ



- Saklar : 1 buah





3. Lakukan pengukuran berikut:

a. Lakukan pengukuran tegangan pada R1 = 10kΩ, R2 = 22kΩ, dan R3 = 47kΩ dengan

tegangan sumber V1=10V dan V2=25V.

b. Lakukan langkah 3.a, dengan mengubah tegangan sumber V1 menjadi 15V, 20V,

25V dan 30V.

6.5 Tabel Percobaan

Tegangan Sumber (V) Tegangan (V)Ket

V1 V2 R1 R2 R3

10 25 -2 -4 -915 25 -1,2 -2,6 -5,620 25 -0,6 -1,2 -2,625 25 0 0 030 25 0,6 1,4 2,2


Berdasarkan gambar rangkaian di atas, V2 terangkai dengan polaritas terbalik

terhadap V1. Sehingga, polaritas V2 bertanda positif dari arah datangnya arus V1.

Besarnya tahanan pengganti adalah:

Req=R1+R2+R3Req=(10+22+47 ) k ΩReq=79k Ω

a. Besarnya arus total pada tegangan sumber V1 = 10V, adalah:

I tot=V 1+V 2

Req=

(10−25 )V79kΩ

=−15V79 kΩ

=−0,190mA


V R1=I tot ∙ R1=−0,190mA ∙10k Ω=−1,899V

V R2=I tot ∙ R2=−0,190mA ∙22k Ω=−4,177V

V R3=I tot ∙ R3=−0,190mA∙47 k Ω=−8,924 V


V s=V R 1+V R2+V R3

−V s+V R1+V R2

+V R 3=0

−10V +25V−1,899V−4,177V−8,924V=0

b. Besarnya arus total pada tegangan sumber V1 = 15V, adalah:

I tot=V 1+V 2

Req=

(15−25 )V79kΩ

=−10V79 kΩ

=−0,127mA


V R1=I tot ∙ R1=−0,127mA∙10k Ω=−1,266V

V R2=I tot ∙ R2=−0,127mA∙22k Ω=−2,785V

V R3=I tot ∙ R3=−0,127mA ∙47k Ω=−5,949V


V s=V R 1+V R2+V R3

−V s+V R1+V R2

+V R 3=0

−15V +25V−1,266V−2,785V−5,949V=0

c. Besarnya arus total pada tegangan sumber V1 = 20V, adalah:

I tot=V 1+V 2

Req=

(20−25 )V79kΩ

= −5V79kΩ

=−0,063mA


V R1=I tot ∙ R1=−0,063mA ∙10k Ω=−0,633V

V R2=I tot ∙ R2=−0,063mA ∙22k Ω=−1,392V

V R3=I tot ∙ R3=−0,063mA∙47 k Ω=−2,975V


V s=V R 1+V R2+V R3

−V s+V R1+V R2

+V R 3=0

−20V +25V−0,633V−1,392V−2,975V=0

d. Besarnya arus total pada tegangan sumber V1 = 25V, adalah:

I tot=V 1+V 2

Req=

(25−25 )V79kΩ

= 0V79kΩ

=0mA


V R1=I tot ∙ R1=0mA ∙10k Ω=0V

V R2=I tot ∙ R2=0mA ∙22k Ω=0V

V R3=I tot ∙ R3=0mA ∙47 k Ω=0V


V s=V R 1+V R2+V R3

−V s+V R1+V R2

+V R 3=0−25V +25V +0V +0V +0V=0

Besarnya arus total pada tegangan sumber V1 = 30V, adalah:

I tot=V 1+V 2

Req=

(30−25 )V79kΩ

= 5V79kΩ

=0,063mA


V R1=I tot ∙ R1=0,063mA ∙10k Ω=0,633V

V R2=I tot ∙ R2=0,063mA ∙22k Ω=1,392V

V R3=I tot ∙ R3=0,063mA∙47 k Ω=2,975V


V s=V R 1+V R2+V R3

−V s+V R1+V R2

+V R 3=0

−30V +25V +0,633V +1,392V +2,975V=0


Berdasarkan hukum kirchoff II, tanda polaritas V2 berlawanan dengan V1.

Dengan titik acuan arah datangnya arus berada pada V1, maka V1 berpolaritas negatif

dan V2 berpolaritas positif.

Tegangan Sumber (V) Tegangan Tahanan (V)Ket

V1 V2 V R1V R2

V R3

-10 +25 -1,899 -4,177 -8,924-15 +25 -1,266 -2,785 -5,949-20 +25 -0,633 -1,392 -2,975-25 +25 0 0 0-30 +25 0,633 1,392 2,975

6.8 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa pengukuran dan perhitungan, rata-rata kesalahan

pada pengukuran percobaan ini yaitu 0,027 atau sebesar 2% dari perhitungan.

Perubahan polaritas sangat mempengaruhi besarnya tegangan dimasing-masing

tahanan. Perubahan Polaritas tegangan, dimana V1 < V2 maka arus yang mengalir pada

rangkaian tersebut meninggalkan V2 menuju V1 (mundur) sehingga polaritas tegangan

tahanan bernilai negatif. Bila V1 = V2, maka tegangan tahanan sama dengan 0. Sedangkan

jika V1 > V2, maka arus yang mengalir pada rangkaian tersebut meninggalkan V1 menuju

V2 (maju) sehingga polaritas tegangan tahanan bertanda positif.

Arus mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Beda potensial dapat

saling memperkuat dapat pula saling memperlemah. Tegangan saling memperkuat jika

memiliki tanda polaritas yang sama. Saling melemahkan bila salah satu atau lebih

tegangan memiliki atau terancang dengan tanda polaritas berbeda, berlawanan atau

berbalik. Tanpa adanya beda potensial listrik, sangat sedikit bahkan tidak ada arus yang

mengalir pada rangkaian tersebut.

PERCOBAAN VII

Kapasitor Pada Rangkaian Arus Searah


Pada akhir percobaan pratikan diharapkan dapat:

- Menerangkan proses pengisian dan pengosongan pada rangkaian arus searah.

- Menggambar grafik pengisian dan pengosongan kapasitor pada rangkaian arus

searah, V = f(t).

- Menghitung harga kapasitor dari rangkaian seri dengan menggunakan metode

pengisian kapasitor.

7.2 Teori Singkat

Kapasitor mempunyai kemampuan menyimpan energi listrik yang disebut

dengan kapasitansi.

a. Pengisian Kapasitor

Pada saat saklar ditutup (ON), maka tegangan VC mulai naik dari 0 terus

membesar sesuai dengan fungsi waktu. Dirumuskan:

V C=1c∫ i dtV C=V s(1−e

−tRC )

Keterangan:

Vc = tegangan pada kapasitor (Volt)

VS = tegangan sumber (Volt)

t = Waktu pengisian (detik)

e = Exponensial (e = 2,718281828)

R = Tahanan (Ohm)

C = Kapasitansi (Farad)

Secara praktis, pada saat waktu yang dibutuhkan dalam pengisian kapasitor

τ=RC, maka tegangan kapasitor mencapai 63 % dari tegangan maksimum pada

kapasitor.

Keterangan:

τ : “Time Constant” (detik)

R : tahanan (Ohm)

C : kapasitansi (Farad)

Pada saat 5 τ = 5 RC detik, tegangan kapasitor mencapai 99,3%, pada saat ini

tegangan pada kapasitor maksimum.

b. Pengosongan Kapasitor

Setelah tegangan mencapai titik maksimumnya, maka kapasitor terisi penuh.

Untuk mengosongkannya, dapat dilakukan dengan menghubung singkatkan rangkaian

tersebut. Saat ini, tegangan VC akan turun dari tegangan maksimum terus mengecil

sesuai dengan fungsi waktu. Dirumuskan:

V C=V s ∙(e−tRC )

7.3 Alat dan Bahan

- Sumber Tegangan DC : 25V- Tahanan : 100kΩ- Kapasitor : 100µF- Ampere-meter : 1 buah- Volt-meter : 1 buah- Stopwatch : 1 buah- Papan percobaan : 1 buah- Saklar : 1 buah- Kabel Penghubung : ± 8 buah



2. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut: (Vs = 25V, Rf = 100kΩ, C = 100µF).

3. Aktifkan stopwatch ketika saklar ON, dan lakukan pengukuran arus dan tegangan

pada Kapasitor setiap 5 detik (pengisian kapasitor). Hingga kapasitor terisi penuh.

4. Lakukan pula pengukuran arus dan tegangan pada kapasitor saat dilakukannya

pengosongan kapasitor (saklar OFF). Rangkaiannya:

5. Tuliskan hasil percobaan dari pengukuran tersebut pada tabel percobaan.

7.5 Tabel Percobaan

NOWaktu (detik)

Tegangan (V) Arus (A)Ket

Pengisian Pengosongan Pengisian Pengosongan

1. 5 9,1 13,4 0,165 0,1652. 10 15,8 8,9 0,111 0,1093. 15 15,9 6,0 0,076 0,0734. 20 20,1 4,0 0,053 0,0505. 25 21,8 2,8 0,036 0,0336. 30 21,8 1,9 0,026 0,0237. 35 23,5 1,4 0,019 0,0168. 40 23,9 1,0 0,014 0,0119. 45 24,2 0,7 0,010 0,009

10. 50 24,4 0,6 0,007 0,00711. 55 24,5 0,4 0,005 0,00512. 60 24,6 0,3 0,004 0,00413. 65 24,7 0,3 0,003 0,00314. 70 24,8 0,2 0,003 0,00215. 75 24,8 0,2 0,002 0,00216. 80 24,9 0,1 0,002 0,00217. 85 24,9 0,1 0,002 0,00118. 90 24,9 0,1 0,001 0,00119. 95 24,9 0,1 0,001 0,00120. 100 25 0,1 0,001 0,00121. 105 25 0,1 0,001 0,00122. 110 25 0,1 0,001 0,00123. 115 25 0,1 0,001 0,00124. 120 25 0,1 0,001 0,001


Dalam hal ini, kita hanya menganalisa besarnya tegangan pada kapasitor (VC).

Dimana Waktu, dalam detik (s); Tahanan, dalam Ohm (Ω); Kapasitor, dalam Farad (F);

dan tegangan, dalam Volt (V).

τ=1×105 ∙1×10−4=10 sBesarnya tegangan pada saat pengisian kapasitor (VC):

1. Untuk t=5 s:

V C=25V (1−e−5 s10 s )V C=9,837V

2. Untuk t=10 s:

V C=25V (1−e−10 s10 s )V C=15,803V

3. Untuk t=15 s:

V C=25V (1−e−15 s10 s )V C=19,422V

4. Untuk t=20 s:

V C=25V (1−e−20 s10 s )V C=21,617V

5. Untuk t=25 s:

V C=25V (1−e−25 s10 s )V C=22,948V

6. Untuk t=30 s:

V C=25V (1−e−30 s10 s )V C=23,755V

7. Untuk t=35 s:

V C=25V (1−e−35 s10 s )V C=24,245V

8. Untuk t=40 s:

V C=25V (1−e−40 s10 s )V C=24,542V

9. Untuk t=45 s:

V C=25V (1−e−45 s10 s )V C=24,722V

10. Untuk t=50 s:

V C=25V (1−e−50 s10 s )V C=24,832V

11. Untuk t=55 s:

V C=25V (1−e−55 s10 s )V C=24,898V

12. Untuk t=60 s:

V C=25V (1−e−60 s10 s )V C=24,938V

13. Untuk t=65 s:

V C=25V (1−e−65 s10 s )V C=24,962V

14. Untuk t=70 s:

V C=25V (1−e−70 s10 s )V C=24,977V

15. Untuk t=75 s:

V C=25V (1−e−75 s10 s )V C=24,986V

16. Untuk t=80 s:

V C=25V (1−e−80 s10 s )V C=24,992V

17. Untuk t=85 s:

V C=25V (1−e−85 s10 s )V C=24,995V

18. Untuk t=90 s:

V C=25V (1−e−90 s10 s )V C=24,997V

19. Untuk t=95 s:

V C=25V (1−e−95 s10 s )V C=24,998V

20. Untuk t=100 s:

V C=25V (1−e−100s10 s )V C=24,999V

21. Untuk t=105 s:

V C=25V (1−e−105s10 s )V C=24,999V

22. Untuk t=110 s:

V C=25V (1−e−110s10 s )V C=25,000V

23. Untuk t=115 s:

V C=25V (1−e−115s10 s )V C=25,000V

24. Untuk t=120 s:

V C=25V (1−e−120s10 s )

V C=25,000V Besarnya tegangan pada saat pengosongan kapasitor (VC):

1. Untuk t=5 s:

V C=25V ∙e−5 s10 sV C=15,163V

2. Untuk t=10 s:

V C=25V ∙e−10 s10 s V C=9,197V

3. Untuk t=15 s:

V C=25V ∙e−15 s10 s V C=5,578V

4. Untuk t=20 s:

V C=25V ∙e−20 s10 s V C=3,383V

5. Untuk t=25 s:

V C=25V ∙e−25 s10 s V C=2,052V

6. Untuk t=30 s:

V C=25V ∙e−30 s10 s V C=1,245V

7. Untuk t=35 s:

V C=25V ∙e−35 s10 s V C=0,755V

8. Untuk t=40 s:

V C=25V ∙e−40 s10 s V C=0,458V

9. Untuk t=45 s:

V C=25V ∙e−45 s10 s V C=0,278V

10. Untuk t=50 s:

V C=25V ∙e−50 s10 s V C=0,168V

11. Untuk t=55 s:

V C=25V ∙e−55 s10 s V C=0,102V

12. Untuk t=60 s:

V C=25V ∙e−60 s10 s V C=0,062V

13. Untuk t=65 s:

V C=25V ∙e−65 s10 s V C=0,038V

14. Untuk t=70 s:

V C=25V ∙e−70 s10 s V C=0,023V

15. Untuk t=75 s:

V C=25V ∙e−75 s10 s V C=0,014V

16. Untuk t=80 s:

V C=25V ∙e−80 s10 s V C=0,008V

17. Untuk t=85 s:

V C=25V ∙e−85 s10 s V C=0,005V

18. Untuk t=90 s:

V C=25V ∙e−90 s10 s V C=0,003V

19. Untuk t=95 s:

V C=25V ∙e−95 s10 s V C=0,002V

20. Untuk t=100 s:

V C=25V ∙e−100s10 s V C=0,001V

21. Untuk t=105 s:

V C=25V ∙e−105s10 s V C=0,001V

22. Untuk t=110 s:

V C=25V ∙e−110s10 s V C=0,000V

23. Untuk t=115 s:

V C=25V ∙e−115s10 s V C=0,000V

24. Untuk t=120 s:

V C=25V ∙e−120s10 s V C=0,000V


NOWaktu (detik)

Tegangan (V)Keterangan

Pengisian Pengosongan

1. 5 9,837 15,1632. 10 15,803 9,1973. 15 19,422 5,5784. 20 21,617 3,3835. 25 22,948 2,0526. 30 23,755 1,2457. 35 24,245 0,7558. 40 24,542 0,4589. 45 24,722 0,278

10. 50 24,832 0,16811. 55 24,898 0,10212. 60 24,938 0,06213. 65 24,962 0,03814. 70 24,977 0,02315. 75 24,986 0,01416. 80 24,992 0,00817. 85 24,995 0,00518. 90 24,997 0,00319. 95 24,998 0,00220. 100 24,999 0,00121. 105 24,999 0,00122. 110 25,000 0,00023. 115 25,000 0,00024. 120 25,000 0,000

7.8 Grafik Kurva

0 20 40 60 80 100 1200

5

10

15

20

25

Waktu (s)

Teg

anga

n K

apas

itor

(V)

Pengisian Tegangan Pada Kapasitor

Pengukuran

Perhitungan

0 20 40 60 80 100 1200

5

10

15

20

25

Waktu (s)

Teg

anga

n K

apas

itor

(V)

Pengosongan Tegangan Pada Kapasitor

Pengukuran

Perhitungan

7.9 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis pada percobaan ini, rata-rata kesalahan pengukuran

saat pengisian kapasitor adalah 0,540 atau sebesar 2% dan saat pengosongan kapasitor

rata-rata kesalahan pengukuran adalah 0,186 atau sebesar 12% dari perhitungan.

Saat pengisian kapasitor, tegangan dalam kapasitor cepat naik mendekati

tegangan maksimum, namun kapasitor memerlukan beberapa waktu agar tegangannya

menjadi penuh (maksimum). Meski demikian tegangannya sudah dapat dikatakan

maksimum. Begitu pula saat pengosongannya, tegangan dalam kapasitor cepat

mengalami penurunan. Namun untuk mencapai kekosongan sepenuhnya (minimum),

kapasitor memerlukan beberapa waktu lebih. Walaupun sesungguhnya nilai tersebut

sudah dapat dikatakan minimum atau sama dengan nol (0).

PERCOBAAN VIII

Hubungan Seri Kapasitor Pada Rangkaian Arus Searah


Pada akhir percobaan ini, praktikan diharapkan dapat:

- Menghitung harga kapasitor pengganti dari rangkaian yang terhubung seri.

- Menghitung harga tegangan pada saat pengisian dan pengosongan kapasitor.

- Menggambarkan grafik pengisian dan pengosongan kapasitor.

8.2 Teori Singkat

Kapasitor atau kondensator tidak hanya dapat digunakan untuk menyimpan

muatan listrik, tetapi juga untuk meratakan arus pada rangkaian power supply,

pemilihan gelombang pemancar pada pesawat radio, meniadakan bunga api listrik,

penyearah arus, dan pengontrol frekuensi serta sebagai penghubung (coupling).

Terkadang kapasitor dirangkai secara seri dalam penggunaannya. Besarnya kapasitas

pengganti seri (CS) dapat dihitung dengan rumus:

1C s

= 1C1

+ 1C2

+ 1C3C s=

C1∙C2 ∙C3C1 ∙C2+C2 ∙C3+C3 ∙C1

Sehingga untuk menghitung pengisian tegangan pada kapasitor yang

terhubung secara seri adalah:

V c=V (1−e−tRCs )

Untuk pengosongannya adalah:

V c=V (e−tRCs )

Keterangan:VC = tegangan pada kapasitor (V)V = tegangan sumber (V)t = waktu pengisian (s)e = exponensial (e = 2,718281828)R = tahanan (Ω)CS = kapasitansi pengganti seri (F)

8.3 Alat dan Bahan

- Sumber Tegangan DC : 30V

- Tahanan : 100kΩ- Kapasitor : 100µF, 470µF- Ampere-meter : 1 buah- Volt-meter : 1 buah- Stopwatch : 1 buah- Papan percobaan : 1 buah- Saklar : 1 buah- Kabel Penghubung : ± 9 buah



2. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut: ( Vs = 30V, Rf = 100kΩ, C1 = 100µF, C2 = 470µF).

3. Aktifkan stopwatch ketika saklar ON, dan lakukan pengukuran arus dan tegangan

pada Kapasitor setiap 5 detik (pengisian kapasitor). Hingga kapasitor terisi penuh.

4. Lakukan pula pengukuran arus dan tegangan pada kapasitor saat dilakukannya

pengosongan kapasitor (saklar OFF). Rangkaiannya:

5. Tuliskan hasil percobaan dari pengukuran tersebut pada tabel percobaan.

8.5 Tabel Percobaan

NO Waktu Tegangan (V) Arus (A) Ket

(detik) Pengisian Pengosongan Pengisian Pengosongan

1. 5 11,4 19,0 0,172 0,2012. 10 20,5 11,5 0,111 0,1213. 15 24,5 7,0 0,068 0,0774. 20 26,5 4,2 0,044 0,0495. 25 28,6 2,6 0,029 0,0326. 30 29,4 1,8 0,020 0,0187. 35 30,0 1,2 0,013 0,0128. 40 30,4 0,8 0,009 0,0089. 45 30,6 0,5 0,006 0,006

10. 50 30,7 0,4 0,004 0,00411. 55 30,9 0,3 0,003 0,00312. 60 30,9 0,2 0,002 0,00213. 65 31,0 0,1 0,002 0,00214. 70 31,1 0,1 0,001 0,00115. 75 31,1 0,1 0,001 0,00116. 80 31,2 0,1 0,001 0,00117. 85 31,2 0,1 0,001 0,00118. 90 31,2 0,1 0,001 0,00119. 95 31,2 0 0,001 020. 100 31,2 0 0 021. 105 31,2 0 0 022. 110 31,2 0 0 023. 115 31,2 0 0 024. 120 31,2 0 0 0


Dalam hal ini, kita hanya menganalisa besarnya tegangan pada kapasitor (VC).

Dimana Waktu, dalam satuan detik (s); Tahanan, dalam satuan Ohm (Ω); Kapasitor,

dalam satuan Farad (F); dan tegangan, dalam satuan Volt (V).

C s=100μF ∙470μF100μF+470μFC s=

47.000 (μF )2

570μFC s=82,456 μF

τ=1×105 ∙8,246×10−5=8,246 s

Besarnya tegangan kapasitor (VC) pada saat pengisian:

1. Untuk t=5 s:

V c=30V (1−e−5 s8,245 s )V c=13,640V

2. Untuk t=10 s:

V c=30V (1−e−10 s8,245 s )

V c=21,079V

3. Untuk t=15 s:

V c=30V (1−e−15 s8,245 s )

V c=25,135V

4. Untuk t=20 s:

V c=30V (1−e−20 s8,245 s )

V c=27,347V

5. Untuk t=25 s:

V c=30V (1−e−25 s8,245 s )

V c=28,553V

6. Untuk t=30 s:

V c=30V (1−e−30 s8,245 s )

V c=29,211V

7. Untuk t=35 s:

V c=30V (1−e−35 s8,245 s )

V c=29,570V

8. Untuk t=40 s:

V c=30V (1−e−40 s8,245 s )

V c=29,765V

9. Untuk t=45 s:

V c=30V (1−e−45 s8,245 s )

V c=29,872V

10. Untuk t=50 s:

V c=30V (1−e−50 s8,245 s )

V c=29,930V

11. Untuk t=55 s:

V c=30V (1−e−55 s8,245 s )

V c=29,962V

12. Untuk t=60 s:

V c=30V (1−e−60 s8,245 s )

V c=29,979V

13. Untuk t=65 s:

V c=30V (1−e−65 s8,245 s )

V c=29,989V

14. Untuk t=70 s:

V c=30V (1−e−70 s8,245 s )

V c=29,994 V

15. Untuk t=75 s:

V c=30V (1−e−75 s8,245 s )

V c=29,997V

16. Untuk t=80 s:

V c=30V (1−e−80 s8,245 s )

V c=29,998V

17. Untuk t=85 s:

V c=30V (1−e−85 s8,245 s )

V c=29,999V

18. Untuk t=90 s:

V c=30V (1−e−90 s8,245 s )

V c=29,999V

19. Untuk t=95 s:

V c=30V (1−e−95 s8,245 s )

V c=30,000V

20. Untuk t=100 s:

V c=30V (1−e−100 s8,245 s )

V c=30,000V

21. Untuk t=105 s:

V c=30V (1−e−10 5 s8,245 s )

V c=30,000V

22. Untuk t=110 s:

V c=30V (1−e−110s8,245 s )

V c=30,000V

23. Untuk t=115 s:

V c=30V (1−e−11 5 s8,245s )

V c=30,000V

24. Untuk t=120 s:

V c=30V (1−e−120 s8,245 s )V c=30,000V

Besarnya tegangan kapasitor (VC) pada saat pengosongan:1. Untuk t=5 s :

V c=30V (e−5 s8,245 s)

V c=16,360V

2. Untuk t=10 s :

V c=30V (e−10 s8,245 s)V c=8,921V

3. Untuk t=15 s :

V c=30V (e−15 s8,245 s)V c=4,865V

4. Untuk t=20 s :

V c=30V (e−20 s8,245 s)V c=2,653V

5. Untuk t=25 s :

V c=30V (e−25 s8,245 s)

V c=1 ,447V

6. Untuk t=30 s :

V c=30V (e−30 s8,245 s)V c=0,789V

7. Untuk t=35 s :

V c=30V (e−35 s8,245 s)V c=0,430V

8. Untuk t=40 s :

V c=30V (e−40 s8,245 s)V c=0,235V

9. Untuk t=45 s :

V c=30V (e−45 s8,245 s)V c=0,128V

10. Untuk t=50 s :

V c=30V (e−50 s8,245 s)V c=0,070V

11. Untuk t=55 s :

V c=30V (e−55 s8,245 s)V c=0,038V

12. Untuk t=60 s :

V c=30V (e−60 s8,245 s)V c=0,021V

13. Untuk t=65 s :

V c=30V (e−65 s8,245 s)V c=0,011V

14. Untuk t=70 s :

V c=30V (e−70 s8,245 s)V c=0,006V

15. Untuk t=75 s :

V c=30V (e−75 s8,245 s)V c=0,003V

16. Untuk t=80 s :

V c=30V (e−80 s8,245 s)V c=0,002V

17. Untuk t=85 s :

V c=30V (e−85 s8,245 s)V c=0,001V

18. Untuk t=90 s :

V c=30V (e−90 s8,245 s)V c=0,001V

19. Untuk t=95 s :

V c=30V (e−95 s8,245 s)

V c=0 ,000V

20. Untuk t=100 s :

V c=30V (e−100 s8,245 s)V c=0,000V

21. Untuk t=105 s :

V c=30V (e−10 5 s8,245 s )V c=0,000V

22. Untuk t=110 s :

V c=30V (e−110 s8,245 s)V c=0,000V

23. Untuk t=115 s :

V c=30V (e−115 s8,245 s )V c=0,000V

24. Untuk t=120 s :

V c=30V (e−120 s8,245 s)V c=0,000V


NOWaktu (detik)

Tegangan (V)Keterangan

Pengisian Pengosongan

1. 52. 103. 154. 205. 256. 307. 358. 409. 45

10. 5011. 5512. 6013. 6514. 7015. 7516. 8017. 8518. 9019. 9520. 10021. 10522. 11023. 11524. 120

DAFTAR PUSTAKA

Asistensi Laporan RL-1

Documents

Transcript of Asistensi Laporan RL-1