Modul Praktikum

Tugas Modul PraktikumPengantar Elektronika

Oleh :

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS SURABAYA

Nama : Ita Masyta Kerinciani

NRP : 6121011

I II III IV V

Tugas Modul Praktikum I

I. Tujuan:1. Mempelajari koneksi pada project board.2. Mempelajari cara implementasi rangkaian di project board.3. Menyelidiki kebenaran Hukum Ohm secara eksperimen.

I. Peralatan yang dibutuhkan1. project board 1 buah2. Multimeter 1 buah3. Power supply 1 buah4. Resistor 2,2kΩ 3 buah5. Resistor 1kΩ 4 buah6. Kabel jumper Secukupnya

III. Ringkasan Teori

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus

yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan

karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol

(Omega). Bentuk resistor yang umum adalah seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada

badannya terdapat lingkaran membentuk cincin kode warna untuk mengetahui besar resistansi tanpa

mengukur besarnya dengan Ohmmeter. Ilustrasinya seperti pada gambar berikut

Gambar 1.1 Urutan cincin warna Resistor

Pengantar Elektronika


Gambar 1.2 Urutan cincin warna Resistor(lanjutan)

Berdasarkan kebutuhan dalam rangkaian yang berbeda, maka bentuk dari sebuah resistor

dapat berbeda pula, hal ini terkait dengan daya yang mampu bekerja Resistor tersebut. Untuk daya

yang rendah, berkisar antara 0,25 Watt – 1 Watt umumnya memiliki bentuk yang kecil, sedangkan

untuk daya yang yang cukup besar, berkisar 2 Watt - 25 Watt, umumnya memiliki bentuk yang lebih

besar. Ilustrasinya seperti pada gambar berikut.

Gambar 1.3 Beberapa bentuk resistor fix (nilai tetap)



a b c d

Gambar 1.4 Beberapa bentuk resistor variable: a,b :Trimpot, c: Multiturn, d:potensio meter

Non linier resistor

Ini adalah resistor yang nilai resistansinya tidak linier, artinya reistansinya dipengaruhi

faktor lain, misal untuk LDR ( Light Dependent Resistor ), akan dipengaruhi oleh perubahan

intensitas cahaya yang mengenai permukaan LDR tersebut.

Gambar 1.5 Nonlinear resistor - a. NTC, b. PTC, c. LDR

Kode warna untuk resistor dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association) seperti

yang ditunjukkan pada tabel di bawah ini.

Tabel 1.1 Nilai warna pada cincin resistor

Warna CincinCincin I

Angka ke-1

Cincin II

Angka ke-2

Cincin III

Angka ke-3

Cincin IV

Pengali

Cincin V

Toleransi

hitam 0 0 0 x100

coklat 1 1 1 x101 1 %

merah 2 2 2 x102 2 %

jingga 3 3 3 x103

kuning 4 4 4 x104

hijau 5 5 5 x105

biru 6 6 6 x106

ungu 7 7 7 x107

abu-abu 8 8 8 x106



putih 9 9 9 x109

emas x10-1 5 %

perak x10-2 10 %

tanpa warna 20 %

Besarnya ukuran resistor sangat tergantung Watt atau daya maksimum yang mampu ditahan

oleh resistor.

Contoh perhitungan :

Urutan cincin warna (resistor 4 cincin warna): merah kuning biru emas

Merah Ungu Biru emas Hasilnya

2 7 X 106 5 % 27M 5 %

Urutan cincin warna (resistor 5 cincin warna): coklat merah hitam jingga coklat

coklat Merah Hitam Jingga coklat Hasilnya

1 2 0 X 103 1 % 120K 1 %

Rangkaian Resistor

Rangkaian resistor secara seri akan mengakibatkan nilai resistansi total semakin besar. Di

bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara seri.

Gambar 1.6 Rangkaian resistor secara seri

Rangkaian resistor seri berlaku rumus:

RTOTAL=R1+R2+R3 ..........................................................................................(1.1)



Rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti semakin kecil.

Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara paralel.

Gambar 1.7 Rangkaian resistor secara paralel

Rangkaian resistor paralel berlaku rumus:

RPENGGANTI=1R1

+ 1R2

+ 1R3 ............................................................................................(1.2)

Hukum Ohm

Dari hukum Ohm diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir

melalui resistor tersebut.



Gambar 1.8 Diagram hukum Ohm

Keterangan gambar 1.8 :

V = tegangan dengan satuan Volt

I = arus dengan satuan Ampere

R = resistansi dengan satuan Ohm

P = daya dengan satuan Watt

Hukum Kirchoff:- Kirchoff Voltage Law (KKVL)

Beda tegangan di antara dua buah titik adalah sama (tidak tergantung dari jalur percabangan yang

dipakai/diambil).

Rangkaian Seri (KVL)

“Jumlah tegangan yang melalui masing-masing resistor dalam sebuah rangkaian tunggal tertutup

sama dengan jumlah tegangan total”.



- Kirchhoff’s Current Law

“Pada suatu titik Rangkaian listrik, jumlah arus yang masuk melalui titik tersebut sama

dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut” .


Rangkaian Pembagi Tegangan

Pembagi tegangan:

Dimana:

Sehingga:


II. Langkah Kerja1. Koneksi pada project board

- Ambil multimeter analog di kotak lab set dan set rotary switch–nya pada posisi ohmmeter Range terkecil. Pasang probe dari multimeter ke posisi yang sesuai untuk pengukuran ini. Ambil dua buah kabel jumper, sambungkan masing-masing ke probe dari multimeter.

- Ambil project board yang ada di kotak lab set anda. Dengan menggunakan multimeter danprobe serta kabel jumper pada langkah nomor 1 di atas, ukurlah konektivitas dari tiap-tiaptitik pada project board. Setiap kali anda menemukan koneksi antara dua buah titik,gambarlah garis yang menghubungkan kedua titik tersebut dan seterusnya pada gambar 1 dibawah ini.


Rangkaian Pembagi Arus

Pembagi arus:

Dimana:

Sehingga:


2. Implementasi Hukum Ohm I- Susunlah rangkaian pada gambar 2 di bawah dengan

menggunakan nilai resistor sbb: R1 =R3 = R5 = R7 = 1 Kohm, R2 = R4 = R6 = 2700 Ohm.

- Aturlah sumber tegangan dari power supply sebesar 9 Volt.

- Ukur dan catat besar tegangan dan arus pada setiap resistor (R1 s/d R7).

3. Implementasi Hukum Ohm II- Susunlah rangkaian pada gambar 3 di bawah dengan

menggunakan nilai resistor sbb: R1 =R3 = R5 = R7 = 1 Kohm, R2 = R4 = R6 = 2700 Ohm.

- Aturlah sumber tegangan dari power supply sebesar 12 Volt.

- Ukur dan catat besar tegangan dan arus pada setiap resistor (R1 s/d R7).

III. Gambar Rangkaian



IV. Hasil Pengamatan

1. Koneksi pada project board



2. Implementasi Hukum Ohm I

Hasil Pengukuran menggunakan multimeter digital.

Gambar Hasil Pengukuran :

R1

R2


Resistor Resistansi (Ω) Tegangan (volt) Arus (mA)1 1K 4.33 4.342 2K7 0.429 0.163 1K 0.429 0.434 2K7 1.546 0.65 1K 2.023 2.036 2K7 4.65 1.727 1K 2.615 2.62


R3

R4

R5

R6



R7

3. Implementasi Hukum Ohm II

Gambar Hasil Pengukuran :

R1


Resistor Resistansi (Ω) Tegangan (volt) Arus (mA)1 1K 5.74 5.79 2 2K7 0.575 0.213 1K 0.575 0.574 2K7 2.135 0.785 1K 2.68 2.706 2K7 6.25 2.297 1K 3.486 3.94


R2

R3

R4

R5

R6



R7

V. Analisa Data

VI.I. Analisa Data Rangkaian I

Hasil pengukuran menggunakan rumus hukum ohm : V=IxR

1. Mencari R pengganti total :

R23 = R 2 x R 3R 2+R 3

=2700 x10002700+1000 = 729,73 Ω

R234 = R23+R4 = 729,73+2700 = 3429,73 Ω

R2345 = R 234 x R 5R 234+R 5

=3429,73 x 10003429,73+1000 = 774,25 Ω

R23457 = R2345+R7 = 774,25 +1000 = 1774,25 Ω

R234567 = R 23457 x R 6R 23457+R 6

=1774,25 x 27001774,25+2700 = 1070,7 Ω

R1234567(Rtotal) = R1+R234567 = 1000 + 1070,7 = 2070,7 ΩVtotal = 9 V

I total = VtotalRtotal

= 9 V2070,7 Ω = 4,35 mA



2. Karena R1 dan R234567 adalah rangkaian seri. Maka, berlaku hukum Kirchoff (KVL) :

I total = I1 = I2 = I3 =InSehingga :I total = I R1= IR234567 = 4,35 mA

V R1 = R1

R 1+R 234567xVtotal

V R1 = 1000

2070,7x 9

V R1 = 4,35 V

V R234567 = R 234567

R 1+R 234567xVtotal

V R234567 = 1070,72070,7

x 9

V R234567 = 4,65 V

3. Karena R6 dan R23457 adalah rangkaian pararel . Maka berlaku hukum Kirchoff (KCL) :

V23457 = V6 = V23457 = 4,65 V

IR6 = R 234567

R 6x I 234567

IR6 = 1070,727 00

x 4,35mA

I R6 = 1,73 mA

IR23457 = R 234567R 23457

x I 234567

IR23457 = 1070,7

1774,25x 4,35 mA

I R23457 = 2,63 mA

4. Karena R2345 dan R7 merupakan rangkaian seri, maka berlaku hukum Kirchoff (KVL) :



I total = I1 = I2 = I3 =In

Sehingga :I 23457 = I R7= IR2345 = 2,63 mA

V R7 = R 7

R 7+R 2345xV 23457

V R7 = 1000

1774,25x 4,65

V R7 = 2,62 V

V R2345 = R 2345

R 7+R 2345xV 23457

V R2345 = 2,03 V

5. Karena R5 dan R234 adalah Rangkaian paralel, sehingga berlaku Hukum Kirchoff (KCL) :

V2345 = V5 = V234 = 2,03 V

IR5 = R 2345

R5x I 2345

IR5 = 774,251000

x2,63 mA

I R5 = 2,04 mA

IR234 = R 2345R 234

x I 2345

IR234 = 774,25

3429,73x2,63 mA

I R234 = 0,6 mA

6. Karena R4 dan R23 adalah Rangkaian seri, sehingga berlaku Hukum Kirchoff (KVL) :


Sehingga :



I 234 = I R23= IR4 = 0,6 mA

V R4 = R 4

R 4+R 23xV 234

V R4 = 2700

3429,73x2,03

V R4 = 1,6 V

V R23 = R 23

R 4+R 23xV 234

V R23 = 729,73

3429,73x2,03

V R23 = 0,4 V


V23 = V2 = V3 = 0,4 V

IR2 = R 23R 2

x I 23

IR2 = 729,732700

x 0,6 mA

I R2 = 0,16 mA

IR3 = R 23R 3

x I 23

I3 = 729,731000

x 0,6 mA

I R3 = 0,44 mA

Tabel Hasil Perhitungan

Resistor Resistansi (Ω) Tegangan (volt)

Arus (mA)

1 1K 4,35 4,352 2K7 0,4 0,16



3 1K 0,4 0,444 2K7 1,6 0,65 1K 2,03 2,046 2K7 4,65 1,737 1K 2,62 2,63

Tabel Hasil Pengukuran

Dari Tabel di atas terlihat bahwa terdapat sedikit selisih anatara hasil perhitungan dengan hasil pengukuran. Hal ini bisa saja di pengaruhi oleh keadaan atau kondisi dari alat ukur, kondisi komponen maupun pembulatan dalam perhitungan. Akan tetapi, selisih tersebut dapat dihiraukan karena jumlahnya yang tidak begitu banyak sehingga dapat dikatakan bahwa teori Hukum Ohm dapat dibuktikan pada aplikasi rangkaian seri, paralel dan campuran.

VI.II. Analisa Data Rangkaian II

1. Mencari R pengganti total :

R23 = R 2 x R 3R 2+R 3

=2700 x10002700+1000 = 729,73 Ω

R234 = R23+R4 = 729,73+2700 = 3429,73 Ω

R2345 = R 234 x R 5R 234+R 5

=3429,73 x 10003429,73+1000 = 774,25 Ω

R23457 = R2345+R7 = 774,25 +1000 = 1774,25 Ω

R234567 = R 23457 x R 6R 23457+R 6

=1774,25 x 27001774,25+2700 = 1070,7 Ω

R1234567(Rtotal) = R1+R234567 = 1000 + 1070,7 = 2070,7 ΩVtotal = 12 V


Resistor Resistansi (Ω) Tegangan (volt) Arus (mA)1 1K 4.33 4.342 2K7 0.429 0.163 1K 0.429 0.434 2K7 1.546 0.65 1K 2.023 2.036 2K7 4.65 1.727 1K 2.615 2.62


I total = VtotalRtotal

= 12V2070,7 Ω = 5,8 mA

2. Karena R1 dan R234567 adalah rangkaian seri. Maka, berlaku hukum Kirchoff (KVL) :

I total = I1 = I2 = I3 =InSehingga :I total = I R1= IR234567 = 5,8 mA

V R1 = R1

R 1+R 234567xVtotal

V R1 = 1000

2070,7x 12

V R1 = 5,8 V

V R234567 = R 234567

R 1+R 234567xVtotal

V R234567 = 1070,72070,7

x 12

V R234567 = 6,2 V

3. Karena R6 dan R23457 adalah rangkaian pararel . Maka berlaku hukum Kirchoff (KCL) :

V23457 = V6 = V23457 = 6,2 V

IR6 = R 234567

R 6x I 234567

IR6 = 1070,72700

x 5,8 mA

I R6 = 2,3 mA

IR23457 = R 234567R 23457

x I 234567

IR23457 = 1070,7

1774,25x5,8 mA

I R23457 = 3,5 mA



4. Karena R2345 dan R7 merupakan rangkaian seri, maka berlaku hukum Kirchoff (KVL) :



V R7 = R 7

R 7+R 2345xV 23457

V R7 = 1000

1774,25x6,2

V R7 = 3,5 V

V R2345 = R 2345

R 7+R 2345xV 23457

V R2345 = 774,25

1774,25x6,2

V R2345 = 2,7 V


V2345 = V5 = V234 = 2,7 V

IR5 = R 2345

R5x I 2345

IR5 = 774,251000

x3,5 mA

I R5 = 2,7 mA

IR234 = R 2345R 234

x I 2345

IR234 = 774,25

3429,73x3,5 mA

I R234 = 0,8 mA



6. Karena R4 dan R23 adalah Rangkaian seri, sehingga berlaku Hukum Kirchoff (KVL) :



V R4 = R 4

R 4+R 23xV 234

V R4 = 2700

3429,73x2 , 7

V R4 = 2,12 V

V R23 = R 23

R 4+R 23xV 234

V R23 = 729,73

3429,73x2,7

V R23 = 0,57 V


V23 = V2 = V3 = 0,57 V

IR2 = R 23R 2

x I 23

IR2 = 729,732700

x 0,8 mA

I R2 = 0,22 mA

IR3 = R 23R 3

x I 23

I3 = 729,731000

x 0,8 mA

I R3 = 0,58 mA



Tabel Hasil Perhitungan

Tabel Hasil Pengukuran

Untuk Rangkaian kedua ini, sekilas rangkaian ini terlihat berbeda pada tata letak resistornya.

Akan tetapi, jika di lihat dari hubungan seri dan paralelnya, rangakaian ini sama seperti rangakaian pertama. Yang berbeda adalah supply tegangannya yaitu 12 volt, akan tetapi dari Tabel di atas bahwa teori Hukum Ohm dapat dibuktikan pada aplikasi rangkaian seri, paralel dan campuran walaupun supply tegangan diubah besaranya.

VI. Kesimpulan- Besarnya arus listrik yang mengalir sebandingdengan besarnya beda potensial (Tegangan).

Untuksementara tegangan dan beda potensial dianggap sama walau sebenarnya kedua secara konsep berbeda. Secara matematika di tuliskan I ∞ V atau V∞ I, Untuk menghilangkan kesebandingan ini makaperlu ditambahkan sebuah konstanta yang kemudian di kenal dengan Hambatan (R) sehinggapersamaannya menjadi V = I.R. Dimana V adalahtegangan (volt), I adalah kuat arus (A) dan R adalahhambatan (Ohm).

- Fungsi utama hukum Ohm adalah digunakan untuk mengetahui hubungan tegangan dan kuat arus serta dapat digunakan untuk menentukan suatu hambatan beban listrik tanpa menggunakan Ohmmeter. Kesimpulan akhi rhukum Ohm adalah semakin besar sumber tegangan maka semakin besar arus yang dihasilkan. Kemudian konsepyang sering salah adalah hambatan listrik dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik. Konsepini salah, besar kecilnya hambatan listrik tidak dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik tetapi dipengaruhi oleh panjang penampang, luas penampang dan jenis bahan.

- Hukum kirchoff I mengatakan bahwa jumlah arus yang memasuki cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkan cabang tersebut.

- Hukum kirchoff II adalah hukum kekentalan energi yang diterapkan dalam suatu rangkaian tertutup.


Resistor Resistansi (Ω) Tegangan (volt) Arus (mA)1 1K 5,8 5,82 2K7 0.57 0,223 1K 0.57 0,584 2K7 2,12 0,85 1K 2,7 2,76 2K7 6,2 2,37 1K 3,5 3,5

Resistor Resistansi (Ω) Tegangan (volt) Arus (mA)1 1K 5.74 5.79 2 2K7 0.575 0.213 1K 0.575 0.574 2K7 2.135 0.785 1K 2.68 2.706 2K7 6.25 2.297 1K 3.486 3.52


- Rangkaian seri adalah rangkaian yang arus lisrtiknya mengalir hanya pada satu jalur.- Rangkaian paralel adalah rangkaian yang disusun secara berderet (paralel).- Jika nilai hambatan pada resistor semakin besar, maka nilai kuat arus semakin kecil dan

sebaliknya.


Modul Praktikum

Documents

Transcript of Modul Praktikum