LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA FISIS DASAR 1
RANGKAIAN
ARUS SEARAH
NAMA :
FEYDRI FERDITA DERA
NIM :
H211 12 275
KELOMPOK
: X (SEPULUH)
ASISTEN
: DJUNAIDIN
PROGRAM STUDI FISIKA
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN
ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
2013
BAB
1
PENDAHULUAN
1.1.
Latar
Belakang
Praktikum
mengenai rangkaian arus searah ini dilakukan dalam memenuhi kuliah Elektronika
Fisis Dasar 1 yang diambil oleh praktikan dan pembuatan laporan ini sebagai
kriteria dalam praktikum. Praktikan mengharapkan dengan membuat laporan ini
dapat mendukung praktikum yang telah dilakukan sebelumnya.
Elektronika
menjadi bagian favorit dalam fisika terutama pada bagian instrumentasi yang
akhir – akhir ini menjadi mengalami perkembangan pesat. Hampir semua peralatan
modern bertumpu pada prinsip elektronika dari pencukur rambut elektronik hingga
pesawat ulang alik. Namun perlu diakui bahwa untuk melakukan pengembangan
teknologi yang berguna bagi umat manusia tidaklah mudah melainkan harus
melewati berbagai percobaan dasar yang menjadi modal awal bagi seorang pereka
cipta untuk memulai percobaannya. Di bangku kuliah mulai diperdalam tentang
proses kerja ,langkah pembuatan rangkaian , hingga pada proses pembuatan
instrumentasi yang banyak digunakan di berbagai bidang seperti kedokteran dan
industri. Oleh karena itu sangatlah penting bagi mahasiswa jurusan fisika agar
mampu mengetahui dan memahami teknologi elektronika, sehingga penguasaan
elektronika dasar tentang berbagai komponen dan alat ukur listrik amat
diperlukan sebagai dasar untuk pembelajaran lebih lanjut.
1.2.
Ruang
Lingkup
Pada percobaan arus searah ini digunakan
alat/komponen berupa catu daya, multimeter, papan rangkaian, beberapa resistor
dengan hambatan yang berbeda kemudian kita mengukur beda potensial, kuat arus,
tegangan dan hambatan dari alat/komponen tersebut. Percobaan ini juga dibatasi
oleh pembuatan rangkaian komponen dengan tujuan praktikan dapat memahami
tentang berbagai jenis rangkaian. Sedangkan untuk perhitungannya sendiri hanya
menentukan arus listrik tegangan dan hambatan pada komponen pasif yang yang
disesuaikan dengan hokum kirchoff dan membandikannya dengan teori.percobaan ini
semuanya dilakukan pada tanggal 8 Oktober 2010 di Laboratorium Elektronika
Dasar Universitas Hasanuddin
1.3.
Tujuan
Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah
:
1. Mengukur
beda potensial pada rangkaian listrik
2. Menerapkan
hukum Kirchoff pada
rangkain listrik
3. Menganalisa
rangkaian seri dan paralel
BAB
2
TINJAUAN PUSTAKA
1.
Resistor
Resistor
dikenal dengan hambatan yang fungsinya menahan ).Warus
terbuat dari komposisi karbon umumnya memiliki besaran ohm ( Nilai yang
tersedia di pasaran mulai dari ohm hingga megaohm dengan toleransi 1%, 5% dan
10% dan daya dari 1W sampai dengan 5W seperti ditunjukkan pada gambar berikut :
Cincin A adalah yang
paling dekat dengan ujung resistor.
Warna cincin A, B, dan C menyatakan nilai hambatan resistor , sedangkan
cincin D menyatakan toleransi. Untuk cincin D hanya ada dua warna, yaitu
perak untuk toleransi 10 % dan emas
untuk toleransi 5 % sedangkan yang tidak berwarna 20 %. Untuk resistorv yang menggunakan cincin lima
mempunyai nilai warna seperti pada resistor empat warna di atas, tetapi
pembacaan nilai hambatannya menggunakan rumus:
R = (A) (B) (C) x 10(D) ± (E).
Untuk mengetahui besarnya hambatan resistor dapat dengan mengukur langsung
dengan bantuan alat multimeter yang diset pada ohmmeter atau dengan cara
melihat gelang-gelang pada badan resistor tersebut. Resistor adalah adalah suatu komponen
elektronika yang berfungsi unutk menghambat arus listrik. Resistor sendiri di bedakan menjadi dua
bagian yaitiujadi 2 bagian yaitu:
1. Resistor
Tetap .
2. Resistor
Tidak Tetap.
Resistor Tetap adalah Resistor yang
mempunyai nilai hambatan yang tetap sehingga tidak dapat di rubah-rubah. Pada
resistor tetap terdapat warna-warna yang mengandung nilai tersendiri lihat
table di bawah ini :
Resistor
Tidak Tetap adalah Resistor yang nilai hambatannya atau resistansinya dapat
berubah-rubah. Pada Resistor tidak Tetap terdapat 2 jenis Resisor dan
perbedaannya di antaranya :
- Potensiometer : Resistor yang nilai
resistansinya dapat di ubah dengan cara memutar poros yang telah tersedia.
- Trimpot : Resistor yang nilai
resistansinya dapat di ubah dengan cara memutar porosnya menggunakan
obeng.
Fungsi Resistor
·
Pembagi Tegangan (Seri)
Rumus : Va = R2+R3 . VCC/R
total (R1+R2+R3)
·
Pembagi Arus (Paralel)
Rumus : V = I . R
·
I = V/R
2.
Hukum Kirchoff
Hukum
Arus Kirchoff (HAK)
Secara
formal HAK atau hukum titik cabang menyatakan bahwa jumlah aljabar dari arus-arus pada semua cabnag yang bertemu di suatu
titik yang sama adalah nol (ΣI = 0). Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa
HAK tidak lain adalah hukum kekekalan muatan, artinya berapapun muatan yang
masuk pada suatu suatu titik dalam suatu rangkaian harus meninggalkan titik
tersebut, sebab muatan tidak dapat tertimbun pada suatu titik.
Hukum
Tegangan Kirchoff (HTK)
Secara formal, HTK atau hokum loop
menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan
dalam tiap loop suatu rangkaian sama dengan jumlah aljabar hasil kali arus dan
hambatan dalam loop yang sama (Σɛ = Σ I.R). HTK merupakan pernyataan tentang
kekekalan energi, artinya muatan yang bergerak mengelilingi suatu loop, harus
memperoleh energi yang sama besar dengan energi yang hilang.
3.
Rangkaian Listrik
Hambatan dapat dirangkai secara seri, paralel maupun rangkaian
kombinasi. Pada rangkaian kombinasi tidak dapat dikelompokkan sebagai rangkaian
seri maupun paralel, sehingga untuk menghitung/menganalisanya perlu teknik
perhitungan tersendiri seperti memanfaatkan hukum Kirchoff, atau menggunakan teorema
rangkaian.
Rangkaian Seri
Rangkaian
Seri adalah rangkaian yang terbentuk dari piranti-piranti yang dihubungkan dan
membentuk suatu rangkaoian sedemikian rupa sehingga masing-masing dari
simpulnya menjadi titik pertemuann bagi dua piranti saja.
Ciri komponen dipasang secara seri adalah arus yang mengalir pada
masing-masing komponen besarnya sama.
Pada rangkaian seri resistor berlaku
Contoh
rangkaian seri :
Rangkaian Paralel
Rangkaian
paralel adalah rangkaian yang terbentuk dari piranti-piranti yang dihubungkan
sedemikian rupa sehingga satu terminal dari setiap piranti terhubung kesebuah
simpul, sementara terminal lain dari unsur-unsurnya terhubung ke sebuah simpul
lain dari rangkaian tersebut. Arus yang melalui tiap resistor dalam rangkaian
paralel pada umumnya berbeda, tetapi beda potensial pada ujung resistor
haruslah sama.
Ciri pada komponen dipasang secara paralel adalah beda
teganganpada masing-masing komponen besarnya sama.
Pada rangkaian paralel berlaku:
4.
Rangkaian
Arus Searah
Pada
rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan searah, yaitu arus dan tegangan
yang tidak berubah terhadap waktu. Elemen pada rangkaian DC meliputi:
i)
baterai
ii)
hambatan dan
iii)
kawat penghantar
Baterai
menghasilkan e.m.f untuk menggerakkan elektron yang akhirnya menghasilkan
aliran listrik. Sebutan “rangkaian” sangat cocok digunakan karena dalam hal ini
harus terjadi suatu lintasan elektron secara lengkap – meninggalkan kutub
negatif dan kembali ke kutub positif. Hambatan kawat penghantar sedemikian
kecilnya sehingga dalam prakteknya harganya dapat diabaikan.
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Alat dan
Bahan
3.1.1. Alat
1. Multimeter
Digunakan untuk mengukur hambatan,
tegangan, dan kuat arus dalam rangkaian.
2. signal
generator
Sumber input arus dan tegangan listrik.
3. kabel
jumper
Sebagai
penghubung piranti dalam rangkaian.
4. catu
daya
Sumber input arus dan tegangan listrik.
5. papan
rangkaian/PCB
Digunakan untuk merakit komponen
elektronika (tempat menancapkan kaki komponen).
3.1.2. Bahan
1. resistor
(6 buah)
Berfungsi sebagai penghambat arus
listrik dengan nilai hambatan tertentu.
3.2. Langkah
Kerja
A. Penentuan Resistansi
1. Menghitung
resistansi enam
buah resistor dengan membaca kode warna pada cincinnya.
2. Menghitung
resistansi resistor menggunakan multimeter (pada pengukuran hambatan) dan
membandingkan hasilnya dengan prosedur pertama.
3. Menghitung arus dan tegangan yang mengalir dari dua
resistor yang dipuluh dengan nilai ε tertentu.
B. Rangkaian
Seri
1. Merakit
tiga buah resistor dan catu daya (menggunakan
input ε = 7,5 V), dan multimeter
(pada posisi amperemeter) secara seri, kemudian membaca nilai pada multimeter
sebagai kuat arus.
2. Mengukur arus yang mengalir pada salah satu kapasitor
dengan input tegangan yang sama.
3. Mengulangi
prosedur B2 untuk kedua
transistor lainnya.
4. Membandingkan jumlah aljabar arus pada pengukuran arus
tiap-tiap resistor (B2 dan B3) dengan pengukuran pada langkah B1.
C. Rangkaian
Paralel
1. Merakit
tiga buah resistor dan catu daya (menggunakan
input ε = 7,5 V), dan multimeter
(pada posisi amperemeter) secara seri, kemudian membaca nilai pada multimeter
sebagai kuat arus.
2. Mengukur arus yang mengalir pada salah satu kapasitor
dengan input tegangan yang sama.
3. Mengulangi
prosedur B2 untuk kedua
transistor lainnya.
4. Membandingkan jumlah aljabar arus pada pengukuran arus
tiap-tiap resistor (B2 dan B3) dengan pengukuran pada langkah B1.
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
1.3.
Hasil
A.
Pengukuran Hambatan Resistor
|
NO.
|
Resistor
|
Pembacaan
(AB ×10C
± D)
|
Kuat Arus
(A)
|
Tegangan
(Volt)
|
|||||
|
Warna
|
Multimeter
(Ω)
|
||||||||
|
A
|
B
|
C
|
D
|
|
|||||
|
1.
|
kuning
|
ungu
|
Jingga
|
Emas
|
|
46 000
|
47 000 ± 5%
|
-
|
-
|
|
4
|
6
|
3
|
5%
|
|
|||||
|
2.
|
Merah
|
Hitam
|
Jingga
|
Emas
|
|
22 000
|
20 000 ± 5%
|
-
|
-
|
|
2
|
0
|
3
|
5%
|
|
|||||
|
3.
|
Merah
|
Hitam
|
Coklat
|
Emas
|
|
200
|
200 ± 5%
|
0,0525
|
13
|
|
2
|
0
|
1
|
5%
|
|
|||||
|
4.
|
Merah
|
Merah
|
Jingga
|
Emas
|
|
24 000
|
24 000 ± 5%
|
-
|
-
|
|
2
|
2
|
3
|
5%
|
|
|||||
|
5.
|
Kuning
|
Ungu
|
Coklat
|
Emas
|
|
470
|
470 ± 5%
|
0,025
|
13
|
|
4
|
7
|
1
|
5%
|
|
|||||
|
6.
|
Merah
|
Merah
|
Coklat
|
Emas
|
|
220
|
220 ± 5%
|
-
|
-
|
|
2
|
2
|
1
|
5%
|
|
|||||
Keterangan : A,B,C,D,E menyatakan kode warna
ε = 12 V
·
R3 = V3/I3 = 12/0,0525 = 228 Ω
·
R5 = V5/I5 = 12/0,025 = 480 Ω
B.
Rangkaian Seri
|
No.
|
Resistor
|
R(Ω)
|
ε (Volt)
|
V (Volt)
|
|
1.
|
R1
|
220
|
4,5
|
1,2
|
|
2.
|
R2
|
470
|
4,5
|
2,6
|
|
3.
|
R3
|
200
|
4,5
|
1
|
|
4.
|
Rek (Σ R)*
|
900
|
4,5
|
4,5
|
Keterangan :
* pengukuran berdasarkan eksperimen
V1 + V2
+ V3 = 1,2 + 2,6 + 1 = 4,8
V
V4 = 4,5 V
Rek
= R1 + R2 + R3 = 220 + 470 + 200 = 890 Ω
Rek
dalam percobaan = 900 Ω
C.
Rangkaian Paralel
|
No.
|
Resistor
|
R(Ω)
|
ε (Volt)
|
I(Ampere)
|
|
1.
|
R1
|
220
|
7,5
|
0,035
|
|
2.
|
R2
|
470
|
7,5
|
0,0175
|
|
3.
|
R3
|
200
|
7,5
|
0,040
|
|
4.
|
Rek (Σ R)*
|
-
|
7,5
|
0,095
|
Keterangan :
* pengukuran berdasarkan eksperimen
I1 + I2
+ I3 = 0,035 + 0,0175 +
0,040 = 0,0925
I = 0.095
1.4.
Pembahasan
A. Resistor
Dari
data yang diperoleh dari pengukukuran dengan multimeter menunjukkan resistansi
dari resistor berada diantara batas toleransi yang ada pada nilai perhitungan
kapasitansi dari pita resistor. Dengan kata lain pengukuran dengan multimeter
menunjukkan suatu nilai pasti. Resistor dengan toleransi 1% tentunya memiliki
nilai hambatan yang lebih presisi dibandingkan resistor yang memiliki toleransi
5% atau 10%.
Pada
pengukuran arus dan tegangan terlihat hubungan antara resistansi, kuat arus dan
tegangan. Pada pemilihan tegangan ε = 12
V tercatat tegangan output berada pada kisaran 12 – 13 Volt. Makin besar
hambatan resistor yang digunakan, makin besar pula kuat arusnya, ini sesuai
dengan persamaan:
B. Rangkaian
Seri
Pada percobaan tentang rangkaian seri sebenarnya
berkaitan dengan Hukum Arus Kirchoff dan Hukum Tegangan Kirchoff. Dari data
pengamatan diperoleh jumlah dari hambatan resistor, R1 + R2
+ R3 = 890 Ω bersesuaian
dengan hambatan ekivalen, Rek pada rangkaian yang disusun secara seri yang dari
percobaan sebesar 900 Ω. Tegangan pada titik-titik dalam rangkaian seri adalah
konstan, Vad = Vab + Vbc + Vcd,
sehingga didapatkan
Vad = I(R1 + R2 + R3)
C. Rangkaian
Paralel
Pada percobaan tentang rangkaian seri sebenarnya
berkaitan dengan Hukum Arus Kirchoff dan Hukum Tegangan Kirchoff. Kuat arus
pada titik-titik dalam rangkaian paralel adalah konstan, I = I1 + I2 + I3, sehingga didapatkan
Vad = I(R1 + R2 + R3)
BAB 5
PENUTUP
1.1. Kesimpulan
Berdasarkan
percobaan tentang komponen dan alat ukur listrik dapat ditarik kesimpulan
sebagai berikut:
1) Beda
potensial pada suatu rangkaian dapat diukur dengan menggunakan Multimeter, dan terdapat hubungan:
2) Hukum
Kirchoff dapat diterapkan pada rangkaian dengan menggunakan rumus pada hukum
Kirchoff untuk menentukan arus,tegangan,dan hambatan.
3) Pada
rangkaian seri arus yang mengalir pada tiap komponen konstan, dan total
tegangan pada rangkaian sama dengan total tegangan pada tiap-tiap komponen.
4) Pada rangkaian paralel tegangan yang mengalir pada
tiap komponen konstan, dan kuat arus yang masuk dalam suatu simpul sama dengan
kuat arus yang keluar dari simpul itu, dengan kata lain berlaku hukum kekekalan
muatan.
1.2. Saran
Dari
kegiatan praktikum yang telah dilakukan, saya memiliki beberapa saran, antara
lain:
1. Perlengkapan
praktikum diperbaharui karena kualitas dan kuantitas sarana dan prasarana
penunjang kurang memadai sehingga agak menyulitkan jalannya praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, Jayadin, ELDAS, 2007, e-book
Arifin, Drs, M.T., Buku Penuntun
Elektronika Fisis Dasar 1, Jurusan Fisika Universitas Hasanuddin, Makassar,
2010
Fajar,
Belajar Elektronika tanpa Guru. Jakarta
: Del Fajar, 2008
