LAPORAN PRAKTIKUM : RESISTOR (HUKUM KIRCHOFF)
RESISTOR (HUKUM KIRCHOFF)
Zinata
Dara Moerdani (16030072), Produksi Garmen,Politeknik STT Tekstil Bandung.
Email
: zinatadaram@gmail.com
ABSTRAK
Dalam
rangkaian listrik/ elektronika, terdapat tiga komponen agar rangkaian tersebut
dapat mengalirkan listrik, yaitu tegangan (V), hambatan(R), dan arus(I). Resistor
adalah komponen yang didesain sebagai penghambat arus listrik (hambatan) dalam
sebuah rangkaian.untuk mengetahui besarnya, kita dapat menggunakan multi meter
untuk mengukurnya Adapun ketentuan-ketentuan yang dapat digunakan untuk mencari
dan memverifikasi besarnya nilai dari tiga komponen tersebut berdasarkan hukum khircoff. Juga dalam praktiknya
diterapkan hukum ohm dalam perhitungannya.
PENDAHULUAN
Pada masa kini, tentu listrik bukanlah suatu hal
yang aneh untuk kita, karena sekarang hal-hal disekeliling kitasudah banyak
yang menggunakan listrik. Lampu bisa menyala, itupun contoh sederana dari
penggunaan listrik, adanya beda potensial mengakibatkan
muatan mengakir sehingga lampu menyala. Contoh lain adalah alat-alat elektronik
anda menyala dikarenakan adanya arus listrik yang disebabkan adanya beda
tegangan.
Untuk
mencaritahu komponen-komponen yang mempengaruhi terjadinya listrik dan
bagaimana menghitung besarnya, dalam praktikum kali ini digunakannyya
resistor atau komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk menahan arus
listrik dengan meproduksi tegangan listrik diantara kedua kutubnya.
Untuk membahas suatu
teori tentang hal tersebut , yaitu Teori
Hukum Kirchoff.
TUJUAN
1.
Mampu
membaca besarnya resis- tansi dari resistor.
2. Mampu membuat rangkaian seri dan pararel
sesuai rangkaian yang ditentukan.
3. Mengetahui besarnya nilai te- gangan, dan
arus di tiap-tiap hambatan (Resistor) pada tiap rang-kaian dengan menggunakan
mul-timeter.
4. Menghitung besarnya nilai te-gangan dan
arus di tiap-tiap ham-batan (Resistor) pada tiap rangaian dengan menggunakan
perhitungan hukum kirchoff dan ohm.
5. Membuktikan
hukum Kirchoff secara teori dan eksperimen, dengan cara membandingkan hasil
eksperimen dan hasil hitungan berdaarkan hukum kirchof
DASAR
TEORI
A. Resistor
Resistor atau dalam
bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan biasanya
disingkat dengan Huruf “R”. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah OHM
(Ω). Sebutan “OHM” ini diambil dari nama penemunya yaitu Georg Simon Ohm yang
juga merupakan seorang Fisikawan Jerman.
Resistor merupakan salah satu komponen yang
paling sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika. Hampir setiap peralatan
Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika
Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi
untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika,
bekerja berdasarkn Hukum Ohm:
Resistor
digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik,
dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat
dibuat dari bermacam-macam kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang
dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
Karakteristik utama dari resistor
adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat
dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien
suhu,desah listrik, dan induktansi.
Resistor
dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak,
bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain
sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan
arus rangkaian agar tidak terbakar.
Satuan
Ohm (simbol: Ω adalah
satuan SI untuk resistansi listrik, diambil dari nama Georg Ohm.
Satuan yang digunakan
prefix :
Ohm = Ω
Kilo Ohm = KΩ
Mega Ohm = MΩ
KΩ = 1 000Ω
MΩ = 1 000 000Ω
Konstruksi
Komposisi karbon
Resistor
komposisi karbon terdiri dari sebuah unsur resistif berbentuk tabung
dengan kawat atau tutup logam pada kedua ujungnya. Badan resistor dilindungi
dengan cat atau plastik. Resistor komposisi karbon lawas mempunyai badan yang
tidak terisolasi, kawat penghubung dililitkan disekitar ujung unsur resistif
dan kemudian disolder. Resistor yang sudah jadi dicat dengan kode warna sesuai
dengan nilai resistansinya.
Unsur
resistif dibuat dari campuran serbuk karbon dan bahan isolator
(biasanya keramik). Resin digunakan untuk melekatkan campuran.
Resistansinya ditentukan oleh perbandingan dari serbuk karbon dengan bahan
isolator. Resistor komposisi karbon sering digunakan sebelum tahun 1970-an,
tetapi sekarang tidak terlalu populer karena resistor jenis lain mempunyai
karakteristik yang lebih baik, seperti toleransi, kemandirian terhadap tegangan
(resistor komposisi karbon berubah resistansinya jika dikenai tegangan lebih),
dan kemandirian terhadap tekanan/regangan. Selain itu, jika resistor menjadi
lembab, panas solder dapat mengakibatkan perubahan resistansi dan resistor jadi
rusak.
Walaupun begitu, resistor ini
sangat reliabel jika tidak pernah diberikan tegangan lebih ataupun panas lebih.
Resistor ini masih diproduksi,
tetapi relatif cukup mahal. Resistansinya berkisar antara beberapa miliohm
hingga 22 MOhm.
Film karbon
Selapis
film karbon diendapkan pada selapis substrat isolator, dan potongan
memilin dibuat untuk membentuk jalur resistif panjang dan sempit. Dengan
mengubah lebar potongan jalur, ditambah dengan resistivitas karbon (antara 9
hingga 40 µΩ-cm) dapat memberikan resistansi yang lebar. Resistor film
karbon memberikan rating daya antara 1/6 W hingga 5 W pada 70 °C.
Resistansi tersedia antara 1 ohm hingga 10 MOhm. Resistor film karbon dapat
bekerja pada suhu di antara -55 °C hingga 155 °C. Ini mempunyai
tegangan kerja maksimum 200 hingga 600 v
Film logam
Unsur
resistif utama dari resistor foil adalah sebuah foil logam paduan khusus
setebal beberapa mikrometer.
Resistor foil merupakan resistor
dengan presisi dan stabilitas terbaik. Salah satu parameter penting yang
memengaruhi stabilitas adalah koefisien temperatur dari resistansi (TCR). TCR
dari resistor foil sangat rendah. Resistor foil ultra presisi mempunyai TCR
sebesar 0.14ppm/°C, toleransi ±0.005%, stabilitas jangka panjang 25ppm/tahun,
50ppm/3 tahun, stabilitas beban 0.03%/2000 jam, EMF kalor 0.1μvolt/°C, desah
-42dB, koefisien tegangan 0.1ppm/V, induktansi 0.08μH, kapasitansi 0.5pF
Penandaan resistor
Resistor
aksial biasanya menggunakan pola pita warna untuk menunjukkan resistansi.
Resistor pasang-permukaan ditandas secara numerik jika cukup besar untuk dapat
ditandai, biasanya resistor ukuran kecil yang sekarang digunakan terlalu kecil
untuk dapat ditandai. Kemasan biasanya cokelat muda, cokelat, biru, atau hijau,
walaupun begitu warna lain juga mungkin, seperti merah tua atau abu-abu.
Resistor
awal abad ke-20 biasanya tidak diisolasi, dan dicelupkan ke cat untuk menutupi
seluruh badan untuk pengkodean warna. Warna kedua diberikan pada salah satu
ujung, dan sebuah titik (atau pita) warna di tengah memberikan digit ketiga.
Aturannya adalah "badan, ujung, titik" memberikan urutan dua digit
resistansi dan pengali desimal. Toleransi dasarnya adalah ±20%. Resistor dengan
toleransi yang lebih rapat menggunakan warna perak (±10%) atau emas (±5%) pada
ujung lainnya.
Identifikasi empat pita
Identifikasi
empat pita adalah skema kode warna yang paling sering digunakan. Ini terdiri
dari empat pita warna yang dicetak mengelilingi badan resistor. Dua pita
pertama merupakan informasi dua digit harga resistansi, pita ketiga merupakan
faktor pengali (jumlah nol yang ditambahkan setelah dua digit resistansi) dan
pita keempat merupakan toleransi harga resistansi. Kadang-kadang terdapat pita
kelima yang menunjukkan koefisien suhu, tetapi ini harus dibedakan dengan
sistem lima warna sejati yang menggunakan tiga digit resistansi.
Sebagai
contoh, hijau-biru-kuning-merah adalah 56 x 104Ω = 560 kΩ ± 2%.
Deskripsi yang lebih mudah adalah: pita pertama, hijau, mempunyai harga 5 dan
pita kedua, biru, mempunyai harga 6, dan keduanya dihitung sebagai 56. Pita
ketiga,kuning, mempunyai harga 104, yang menambahkan empat nol di
belakang 56, sedangkan pita keempat, merah, merupakan kode untuk toleransi ±
2%, memberikan nilai 560.000Ω pada keakuratan ± 2%.
Warna
|
Pita
ke-1
|
Pita
ke-2
|
Pita
ke-3
(pengali) |
Pitake-4
(toleransi) |
Hitam
|
0
|
0
|
×
100
|
|
Cokelat
|
1
|
1
|
×101
|
±
1% (F)
|
Merah
|
2
|
2
|
×
102
|
±
2% (G)
|
Oranye
|
3
|
3
|
×
103
|
|
Kuning
|
4
|
4
|
×
104
|
|
Hijau
|
5
|
5
|
×
105
|
±
0.5% (D)
|
Biru
|
6
|
6
|
×
106
|
±
0.25% (C)
|
Ungu
|
7
|
7
|
×
107
|
±
0.1% (B)
|
Abu-abu
|
8
|
8
|
×
108
|
±
0.05% (A)
|
Putih
|
9
|
9
|
×
109
|
|
Emas
|
×
10-1
|
±
5% (J)
|
||
Perak
|
×
10-2
|
±
10% (K)
|
||
Kosong
|
±
20% (M)
|
B.
Hukum
Ohm
Hukum Ohm adalah
suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui
sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda
potensialyang diterapkan kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan
mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung
terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan
kepadanya. Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis
penghantar, namun istilah "hukum" tetap digunakan dengan alasan
sejarah.
Secara matematis hukum Ohm
diekspresikan dengan persamaan:
dimana I adalah arus
listrik yang mengalir pada suatu penghantar dalam
satuan Ampere, V adalah tegangan listrik yang
terdapat pada kedua ujung penghantar dalam satuan volt, dan R adalah
nilai hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu
penghantar dalam satuan ohm.
Hukum ini dicetuskan
oleh George Simon Ohm,
seorang fisikawan dari Jerman pada tahun 1825 dan
dipublikasikan pada sebuah paper yang berjudul The Galvanic Circuit
Investigated Mathematically pada tahun 1827.
V = I R
I = V / R
R = I / V
I = V / R
R = I / V
Kesimpulan :
• Tegangan dinyatakan dengan nilai volts disimbolkan dengan E atau V.
• Arus dinyatakan dengan amps, dan diberi symbol I
• Hambatan dinyatakan dengan ohms diberi symbol R
• Hukum Ohm: V = IR ; I = V/R ; R = V/I
• Tegangan dinyatakan dengan nilai volts disimbolkan dengan E atau V.
• Arus dinyatakan dengan amps, dan diberi symbol I
• Hambatan dinyatakan dengan ohms diberi symbol R
• Hukum Ohm: V = IR ; I = V/R ; R = V/I
C.
Hukum
Kirchoff
Terdapat
dua buah Hukum Kirchoff yang akan diverifikasi, yaitu Hukum Kirchoff pertama
yang dikenal juga sebgai Hukum Arus Kirchoff (HAK) dan Hukum Kirchoff kedua
dikenal juga sebagai Hukum Tegangan Kirchoff (HTK).
Hukum I Kirchoff
Hukum I Kirchoff merupakan hukum
kekekalan muatan listrik yang menyatakan bahwa jumlah muatan listrik yang ada
pada sebuah sistem tertutup adalah tetap. Hal ini berarti dalam suatu rangkaian
bercabang, jumlah kuat arus listrik yang masuk pada suatu percabangan sama
dengan jumlah kuat arus listrik yang ke luar percabangan itu. Untuk lebih
jelasnya tentang Hukum I Kirchoff, perhatikanlah rangkaian berikut ini
Hukum II Kirchoff
Hukum II
Kirchoff adalah hukum kekekalan energi yang diterapkan dalam suatu rangkaian
tertutup. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah aljabar dari GGL (Gaya Gerak
Listrik) sumber beda potensial dalam sebuah rangkaian tertutup (loop) sma
dengan nol. Secara matematis, Hukum II Kirchoff ini dirumuskan dengan persamaan
Di mana V adalah beda potensial
komponen komponen dalam rangkaian (kecuali sumber ggl) dan E adalah ggl sumber.
Untuk lebih jelasnya mengenai Hukum II Kirchoff, perhatikanlah sebuah rangkaian
tertutup sederhana berikut ini
Dari rangkaian sederhana di atas,
maka akan berlaku persamaan berikut (anggap arah loop searah arah arus)
I . R + I . r - E =
0..............1)
E = I (R + r)
I = E/(R + r)
Persamaan 1 dapat ditulis dalam
bentuk lain seperti berikut
I . R = E - I . r
Di mana I . R adalah beda
potensial pada komponen resistor R, yang juga sering disebut dengan tegangan
jepit
METODA EKSPERIMEN
ALAT DAN BAHAN :
-
Baseboard
-
Kabel
-
Resistor
-
Multimeter
-
Sumber
tegangan 12 Volt
SKEMA PERCOBAAN
1. Rangkaian
Seri
o
Hitung
besarnya ketiga resistansi dari resistor yang akan digunakan dalam eks-perimen
.
o
Rangkai
resistor pada baseboard secara seri sesuai dengan skema pada lembar kerja
praktikum .
o
Ukurlah
secara eksperimen besarnya tegangan, dan arus pada rangkaian tersebut de-ngan
menggunakan mul-timeter.
o
Hitung
secara teori, lalu ban-dingkan hasilnya.
2.
Rangkaian Paralel
o
Hitung
besar resistansi dari 4 resistor yang akan digunakan.
o
Rangkailah
resistor pada baseboard sesuai dengan rangkaian yg sudah ditetapkan dalam
lembar kerja praktikum.
o
Ukurlah
secara eksperimen besarnya tegangan, dan arus pada rangkaian tersebut de-ngan
menggunakan multi-meter.
o
Hitung
secara teori, lalu ban-dingkan hasilnya.
3.
Rangkaian Seri-Pararel
o
Hitung
besarnya ketiga resistansi dari resistor yang akan digunakan dalam eks-perimen
.
o
Rangkai
resistor pada base-board secara seri sesuai dengan skema pada lembar kerja
praktikum .
o
Ukurlah
secara eksperimen besarnya tegangan, dan arus pada rangkaian tersebut de-ngan
menggunakan multi-meter.
o
Hitung
secara teori, lalu bandingkan hasilnya
PEMBAHASAN(terlampir)
KESIMPULAN (terlampir)
DAFTAR PUSTAKA
Baliyono, P. (2012, July 17). Hukum
Ohm,Resistor,Hukum Kirchoff 1&2. Retrieved from Ensiklopedia Umum: http://priyobaliyono.blogspot.co.id/2012/07/hukum-ohmresistorhukum-kirchoff-1.html;
111016; 22.15
Komentar
Posting Komentar