PERCOBAAN I

HAMBATAN DAN HUKUM OHM

1.1 Tujuan

Untuk mempelajari konsep hambatan dan Hukum Ohm.

1.2 Peralatan yang Dibutuhkan

Circuit construction deck

Multimeter 2 buah

1.3 Referensi

Buku “Rangkaian Listrik I” dan “Rangkaian Listrik II” oleh William

Hayt.

1.4 Pendahuluan

Hambatan Dan Hukum Ohm

Setiap penghantar mempunyai hambatan. Beberapa penghantar seperti

kabel, harus dipilih agar mempunyai nilai hambatan paling rendah.

Komponen yang mempunyai kegunaan karena nilai hambatan ( resistansi )

disebut resistor. Resistor banyak dipakai dalam rangkaian listrik dan

elektronika untuk mengatur besar arus yang mengalir. Dalam resistor energi

listrik diubah menjadi energi panas.

Hubungan antara tegangan, arus dan hambatan dalam rangkaian

dinyatakan oleh persamaan :

V = I * R

Persamaan di atas dikenal sebagai Hukum Ohm.

1.5 Prosedur Percobaan

Hambatan Dan Hukum Ohm

1. Buat rangkaian seperti pada gambar!

Gambar 1.1 Rankaian V, R dan Lampu

Beri nilai hambatan pada rangkaian di atas sebesar 1K ohm! Ubahlah

tegangan DC variable pada nol dan nyalakan power supply! Naikkan

nilai tegangan sampai voltmeter membaca nilai 10V dan perhatikan

tingkat keterangan lampu!

2. Ulangi langkah kedua dengan nilai hambatan diubah menjadi 10K Ohm!

Periksalah kondisi lampu!

3. Buatlah rangkaian seperti pada gambar!

Gambar 1.2 Rangkaian V dan R

Set nilai tegangan pada 0V! Secara bertahap naikkan nilai tegangan

sebesar 2 V secara bertahap sampai mencapai 10V! Dan catatlah

nilai arus yang mengalir setiap perubahan nilai tegangan.

1.6 Data Hasil Percobaan

Tabel 1.1 Data Hasil Percobaan R1K dan R10K terhadap V

Besar Tegangan ( V )Besar Arus ( A )

R= 1KBesar Arus ( A )

R= 10K246810

Gantilah hambatan dengan 10 kOhm dan ulangi langkah 4-5.

1.7 Analisa Data

1.8 Analisa Perhitungan

1.9 Data Hasil Perhitungan

Tabel 1.2 Data Hasil Perhitungan R1K dan R10K terhadap V

Besar Tegangan ( V )Besar Arus ( A )

R= 1KBesar Arus ( A )

R= 10K246810

1.10Grafik

1.11Kesimpulan

PERCOBAAN II

HUKUM KIRCHOFF

2.1 Tujuan

Untuk mempelajari konsep hambatan dan HukumKirchoff.

2.2 Peralatan yang Dibutuhkan

Circuit construction deck

Multimeter 2 buah

2.3 Referensi

Buku “RangkaianListrik I” dan “RangkaianListrik II” oleh William Hyat.

2.4 Pendahuluan

Hukum Kirchoff

Hubungan antara jumlah dari tegangan yang melintasi suatu loop tertutup

dan jumlah arus pada suatu node dapat dijelaskan dengan Hukum Kirchhoof.

Hukum Kirchhoof ditemukan oleh Gustav Robert Kirchhooff pada 1840.

Hukum Kirchhoof I disebut Hukum Kirchhoof Tegangan (KVL).

Menyatakan bahwa pada loop tertutup jumlah dari semua tegangan adalah

nol.

Secaramatematis :

∑V= 0

Sedangkan Hukum Kirchooff kedua, Hukum Kirchooff Arus ( KCL ).

Menyatakan bahwa jumlah aljabar arus pada suatu node adalah nol.

Secarasistematis :

∑arusmasuk = ∑aruskeluar

∑i = 0

2.5 Prosedur Percobaan

Hukum Kirchoff

Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah!

Gambar 2.1 Rangkaian Hukum Kirchoff

Set-lah nilai tegangan supply pada 12 V!

Dengan menggunakan voltmeter ukurlah nilai tegangan pada R1!

Perhatikan polaritas dari tegangan. Ukurlah nilai tegangan pada resistor

yang lain! Catatlah pada tabel 1.2!

Dengan menggunakan amperemeter ukurlah nilai arus yang mengalir

pada R1!

Dengan cara yang sama ukurlah nilai arus yang mengalir pada R2, R3,

R4, dan R5! Catatlah hasil yang didapat pada table 1.3!

2.6 Data Hasil Percobaan

Table 2.1 Data Hasil Percobaan R, VR, dan I terhadap 12V

Hambatan (Ω)

BesarTegangan ( V )

BesarArus (A)

R1R2R3R4R5

Tabel 2.2 Data Hasil Percobaan VR terhadap V

E VR1 VR2 VR3 VR4 VR5246810

2.7 Analisa Data

2.8 Analisa Perhitungan

2.9 Data Hasil Perhitungan

Table 2.1 Data Hasil Perhitungan R, VR, dan I terhadap 12V

Hambatan (Ω)

BesarTegangan ( V )

BesarArus (A)

R1R2R3R4R5

Tabel 2.2 Data Hasil Perhitungan VR terhadap V

E VR1 VR2 VR3 VR4 VR5246810

2.10Kesimpulan

PERCOBAAN III

RANGKAIAN SERI PARALEL

3.1 Tujuan

Untuk mempelajari hubungan resisitor seri dan pararel dalam rangkaian.

3.2 Peralatan yang Dibutuhkan

Circuit construction deck

Multimeter 2 buah

3.3 Referensi

Buku “Rangkaian Listrik I” dan “RangkaianListrik II” oleh William Hyat

3.4 Pendahuluan

3.4.1 Tahanan Seri

Beberapa tahanan disusun bila tahanan tersebut membentuk suatu rantai

antara dua terminal dan suatu gabungan cabang

Gambar 3.1 Rangkaian Seri Gambar 3.2 Rangkaian Req

V = V1+V2+….+Vn

= I.R1+ I.R2+…..+I.Rn

= I.Rtotal

Dimana :

V = Tegangan sumber (volt)

V1,V2,Vn = Tegangan pada masing-masing tahanan

I = Arus

3.4.2 Tahanan Parallel

Beberapa tahanan disusun secara parallel, bila setiap tahanan

dihubungkan langsung antara dua terminal dari satu gabungan cabang.

Gambar 3.3 Rangkaian Paralel

Itotal = I1+I2+…..+In

= V/R1+V/R2+…+V/Rn

= V/Rtotal

Rparalel = 1/Rtotal=1/R1+1/R2+....+1/Rn

3.5 Prosedur Percobaan

Resistor Seri Dan Pararel

Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah!

Gambar 3.4 Rangkaian Seri

Hidupkan power supply dan set nilai tegangan pada 2 V! Ukurlah nilai

arus yang mengalir!

Ubahlah nilai tegangan dari 4 V, 6 V, 8 V, dan 10V kemudian ukurlah

nilai arus yang mengalir! Catatlah pada table 1.4!

Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah!

Gambar 1.5 Rangkian Paralel

Hidupkan power supply dan ukurlah arus yang mengalir pada nilai

tegangan 2 V, 4 V, 6 V, 8 V dan 10 V! Catatlah nilai pada table 1.5!

3.6 Data Hasil Percobaan

Tabel 3.1Data Hasil Percobaan I, R, dan VR terhadap V

BesarTegangan( V )

BesarArus( A )

R total( V/I )

VR1 VR2 VR3 VR4

2 21104 21106 21108 211010 2110

Tabel 3.2 Data Hasil Percobaan I1, I2, Itotal, dan Rtotal terhadap V

BesarTegangan( V )

Besar Arus I1

(mA)

Besar Arus I2

(mA)

BesarArus Total(mA)

R total( V/I )

2 87,184 87,186 87,188 87,1810 87,18

3.7 Analisa Data

3.8 Analisa Perhitungan

680 100

3.9 Data Hasil Perhitungan

Tabel 3.1Data Hasil Perhitungan I, R, dan VR terhadap V

BesarTegangan( V )

BesarArus( A )

R total( V/I )

VR1 VR2 VR3 VR4

246810

Tabel 3.2 Data Hasil Perhitungan I1, I2, Itotal, dan Rtotal terhadap V

BesarTegangan( V )

Besar Arus I1

(mA)

Besar Arus I2

(mA)

Besar Arus Total(mA)

R total( V/I )

246810

3.10 Kesimpulan

PERCOBAAN IV

TEOREMA SUPERPOSISI

4.1 Tujuan

Untuk mempelajari efek dari penggunaan lebih dari satu sumber tegangan

dalam rangkaian.

4.2 Peralatan yang Dibutuhkan

Circuit construction deck

Multimeter 2 buah

4.3 Referensi

Buku “Rangkaian Listrik I” dan “Rangkaian Listrik II” oleh William

Hayt.

4.4 Pendahuluan

Teorema superposisi menyatakan bahwa dalam suatu rangkaian yang

memiliki lebih dari suatu sumber tegangan maka jumlah arus yang mengalir

pada sutu cabang adalah sama dengan jumlah arus yang mengalir pada

cabang tersebut apabila sumber tegangan yang aktif hanya satu. Teorema

superposisi sering digunakan pada analisis dari rangkaian listrik dan

elektronika. Dengan menggunakan teorema superposisi maka perhitungan

akan menjadi lebih mudah.

4.5 Prosedur Percobaan

Teorema Superposisi

Buatlah rangkaian seperti pada gambar!

Gambar 4.1 Rangkaian Superposisi dengan 2 Sumber Tegangan

Hidupkan power supply dan set DC variable power supply pada nilai 12

V dan 10 V!

Ukur nilai arus pada masing-masing cabang dengan menggunakan

amperemeter pada skala 0-10 mA!

Catatlah nilai arus yang mengalir pada I1, I2, I3! Perhatikan besar dan arah

arus!

Sekarang putuskan sumber tegangan +12 V (short circuit) dan

sambungkan resistor R3 dan R5!

Catat arus pada I`1, I`2, I`3!

Gambar 4.2 Rangkaian Superposisi dengan Sumber Tegangan 10V

12V10V

10V

0V

Hubungkan kembali sumber tegangan +15 V, dan putuskan sumber

tegangan +12V (short circuit), hubungkan R3 dan R3! Catatlah nilai arus

I``1 , I``2 dan I``3 pada table 1.6!

Gambar 4.3 Rangkaian Superposisi dengan Sumber Tegangan 12V

4.6 Data Hasil Percobaan

Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Teorema Superposisi

Sumber Tegangan

Hasil PengukuranTegangan Drop

(Volt)Arus yang Mengalir

(mA)E1 E2 VR1 VR2 VR3 VR4 VR5 I1 I2 I30 00 1210 010 12

4.7 Analisa Data

4.8 Analisa Perhitungan

4.9 Data Hasil Perhitungan

Tabel 4.2 Data Hasil Perhitungan Teorema Superposisi

Sumber Tegangan

Hasil PengukuranTegangan Drop

(Volt)Arus yang Mengalir

(mA)E1 E2 VR1 VR2 VR3 VR4 VR5 I1 I2 I30 00 1210 010 12

4.10 Kesimpulan

12V0V

PERCOBAAN 5

TEOREMA THEVENIN

5.1 Tujuan

Menemukan metode penyerdehanaan rangkaian untuk mencari arus yang

mengalir pada salah satu cabang rangkaian

5.2 Peralatan Yang Diperlukan

Circuit construction deck

Multimeter 2 buah

5.3 Referensi

Buku “Rangkaian Listrik I” dan “Rangkaian Listrik II” oleh William Hyat.

5.4 Pendahuluan

Teori Thevenin

Pernyataan teorema thevenin adalah sebagai berikut:

Sepanjang perhatian tertuju pada beban, setiap jaringan satu-port yang

mengandung unsure hambatan dan sumber energi dapat diganti dengan suatu

kombinasi seri sumber tegangan ideal VT dan hambatan RT dengan VT sebagai

tegangan rangkaian satu-port terbuka dan RT sebagai rasio tegangan

rangkaian-terbuka terhadap arus hubung singkat.

Gambar 5.1 Rangkaian Thevenin

Jika kedua jaringan pada gambar di atas harus setara untuk semua nilai

hambtan beban, keduanya harus setara untuk nilai-nilai ekstrem seperti RL =

~ dan RL = 0. Nilai RL = ~ bersangkutan dengan keadaan rangkaian terbuka;

dan dengan membandingkan kedua jaringan, tegangan rangkaian terbuka VRT

pada jaringan asli sama dengan V pada rangkaian ekivalen. Nilai RL = 0

berarti keadaan hubung singkat; dengan membandingkan kedua jaringan, arus

hubung singkat HIS pada jaringan asli sama dengan VT/RT untuk rangkaian

ekivalen. Maka, persamaan:

dan

5.5 Prosedur Percobaan

Thevenin

Hubungkan power supply ke supply line, pastikan tegangan outputnya

pada keaadaan minimal!

Rangkailah seperti gambar berikut:

Gambar 5.2 Rangkaian Thevenin Mencari I di Titik yang di Cari

Set tegangan output power supply sebesar 10 volt! Hitung arus yang

melalui Resistor 680 ohm dengan menggunakan multimeter I! Catat

hasilnya!

Menurut teorema thevenin rangkaian dapat disederhanakan seperti

berikut!

Gambar 5.3 Rangkaian Thevenin Penyederhanaan

Terlihat bahwa rangkaian menjadi seperti sebuah sumber tegangan E

dengan tahanan dalam r yang dihubungkan ke beban R 680 ohm.

Untuk mencari E, ganti resistor 680 ohm dengan multimeter sehingga

rangkaian seperti berikut, catat tegangannya!

Gambar 5.4 Rangkaian Thevenin Mencari VOC

Untuk mencari r, matikan power supply, dan lepas terminalnya dari

rangkaian! Sambungkan kedua terminal rangkaian yang tadinya

merupakan input dari power supply ganti resistor 680 ohm dengan

multimeter dan catat besar tahanannya!

Buat rangkaian menjadi seperti berikut!

Gambar 5.6 Rangkain Thevenin Mencari r

Isilah tabel 5.1

Dapatkan nilai rata-rata dari r.

5.6 Data Hasil Percobaan

Tabel 5.1 Data Hasil Percobaan Mencari r

Tegangan Power Supply/VM AM r = VM/AM

(Volt) (mA)2468

5.7 Analisa Data

5.8 Analisa Perhitungan

5.9 Kesimpulan

PERCOBAAN VI

THEOREMA RESIPROSIKAL

6.1 Tujuan Percobaan

Membuktikan theorema resiprosikal

6.2 Peralatan Yang Diperlukan

Power supply

Panel percobaan

Multi tester

Kabel penghubung

6.3 Referensi

Buku “Rangkaian Listrik I” dan “Rangkaian Listrik II” oleh William Hyat.

6.4 Pendahuluan

Theorema Resiprosikal

Jika suatu sumber daya diberikan ke suatu titik dari network yang linier akan

menghasilkam\n arus pada titik yang kedua. Kemudian jika sumber daya yang

di pindahkan pada titik yang kedua maka pada titik yang pertama akan

menghasilkan arus yang sama besarnya.

6.5 Prosedur Percobaan

Buatlah rangkaian seperti pada gambar 6.1!

Gambar 6.1 Rangkaian Percobaan Resiprosikal

Atur sumber tegangan pada V=……Volt!

Hubungkan sumber tegangan pada titik Adan B!

Ukur arus yang mengalir pada titik C-D (ini adalah I2)!

Pindahkan sumber tegangan pada titik C-D!

Ukur arus yang mengalir pada titik A-B!

Ulangi percobaan diatas dengan mengatur sumber tegangan pada

V=…….volt dan V……..volt!

Catat hasilnya pada tabel 6.1!

6.6 Data Hasil Percobaan

Tabel 6.1 Hasil Pengukuran Rangkaian Percobaan Resiprosikal

Tegangan SumberI1 I2

Arus yang mengalir dalam mA E = 4 Volt E = 6 Volt E = 8 Volt

6.7 Analisa Data

6.8 Analisa Perhitungan

6.9 Data Hasil Perhitungan

Tabel 6.2 Hasil Perhitungan Rangkaian Percobaan Resiprosikal

Tegangan SumberI1 I2

Arus yang mengalir dalam mA E = 4 Volt E = 6 Volt E = 8 Volt

6.9 Kesimpulan

PERCOBAAN VII

RANGKAIAN KAPASITIF

8.1 Tujuan

Mempelajari sifat kapasitif pada rangkaian RC.

8.2 Instrument yang Digunakan

Oskiloskop

Power Supply

KabelPenghubung

Panel Percobaan

Function Generator

8.3 Referensi

Buku “Rangkaian Listrik I” dan “RangkaianListrik II” oleh William Hayt.

8.4 Pendahuluan

Pada rangkaian yang mengandung kapasitor, kapasitor menyimpan

energy medan listrik selama satu periode dan mengembalikannya selama

periode yang lain. Tegangan pada kapasitor adalah sebanding dengan

muatannya, atau dengan integral arus terhadap waktu yang melewati

kapasitor tersebut. Konstanta kesebandingan itu disebut dengan kapasitas

( dengan v = (1/C) . Q = (1/C) .f1 .dt ).

Kapasitor dimana dapat dituliskan hubungan antara arus dan tegangan

sebagai berikut :

I = C

Dimana harga C disebut sebagai kapasitansi dan dinyatakan di dalam

satuan Farad.

Kapasitor dibuat dari dua buah plat penghantar parallel yang luasnya A

dan berjarak d, satu sama lainnya memiliki harga kapasitansi :

C =

Grafik dibawah menunjukkan perubahan arus terhadap tegangan per

satuan waktu :

Dengan persamaan tersebut maka sebuah tegangan konstan melalui

kapasitor memerlukan arus nol melalui kapasitor tersebut. Jadi kapasitor

adalah rangkaian terbuka untuk DC. Sedangkan bagi tegangan AC merupakan

rangkaian tertutup karena dV/dt memiliki harga tiap nilai.

8.5 Langakah Percobaan

Gambar 3.3 Rangakain Capasitive

Hubungkan power supply dengan stop kontak jangan dinyalakan dulu!

Rangkailah komponen seperti rangkaian diatas.

Set oscilloscope channel Y1 pada 1 Volt/cm dan Y2 pada 500 mV/cm, atur

time/div pada 1 ms/cm. . Sebelumnya atur variable Y pada oscilloscope

agar gelombangnya ditengah / nol volt,

Gambarkan bentuk gelombang dengan teliti, catat volt/div, time/div dan

tunjukkan posisi keduanya :

8.6 Analisa Data

8.7 Kesimpulan

d

dv/dt

Vpp : 10 Voltf : 250 Hzc : 2,2µFR : 100Ω

PERCOBAAN IX

RANGKAIAN INDUKTIF

9.1 Tujuan

Mempelajari sifat induktif pada rangkaian RL.

9.2 Peralatan yang diperlukan

Power Supply

Multimeter

Osciloscope

Potensiometer 10K Ohm

Function Generator

Resistor 100 Ohm 2 buah, 1K Ohm

Kapasitor 2,2 uF

Induktor 2.5 mH

Digital Multimeter (dengan range 200 mV )

Resistor 100 Ohm

9.3 Referensi

Buku “Rangkaian Listrik I” dan “RangkaianListrik II” oleh William

Hayt.

9.4 Pendahuluan

Padarangkaian ideal yang mengandung indukator, indukator menimpa

energi medan magnet selama satu periode waktu dan mengembalikannya

selama periode yang lain. Dan tegangan pada indukator adalah sebanding

dengan rata-rata perubahan arus yang melewatinya. Konstanta ke

sebandingan antara tegangan dan perubahan arus itu disebut dengan

induktansi. (Dengan V = L . (di/dt) ).

9.5 ProsedurPercobaan

Gambar 3.4 Rangkaian Induktif

Hubungkan power supply dengan stop kontak jangan dinyalakan dulu!

Rangkailah komponen seperti rangkaian diatas.

Atur function generator pada 10 Volt p-p sinus dengan frekuensi 250 Hz.

Set oscilloscope channel Y1pada 1 Volt/cm dan Y2pada 500 mV/cm, atur

time/div pada 1 ms/cm. . Sebelumnya atur variable Y pada oscilloscope agar

gelombangnya ditengah / nol volt.

Gambar bentuk gelombang dengan teliti, catat volt/div, time/div dan tunjukkan

posisi keduanya.

9.6 Gambar

9.7 Analisa Gambar

9.8 Kesimpulan