Laporan Praktikum Percobaan 1 (el2102r).pdf.docx

PERCOBAAN 1 RESISTANSI DAN HUKUM OHM

Valahdyo Arbandy (13116136) Assisten : Luki Fabrianto (13115002) Tanggal percobaan : 16/10/2017 EL2102R Praktikum Rangkaian Elektrik Laboratorium Teknik Elektro Institut Teknologi Sumatera Percobaan kali ini lebih banyak mempelajari cara membaca dan menghitung resistansi pada resistor. Mengetahui nilai resistansi dari gelang warna pada resistor, memahami dan menerapkan hokum ohm untuk menghitung nilai resistansi, arus, beda potensial pada rangkaian seri maupun pararel. Memahami juga hubungan antara Y-∆ pada rangkaian. Kata kunci – Resistor, hukum ohm, rangkaian, seri, pararel. I. PENDAHULUAN Dalam rangkaian listrik terdapat beberapa komponen yang untuk menghambat ataupun mengatur, sumber tegangan, sumber arus, dan sebagainya. Dalam aplikasinya kita harus menganalisa rangkaian tersebut untuk mengetahui berapa nilai hambatan (resistansi), sumber arus, sumber tegangan, dsb. Maka dari itulah hukum ohm diperlukan. Hukum tersebut sangat berguna bagi kehidupan kita. Khususnya bagi seseorang yang maumendalami kelistrikan. Karna dengan adanya hukum ohm kita dapat mengerti tentang kelistrikan. Lalu kita dapat memperbaiki kelistrikan apabila terjadi kerusakan Untuk itu, kita harus mempelajari lebih dalam tentang Hukum ohm dengan cara mempraktekkanya dalam percobaan kali ini. Teori Hukum Ohm dalam Rangkaian Elektronika untuk memperkecilkan Arus listrik, Memperkecil Tegangan dan juga dapat memperoleh Nilai Hambatan (Resistansi) yang kita inginkan.

Hal yang perlu diingat dalam perhitungan rumus Hukum Ohm, satuan unit yang dipakai adalah Volt, Ampere dan Ohm. Jika kita menggunakan unit lainnya seperti milivolt, kilovolt, miliampere, megaohm ataupun kiloohm, maka kita perlu melakukan konversi ke unit Volt, Ampere dan Ohm terlebih dahulu untuk mempermudahkan perhitungan dan juga untuk mendapatkan hasil yang benar.

II. DASAR TEORI 2.1 HUKUM OHM Hukum Ohm menyatakan: “Besarnya kuat arus (I) yang melalui konduktor antara dua titik berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan (V) di dua titik tersebut, dan berbanding terbalik dengan hambatan atau resistansi (R) di antara mereka” Dengan kata lain bahwa besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah hambatan (R) selalu berbanding lurus dengan beda potensial(V) yang diterapkan kepadanya. Ohm adalah suatu satuan tahanan listrik yang sering ditulis dengan simbol Ω. Dalam suatu rangkaian listrik, Hukum ohm menyatakan hubungan antara tegangan, arus dan tahanan yang dirumuskan sebagai berikut: R=V/I Dimana: R = Resistansi / tahanan (Ω) V = Tegangan yang diberikan pada tahanan (Volt) I = Arus yang mengalir pada resistor (Ampere)

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik akibat dari pergerakan elektron-elektron yang mengalir melalui suatu titik dalam rangkaian listrik tiap satuan waktu. Persamaannya: I=Q/t I = Kuat arus listrik (Ampere) Q = Muatan listrik (Coulomb) t = Waktu (sekon)

Biru

6

106

Ungu

7

107

Abu-abu

8

108

Putih

9

109

Emas

5%

10−1

Perak

10%

10−2

20%

−

Tanpa Tahanan adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik dengan arus listrik yang mengalir pada rangkaian itu. Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik. V=I.R V= Tegangan Listrik (Volt) I = Kuat Arus Listrik (Ampere) R= Hambatan (Ohm) 2.2 RESISTOR 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 Ω (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 resistansinya mengukur besarnya dengan ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Elektronic Industries Association) seperti pada table 1. Menghitung besar nilai resistansi pada resistor terdapat du acara yaitu menghitung berdasarkan kode warna dan berdasarkan alat ukur, Tabel 1. Nilai warna pada cincin resistor

Warna Cincin

warna

III. METODOLOGI PERALATAN YANG DIGUNAKAN : 1. Resistor (1,56,330,390,470,680,820,3300,4700,100. 103 Ω) 2. Digital Multimeter 3. Breadboard 4. Power Supply DC 5. Kabel-kabel

PROSEDUR PRAKTIKUM Percobaan 1. Menghitung Nilai Resistansi pada Tiap Resistor 1. Ambil 10 buah resistor dengan nilai yang berbeda 2. Hitunglah nilai resistansi masing-masing resistor beserta dengan nilai toleransi berdasarkan kode warna pada badan resistor 3. Ukurlah nilai resistansi masing-masing resistor menggunakan multimeter digital 4. Catatlah semua hasil perhitungan dan pengukuran pada table dan salin pada BCP Percobaan 2. Rangkaian Seri-Pararel

Nilai

Pengali

Hitam

0

100

Coklat

1

101

Merah

2

10

2

Jingga

3

103

Kuning

4

104

Hijau

5

105

1. Rangkailah tiga resistor R1 = 330Ω, R2 = 390Ω, R3 = 680Ω dengan hubungan seri pada breadboard. 2. Hitunglah nilai resistansi total resistor pada rangkaian tersebut. 3. Ukurlah nilai resistansi masing-masing resistor menggunakan multimeter digital. 4. Ukurlah nilai resistansi total resistor dititik a-b menggunakan multimeter digital.

5. Rangkaian lima resistor R1 = 56Ω, R2 = 390Ω, R3 = 330Ω, R4 = 3.3kΩ, R5 = 680Ω 6. Hitunglah nilai resistansi total resistor dititik a-

Percobaan 4. Pembagi Arus dan Tegangan ( Seri Pararel ) 1. Rangakaialah lima resistor R1 = 56Ω, R2 = 390Ω, R3 = 330Ω, R4 = 470Ω, R5 =680 Ω

c, b-e, c-f, a-f pada rangkaian tersebut. 7. Ukurlah nilai resistansi masing-masing resistor menggunakan multimeter digital

2. Sambungkan rangkaian dengan sumber tegangan DC V1 = 12 Volt

8. Ukurlah nilai resistanasi total resistor dititik a-

3. Hitunglah besar tegangan masing masing resistor

c, b-e, c-f, a-f pada rangkaian tersebut

dan pada titik a-c, b-e, c-f, a-f pada rangakaian

menggunakan multimeter digital.

tersebut

9. Rangkaialah tiga resistor R1 = 330Ω, R2 =

4. Ukurlah besar tegangan masing-masing resistor

3.3kΩ, R3 = 4.7kΩ dengan hubungan pararel

dan titik a-c, b-e, c-f, a-f pada rangakaian tersebut

pada breadboard.

menggunakan multimeter digital

10. Hitunglah nilai resistansi total resistor dititk ad, b-d, c-d pada rangkaian tersebut

5. Ukurlah besar arus pada rangkaian tersebut menggunakan multimeter digital

11. Ukurlah nilai resistansi total dititik a-d, b-d, c-

6. Rangkaialah tiga resistor R1 = 330Ω, R2 = 470Ω, R3 = 680Ω dengan hubungan pararel pada

d, menggunakan multimeter digital. 12. Rangkailah enam resistor R1 = 4.7kΩ, R2 = 3.3kΩ, R3 = 820Ω, R4 = 330Ω, R5 = 390Ω, R6 = 680Ω dengan hubungan kombinasi (seri dan pararel ) pada breadboard.

breadboard 7. Sambungkan rangkaian dengan sumber tegangan V1 = 5 Volt 8. Hitunglah besar arus masing-masing resistor

13. Hitunglah nilai resistansi total resistor dititik cd, b-d, a-d pada rangkaian tersebut.

pada rangkaian tsb. 9. Ukurlah besar arus masing-masing resistor pada

14. Ukurlah nilai resistansi total resistor dititik c-d, b-d, a-d pada rangkaian tersebut.

rangkaian tsb menggunakan multimeter digital. 10. Ukurlah besar tegangan pada rangkaian tersebut

15. Ukurlah nilai resistansi total resistor digital c-d, b-d, a-d pada rangkaian tersebut menggunakan

menggunakan multimeter digital 11. Rangakaialah enam resistor R1 = 4.7KΩ, R2 = 470Ω, R3 = 820Ω, R4 = 330Ω, R5 = 390Ω, R6 =

multimeter digital.

680Ω dengan hubungan seri – pararel pada

Percobaan 3. Transfomasi Y-∆

breadboard 1. Rangkailah lima resistor R1 = 330Ω, R2 = 390Ω, R3 = 680Ω, R4 = 820Ω, R5 = 470 Ω 2. Hitunglah

nilai

resistansi

total

resistor

menggunakan rumus Y-∆ 3. Ukurlah

nilai

resistansi

V1 = 12 Volt 13. Hitunglah besar tegangan pada titik c-d, b-d, a-d, pada rangkaian tersebut

total

resistor

menggunakan multimeter digital

14. Ukurlah besar tegangan pada titik c-d, b-d, a-d pada

4. Hitunglah nilai resistansi resistor menggunakan rumus ∆-Y 5. Ukurlah

12. Sambungkan rangkaian dengan sumber tegangan

rangkaian

tersebut

menggunakan

multimeter digital 15. Hitunglah besar arus pada titik c-d, b-d, a-d pada

nilai

resistansi

menggunakan mutimeter digital

total

resistor

rangkaian tersebut

16. Ukurlah besar arus pada titik c-d, b-d, a-d pada rangkaian tersebut menggunakan multimeter

10

Abu-abu : 8 Merah : 2 Cokelat : 101

820

digital

Percobaan 1 Tabel 2. Perhitungan dan pengukuran nilai resistansi Nilai Resistansi

1

Resistor (Ω)

390

Perhitungan (Ω)

Toleransi (%)

Pengukuran (Ω)

Orange : 3 Putih : 9 Coklat : 101

Emas : 5

382.755

4.7k

Kuning :4 Ungu : 7 Orange : 103

Pada percobaan ini nilai resistansi antara perhitungan dengan berdasarkan kode warna dan pengukuran menggunakan multimeter digital tidak berbeda terlalu jauh. Perbedaan tersebut terjadi dikarenakan tiap resistor mempunyai nilai toleransi ±5% dari nilai resistansi perhitungan, perbedaan pada hasil perhitungan dan pengukuran masih dalam range toleransi. Juga alat ukut multimeter digital mempunyai tingkat ketelitian tersendiri sehingga hasil tidak sama persis dengan perhitungan.

Percobaan 2 Tabel 3. Perhitungan dan pengukuran nilai resistansi total

390

2

Nilai Resistansi Total No. Emas : 5

Rangakaian

Titik

4629.520

4.7k

1 3

680

Biru : 6 Abu-abu : 8 Cokelat : 101

Emas : 5

Seri 1

1

Cokelat : 1 Hitam : 0 Emas : 10−1

a-c

b-e Emas : 5

1.069

1

5

470

Kuning : 4 Ungu : 7 Cokelat : 101

2

Emas : 5

Seri 2

330

Orange : 3 Orange : 3 Cokelat : 101

a-f

Emas : 5

326.152 a-d

330

7

100k

Cokelat : 1 Hitam : 0 Kuning : 104

3 Emas : 5

Pararel b-d

99388

100k

8

56

Hijau : 5 Biru : 6 Hitam : 100

Emas : 5

55.321 4

56

9

3.3k

Orange : 3 Orange : 3 Orange : 103 3.3k

c-f

461.24

470

6

a-b

669.68

680

4

807.54

820

IV. HASIL DAN ANALISIS

No.

Emas : 5

Emas : 5

3257

Kombinasi

Perhitungan(Ω) R1=330 R2=390 R3=680 Rtotal=1400 R1=56 R2=390 Rtotal = 446 R2=390 R3=330 R4=3.3k Rtotal= 4020 R1=330 R2=3.3k R3=680 Rtotal=4310 R1=56 R2=390 R3=330 R4=3.3k R5=680 Rtotal=4756 R1=330 R2=3.3k R3=4.7k Rtotal=282 R2=3.3k R3=4.7k Rtotal=1938.75

Pengukuran(Ω)

1378.427

437.78

3965

4254

4695

278.594

278.739

c-d

R3=Rtotal=4.7k

278.885

c-d

309.52

280.120

b-d

302.35

299.4

a-d

5002.35

4925.7

Pada percobaan 2 praktikan harus menentukan nilai resistansi total pada rangkaian seri, pararel, dan kombinasi (seri dan pararel).

Pada rangkaian kombinasi resistor disusun seperti Gambar 4 dan untuk mencari nilai resistansi total nya dengan menggabungkan rumus pada rangkaian seri dan pararel hanya perlu disesuaikan.

Gambar 1. Rangkaian seri 1

Gambar 4. Rangkaian kombinasi

Hasil nilai resistansi total pada rangkaian kombinasi antara perhitungan dan pengukuran sesuai dan tidak ada perbedaan yang signifikan tiap titiknya. Perbedaan terjadi dikarenakan nilai toleransi tiap resistor. Percobaan 3 Transformasi ∆-Y Gambar 2. Rangkaian Seri 2

Untuk mencari nilai resistansi total pada rangkaian seri 1 dan 2 resistor dirangkai seperti gambar 1 dan 2 dengan menambahkan nilai setiap resistor

Tabel 4. Perhitungan dan pengukuran Y-∆ dan ∆-Y Nilai Resistansi No.

Transformasi

R1+R2+…Rn Hasil perhitungan berdasarkan kode warna dan hasil pengukuran menggunakan digital multimeter masih sesuai walaupun ada perbedaan nilai dikarenakan nilai toleransi pada tiap resistor dan sesuai juga tiap titiknya.

Perhitungan (Ω)

Pengukuran (Ω)

1

Y-∆

460.55

603.741

2

∆-Y

456.36

603.741

Pada rangkaian pararel disusun seperti gambar 3 Susunan rangkaian kombinasi untuk transformasi seperti pada gambar 5 pada breadboard

Gambar 3. Rangkaian Pararel

Untuk mencari nilai resistansi total menggunakan rumus 𝟏 𝟏 𝟏 + +⋯+ 𝑹𝟏 𝑹𝟐 𝑹𝒏 Hasil yang didapat dari perhitungan berdasarkan kode warna dan pengukuran menggunakan multimeter digital pada titik a-d sesuai namun hasil berbeda sangat jauh dengan titik lainnya. Pada titik lainnya nilai Rtotal pengukuran sama hanya berbeda sedikit namun berbeda dengan nilai Rtotal perhitungannya.

Gambar 5. Rangkaian transformasi

Dengan menggunakan rumus wye to delta pada tabel nomor satu

Dan menggunakan rumus delta to wye pada tabel nomor dua

Gambar 6. Contoh simulasi pada multisim

Didapat hasil yang berbeda sekitar 200 ohm antara perhitungan dan pengukuran. Kemungkinan ini terjadi dikarenakan kesalahan praktikan dalam menghitung perhitungan. Percobaan 4. Pembagi Arus dan Tegangan

Didapatkan hasil yang mirip untuk rangkaian seri antar pengukuran dan perhitungan dan praktikan melakukan pengukuran menggunakan multi sim

IV. KESIMPULAN

Tabel 5. Pembagi arus dan tegangan N o.

Tegangan (V) R2

R3

R4

R5

Arus (Ma)

Rangkaian R1

1

Seri (Pengukur an)

0.352

2.422

2.06 8

2.91 7

4.23 8

0.00 7

2

Seri (Perhitung an)

0.3422

2.418

2.04 6

2.91 4

4.21 6

0.00 62

3

Pararel

12

12

12

12

12

1.2

4

Kombinasi

c-d

b-d

a-d

161.513 mV

616.2 71 mV

12

1.2

Pada praktikum modul 1 tentang Resistansi dan hukum ohm dapat disimpulkan, bahwa 1. Praktikan mampu menerapkan hukum ohm pada rangkaian 2. Praktikan dapat menentukan resistansi pada resistor. 3. Nilai total resistansi pada rangkaian pararel bisa lebih kecil dari nilai terkecil resistansi pada rangkaian. 4. Nilai total resistansi pada rangkaian seri lebih besar dari nilai setiap resistor 5. Perbedaan antara perhitungan dan pengukuran terjadi karena adanya nilai toleransi, tingkat ketelitan suatu alat, maupun kesalahan praktikan.

Referensi [1]. Kiki Kananda, M.T dkk, Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik, Laboratorium Dasar Teknik Elektro, ITERA