a1h012048 - tri irawan

113
LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA Oleh: Tri Irawan NIM A1H012048 KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO 2013

Upload: 3irawan

Post on 01-Jan-2016

343 views

Category:

Documents


11 download

TRANSCRIPT

Page 1: a1h012048 - Tri Irawan

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

Oleh: Tri Irawan

NIM A1H012048

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO

2013

Page 2: a1h012048 - Tri Irawan

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

PENGENALAN SIMULASI RANGKAIAN ELEKTRONIKA (DC DAN AC)

MENGGUNAKAN EWB (ELECTRONIC WORKBENCH)

Oleh: Tri Irawan

NIM A1H012048

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO

2013

Page 3: a1h012048 - Tri Irawan

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kemajuan pesat dalam perangkat lunak dan perangkat keras komputer

banyak mempengaruhi pola pikir manusia. Di zaman sarat teknologi

komputerisasi ini, seperti di dalam bidang Teknik Elektro, rangkaian listrik real

dapat disimulasikan dengan menggunakan program komputer sehingga pada layar

komputer dapat dilihat respons seperti apa yang dikehendaki pada rangkaian

elektronik realnya. Perangkat lunak Electronics Workbench (EWB) diteliti untuk

diaplikasikan sebagai program simulasi bagi alat-alat elektronik yang dirancang.

Dalam hal ini diteliti mengenai seberapa akurat respons yang diperoleh dari

simulasi EWB dibandingkan dengan respons dari beberapa alat elektronik real

dan juga seberapa banyak jenis alat elektronik yang dapat disimulasikan atau

seberapa banyak jenis komponen atau rangkaian terintegrasi yang terdapat dalam

EWB. Aplikasi EWB ini diharapkan dapat menjembatani kesenjangan antara teori

dan praktek.

Biasanya pada suatu karya tulis ilmiah mengenai perancangan dan

penganalisaan suatu alat elektronik hanyalah didasarkan pada studi literatur dan

tidak melalui suatu pembuktian praktis. Pembuktian dengan komponen-komponen

dan rangkaian-rangkaian terintegrasi fisik selain membutuhkan biaya pengadaan

yang tinggi (untuk jenis dan jumlah besar), juga sering terjadi kerusakan pada

komponen-komponen fisik tersebut.

B. Tujuan

1. Mengenal lingkungan kerja EWB 5.12

2. Mampu membuat dan menganalisa rangkaian menggunakan program

EWB 5.12

Page 4: a1h012048 - Tri Irawan

II. TINJAUAN PUSTAKA

Electronic Workbench (EWB) merupakan salah satu program Electrical

Computer Aided Simulation yang digunakan untuk menghitung besarnya nilai-

nilai dalam rangkaian elektronika. Dengan menggunakan program ini, kita dapat

melakukan perancangan dan uji rangkaian elektronika analog dan digital

menggunakan futuristik yang ada antara lain source, basic, transistor, diode dan

lain-lain.

EWB adalah software elektronika yang digunakan untuk melakukan

simulasi terhadap cara kerja dari suatu rangkaian listrik. Perlunya simulasi

rangkaian listrik adalah untuk menguji apakah rangkaian listrik itu dapat berjalan

dengan baik dan sesuai dengan pendekatan teori yang digunakan pada buku-buku

elektronika, tanpa harus membuat rangkaian listrik itu secara nyata. Perlu diingat,

simulasi yang dilakukan dengan menggunakan EWB adalah simulasi yang

menghasilkan keluaran yang ideal. Maksudnya keluaran yang tidak terpengaruh

oleh faktor-faktor ketidak idealan seperti gangguan (dikenal dengan noise dalam

elektronika) seperti halnya gangguan yang sering terjadi pada rangkaian listrik

yang sebenarnya.

Penggunaan EWB haruslah didukung oleh pengetahuan dasar tentang

elektronika. Tanpa pengetahuan dasar elektronika yang memadai seperti cara

pemakaian alat ukur (osiloskop, multimeter dan lain sebagainya), tentu saja akan

lebih sukar untuk memahami cara kerja dari software ini. Software ini

menggunakan sistem GUI (Graphic User Interface) seperti halnya Windows

sehingga pemakai software yang sudah memahami pengetahuan dasar elektronika

akan mudah menguasai penggunaan software ini.

Software EWB yang beredar di Indonesia adalah kebanyakan software

bajakan (telah di-crack) oleh cracker, usahakan janga menggunakan software

bajakan untuk menyelesaikan proyek besar yang berhubungan dengan lisensi

penggunaan software.

Page 5: a1h012048 - Tri Irawan

III. METODOLOGI PRAKTIKUM

A. Alat dan Bahan

1. Program EWB 5.12

2 Laptop

B. Prosedur Praktikum

Cara menginstall EWB 5.12:

Penginstallan software ini cukup mudah. Cari source (sumber/file setup)

dari EWB 5.12 ini, lalu double click pada file setup. Tentukan tempat tujuan EWB

diinstall (misalnya C:\Program Files\EWB 5.12), lalu klik OK. Tunggu proses

instalasi selesai, lalu ke start menu bukan programs – electronic workbench –

EWB 5.12. EWB siap dipakai.

Penggunaan EWB secara singkat:

Umumnya, ada tiga hal yang perlu dikuasai oleh pemakai baru EWB yaitu

cara pemakaian alat ukur yang disediakan, pemakaian komponen elektronika

(mencakup komponen aktif, pasif dan sumber sinyal/sumber tegangan) dan

pembentukan rangkaian. Pemakai alat ukur setelah anda menjalankan EWB, anda

akan melihat tiga toolbar menu (barisan toolbar file edit; toolbar “gambar” new

open; dan toolbar komponen dan alat ukur). Pada barisan terakhir, klik toolbar

yang paling kanan. Lalu pilih alat ukur yang akan dipakai (osiloskop atau

multimeter), drag simbol osiloskop atau multimeter ke bawah (layar putih). Pada

simbol osiloskop. Tampilan windows kecil akan muncul dan anda dapat mengisi

nilai time/div, volt/div yang diinginkan ataupun mengubah hal-hal yang lain.

Penggunaan multimeter juga hampir sama dengan osiloskop. Drag simbol

Page 6: a1h012048 - Tri Irawan

multimeter, klik dua kali untuk mengubah modus pengukuran (pengukuran arus,

tegangan ataupun hambatan).

Pemakaian komponen elektronika:

Pada barisan terakhir, mulai dari toolbar “gambar” yang kedua sampai

toolbar “gambar” yang ketigabelas adalah toolbar yang berisi simbol komponen.

Pada praktikum elektronika dasasr ini, anda hanya cukup memakai toolbar yang

kedua sampai toolbar kelima. Mulai dari toolbar kedua sampai kelima, ada simbol

komponen seperti simbol resistor, kapasitor, dioda, op-amp, baterai, ground, dll.

Cara memakai komponen ini hampir sama dengan pemakaian alat ukur. Untuk

mengubah besar nilai komponen dilakukan dengan klik dua kali komponen, lalu

isi nilai komponen yang diinginkan pada tempat yang disediakan. (Simbol sinyal

generator ada pada toolbar yang paling kanan/toolbar alat ukur).

Pembentukan rangkaian:

Setelah mengambil beberapa komponen yang diinginkan untuk

membentuk suatu rangkaian listrik, anda perlu menyambung kaki-kaki dari satu

simbol ke simbol lainnya. Penyambungan kaki dapat dilakukan dengan: arahkan

mouse pointer ke ujung kaki simbol, usahakan ujung kaki simbol berwarna terang;

lalu klik dan tahan mouse, tujukan ke ujung kaki simbol yang ingin disambung

sampai ujung kaki simbol tersebut berwarna terang dan lepas mouse. Kedua

komponen akan tersambung dengan suatu simbol kawat penghantar. Untuk lebih

jelasnya dapat ditanyakan pada asisten.

Simulasi:

Setelah tiga hal tersebut dikuasai, rangkaian listrik sudah dapat dibentuk. Setelah

rangkaian listrik plus alat ukur dipasang pada bagian yang akan diukur (biasanya

input dan output), anda dapat memulai simulasi dengan menekan simbol saklar

yang terletak di pinggi kanan atas (klik tanda I untuk on simulasi dan klik tanda O

untuk off simulasi; tanda pause bisa juga digunakan terutama untuk mencatat

Page 7: a1h012048 - Tri Irawan

nilai). Usahakan windows kecil alat ukur tetap terbuka, supaya grafik hasil

pengukuran dapat dibaca.

Pelaksanaan Simulasi:

1. Rangkaian DC

a. Dibuat rangkaian seperti di bawah ini.

b. Hubungkan arus (arah dan besarnya) yang mengalir pada R3

menggunakan perangkat instrumen (multimeter) yang ada pada EWB.

c. Bandingkan hasil simulasi dengan perhitungan teoritis (gunakan

metode superposisi).

2. Rangkaian AC (Filter/Tapis)

a. Buat rangkaian seperti di bawah ini.

Page 8: a1h012048 - Tri Irawan

b. Setting (dengan cara double klik pada kompnen yang akan di set)

Function generator:

Osiloskop:

c. Cara membaca amplitudo (tegangan Vpp):

Jalankan simulasi dan tekan pause/stop bila diperlukan (gerak sinyal

terlalu cepat)

Page 9: a1h012048 - Tri Irawan

Channel A (input): sinyal/grafik warna hitam

Vpp = 2 V/Div * (2.4 * 2) = 9.6 Vpp

Channel B (output): sinyal/grafik warna merah

Vpp = 2V/Div * (2.4 * 2) = 9.6 Vpp

d. Nilai frekuensi doubah pada function generator pada nilai yang

berbeda-beda, kemudian tentukan nilai Vpp channel A/input (warna

hitam) dan Vpp channel B/output (warna merah) dan dicatat pada

lembar data.

e. Grafik dibuat hubungan antara frekuensi (sumbu X) dengan Vpp out

(sumbu Y). Berikan analisis anda.

Frequency Vpp in Vpp out 1 Hz 2 x 2,4 x 2 = 9,6 2 x 2,4 x 2 = 9,6 10 Hz 2 x 2,4 x 2 = 9,6 2 x 2,5 x 2 = 10 50 Hz 2x 2,3 x 2 = 9,2 2 x 2,4 x 2 = 9,6 100 Hz 2x 2,1 x 2 = 8,4 2 x 2,4 x 2 = 9,6 1 kHz 2 x 0,4 x 2 = 1,6 2 x 2,4 x 2 = 9,6 10 kHz 2X 0,1 X 2 = 0,4 2 x 2,4 x 2 = 9,6 100 kHz 2 x 0 = 0 2 x 2,4 x 2 = 9,6

Page 10: a1h012048 - Tri Irawan

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

1. Rangkaian DC

2. Rangkaian AC (Filter/tipis)

Page 11: a1h012048 - Tri Irawan

1. Frekuensi 1 Hz

2. Frekuensi 10 Hz

3. Frekuensi 50 Hz

Page 12: a1h012048 - Tri Irawan

4. Frekuensi 100 Hz

5. Frekuensi 1 kHz

6. Frekuensi 10 kHz

Page 13: a1h012048 - Tri Irawan

7. Frekuensi 100 kHz

9.4

9.5

9.6

9.7

9.8

9.9

10.0

10.1

1 Hz 10 Hz 50 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz

Vpp

out

Frekuensi

Vpp out

Frequency Vpp in Vpp out 1 Hz 2 x 2,4 x 2 = 9,6 2 x 2,4 x 2 = 9,6 10 Hz 2 x 2,4 x 2 = 9,6 2 x 2,5 x 2 = 10 50 Hz 2x 2,3 x 2 = 9,2 2 x 2,4 x 2 = 9,6 100 Hz 2x 2,1 x 2 = 8,4 2 x 2,4 x 2 = 9,6 1 kHz 2 x 0,4 x 2 = 1,6 2 x 2,4 x 2 = 9,6 10 kHz 2X 0,1 X 2 = 0,4 2 x 2,4 x 2 = 9,6 100 kHz 2 x 0 = 0 2 x 2,4 x 2 = 9,6

Page 14: a1h012048 - Tri Irawan

B. Pembahasan

1. EWB, tools dan fungsinya

EWB (Electronic WorkBench) adalah salah satu jenis software elektronika

yang digunakan untuk melakukan simulasi terhadap cara kerja dari suatu

rangkaian listrik. Perlunya simulasi rangkaian listrik adalah untuk menguji apakah

rangkaian listrik itu dapat berjalan dengan baik dan sesuai dengan pendekatan

teori yang digunakan pada buku-buku elektronika,tanpa harus membuat rangkaian

listrik itu secara nyata. Perlu diingat, simulasi yang dilakukan dengan

menggunakan EWB adalah simulasi yang menghasilkan keluaran yang ideal.

Maksudnya keluaran yang tidak terpengaruh oleh faktor-faktor ketidakidealan

seperti gangguan (dikenal dengan noise dalam elektronika) seperti halnya

gangguan yang sering terjadi pada rangkaian listrik yang sebenarnya (nyata).

Penggunaan EWB haruslah didukung oleh pengetahuan dasar tentang elektronika.

Tanpa pengetahuan dasar elektronika yang memadai seperti cara

pemakaian alat ukur(osiloskop, multimeter dan lain sebagainya), tentu saja akan

lebih sukar untuk memahami cara kerja dari software ini. Software ini

menggunakan sistem GUI (Graphic User Interface) seperti halnya Windows

sehingga pemakai software yang sudah memahami pengetahuan dasar elektronika

akan mudah menguasai penggunaan software ini. Software EWB yang beredar di

Indonesia adalah kebanyakan software bajakan (telah di-crack)oleh cracker,

usahakan jangan menggunakan software bajakan untuk menyelesaikan

proyekbesar yang berhubungan dengan lisensi penggunaan software.

Umumnya, ada tiga hal yang perlu dikuasai oleh pemakai baru EWB yaitu

cara pemakaian alat ukur yang disediakan, pemakaian komponen elektronika

(mencakup komponen aktif, pasif dan sumber sinyal/sumber tegangan) dan

pembentukan rangkaian.

Pemakaian alat ukur Setelah Anda menjalankan EWB, Anda akan melihat

tiga toolbar menu (barisan toolbar file,edit ; toolbar 'gambar' new,open ; dan

toolbar komponen dan alat ukur). Pada barisan terakhir, klik toolbar yang paling

Page 15: a1h012048 - Tri Irawan

kanan. Lalu pilih alat ukur yang ingin dipakai (osiloskop atau multimeter), drag

simbol osiloskop atau multimeter ke bawah (layar putih). Pada simbol osiloskop

ada empat titik kecil yang bisa dipakai yaitu channel A dan B serta dua node

ground.

Untuk mengubah time/div dan volt/div seperti yang biasa dilakukan pada

osiloskop yang nyata, klik dua kali simbol osiloskop. Tampilan windows kecil

akan muncul dan Anda dapat mengisi nilai time/div , volt/div yang diinginkan

ataupun mengubah hal-hal yang lain. Penggunaan multimeter juga hampir sama

dengan osiloskop. Drag simbol multimeter, klik dua kali untuk

mengubah modus pengukuran (pengukuran arus, tegangan ataupun hambatan).

Pada barisan terakhir, mulai dari toolbar gambar yang kedua sampai

toolbar gambar yang ketigabelas adalah toolbar yang berisi simbol komponen.

Pada praktikum elektronika dasar ini, Anda hanya cukup memakai toolbar yang

kedua sampai toolbar kelima. Mulai dari toolbar kedua sampai kelima, ada simbol

komponen seperti simbol resistor, kapasitor, dioda, op-amp, batere, ground, dll.

Cara memakai komponen ini hampir sama dengan pemakaian alat ukur.

Untuk mengubah besar nilai komponen dilakukan dengan klik dua kali

komponen, lalu isi nilai komponen yang diinginkan pada tempat yang disediakan.

Penggunaan alat ukur dan komponen untuk lebih detailnya dapat ditanyakan pada

asisten praktikum pada saat praktikum. (Simbol sinyal generator ada pada toolbar

yang paling kanan/toolbar alat ukur). Pembentukan rangkaian. Setelah mengambil

beberapa komponen yang diinginkan untuk membentuk suatu rangkaian listrik,

Anda perlu menyambung kaki-kaki dari satu simbol ke simbol lainnya.

Penyambungan kaki dapat dilakukan dengan: arahkan mouse pointer ke ujung

kaki simbol, usahakan ujung kaki simbol berwarna terang; lalu klik dan tahan

mouse, tujukan ke ujung kaki simbol yang ingin disambung sampai ujung kaki

simbol tersebut berwarna terang dan lepas mouse. Kedua komponen akan

tersambung dengan suatu simbol kawat penghantar. Untuk lebih

jelasnya dapat ditanyakan pada asisten.

Electronics workbench (EWB) adalah sebuah software yang digunakan

untuk pengujian dan eksperimen rangkaian elektronika EWB terdiri dari Menu

Page 16: a1h012048 - Tri Irawan

Reference, Sources, Basic, Diodes, Transistors, Analog ICs, Mixed ICs,

DigitalICs, Indicators dan masih banyak lagi menu yang terdapat pada EWB.

2. Rangkaian AC dan DC

a. Definisi AC

Arus dan tegangan listrik AC (Alternating Current) adalah arus listrik

yang arahnya selalu berbalika arah secara teratur (periodik). Dalam selang waktu

tertentu bagian atas sumber AC berpolaritas positif sementara bagian bawahnya

berpolaritas negatif sehingga arus listrik dalam rangkaian AC mengalir

berlawanan arah jarum jam dan berulang secara periodik. Untuk mengetahui kuat

arus dan beda potensial dalam listrik AC digunakan amperemeter dan voltmeter.

Amperemeter dan voltmeter yang dipasang dalam rangkaian AC tidak perlu

memerhatikan polaritas ujung mana yang positif atau negatif karena arus AC

selalu berubah-ubah arahnya.

b. Definisi DC

Arus dan tegangan listrik DC (Direct Current) adalah arus listrik yang

selalu mengalir dalam satu arah. Jika arus DC dihasilkan oleh sumber teganganya

(V) tetap dan disalurkan pada penghantar yang memiliki hambatan (R) yang tetap,

maka besar kuat arusnya (I) juga akan tetap. Berdasarkan perjanjian yang masih

digunakan saat sampai saat ini, arah kuat arus DC selalu keluar dari kutub positif

ke kutub negatif sumber tegangan DC. Arus DC hanya mengalir satu arah

sehingga pada pemasangan amperemeter dan voltmeter pada rangkaian DC harus

memerhatikan polaritas ujung-ujung rangkaian yang hendak dihubungkan ke

kutub-kutub meter. Pemasangan yang benar adalah kutub yang potensialnya lebih

rendah (positif) harus dipasang ke kutub positif meter dan begitu juga sebaliknya.

c. Perbedaan Tegangan AC dan DC

Setelah mempelajari kedua definisi di atas, kita dapat dengan mudah

membedakan tegangan listrik AC dengan tegangan listrik DC, yakni dengan

melihat bentuk kurva tegangan keduanya yang dihasilkan oleh osiloskop.

Osiloskop dapat langsung menampilkan bentuk grafik arus dan tegangan terhadap

waktu.

Page 17: a1h012048 - Tri Irawan

• Rangkaian AC

• Rangkaian DC

Page 18: a1h012048 - Tri Irawan

3. Penggunaan rangkaian AC dan DC di bidang keteknikan pertanian

Bidang Energi dan Elektrifikasi pertanian, menelaah persoalan energi,

pemakaian/ penggunaan listrik untuk pertanian, baik merupakan tenaga listrik di

rumah, di perbengkelan dan di dalam bangunan pertanian.

Arus dan Tegangan DC (Searah). Arus searah (Direct current/ DC)

mempunyai polaritas tetap yaitu positif (+), nol (0), dan negatif (-). Arus DC tidak

memiliki phase dan selalu mengalir dari polaritas yang lebih tinggi kepolaritas

yang lebih rendah. Di dalam sistem perkabelan elektronika kabel merah biasanya

menandai polaritas positif (+) dan hitam adalah polaritas negatif (-).

Contoh Sumber Tegangan DC:

1. ACCU (Accumulator)

2. Battery

3. Solar Cell

4. Output DC Adaptor (Power Supply)

Contoh perangkat yang menggunakan sumber tegangan DC di antaranya:

1. MP3/ MP4 Player

2. Handphone (Telpon seluler)

3. Lampu Senter

4. Lampu Emergency

5. Kalkulator

6. Remote Control Televisi

7. Mainan Anak

Arus dan Tegangan AC (Bolak-balik). Arus bolak-balik (Alternate

Current/ AC) mempunyai dua polaritas yang selalu berubah dari negatif ke positif

Page 19: a1h012048 - Tri Irawan

dan sebaliknya diukur dari titik Neutral (N). Berbeda dengan DC, Arus AC

memiliki frekuensi misalnya 50 Hz dan 60 Hz (menghasilkan gelombang listrik

sinus sebanyak 50-60 per detik). Arus AC satu phase terdiri dari Phase, Neutral,

dan Ground, sedangkan arus AC tiga phase terdiri dari Phase R, Phase S, Phase

T, Neutral, dan Ground. Pada perkabelan PLN warna kabel hitam adalah phase,

kuning adalah ground, dan biru adalah neutral.

Contoh Sumber Tegangan AC:

1. Tegangan dari Perusahaan Listrik Negara (PLN) sebesar 220V AC – 240

VAC, 60 Hz

2. Output Transformator

3. Output motor generator.

Contoh perangkat yang menggunakan sumber tegangan AC di antaranya:

1. Televisi

2. Lemari Pendingin

3. Komputer

4. UPS

5. Stabilizer

6. Lampu perumahan, lampu taman, dan lampu jalan

7. Traffic Light

8. Bor listrik

9. Gergaji Mesin

10. Mesin Bubut

11. Mesin fotokopi

12. Printer

13. Monitor CRT

Page 20: a1h012048 - Tri Irawan

14. Radio

15. Amplifier

16. Setrika

4. Grafik hubungan frekuensi dan Vpp Out

Grafik berwarna merah merupakan Vpp-out menampakkan besaran tegangan

yang stabil dan terjadi peningkatan tegangan pada frekuensi 10 Hz. Dapat dilihat bahwa

frekuensi yang terjadi tidak berpengaruh besar terhadap Vpp-out, tetapi pada Vpp-in

frekuensi semakin besar maka tegangan Vpp-in semakin kecil.

9.4

9.5

9.6

9.7

9.8

9.9

10.0

10.1

1 Hz 10 Hz 50 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz 100 kHz

Vpp

out

Frekuensi

Vpp out

Frequency Vpp in Vpp out

1 Hz 2 x 2,4 x 2 = 9,6 2 x 2,4 x 2 = 9,6 10 Hz 2 x 2,4 x 2 = 9,6 2 x 2,5 x 2 = 10 50 Hz 2x 2,3 x 2 = 9,2 2 x 2,4 x 2 = 9,6 100 Hz 2x 2,1 x 2 = 8,4 2 x 2,4 x 2 = 9,6 1 kHz 2 x 0,4 x 2 = 1,6 2 x 2,4 x 2 = 9,6 10 kHz 2X 0,1 X 2 = 0,4 2 x 2,4 x 2 = 9,6 100 kHz 2 x 0 = 0 2 x 2,4 x 2 = 9,6

Page 21: a1h012048 - Tri Irawan

5. Pembahasan hasil praktikum

Pada rangakain tegangan DC harus dicari berapa besarnya I3 yang

dihasilkan pada rangakaian tersebut dan langkah perhitungannya adalah sebagai

berikut:

• Jika V1 aktif, V2 mati maka :

V1 = I1. R1 + I1. R3

12 = I1 1000 + I1 2000

12 = 3000 I1

I1 = 300012

I1 = 1000

4 A

• Jika V2 aktif, V1 mati, maka :

V2 = I2.R5 + I2.R3 + I2.R2 + I2.R4

5 = I2.3000 + I2. 2000 + I2. 500 + I2. 1500

5 = 7000 I2

I2 = 7000

5 A

Sehingga diperoleh

I = I1 – I2

I = 1000

4 x 7000

5

I = 7000

528 −

I =7000

23

I = 3.28 x10-3 A

I = 3.28 mA

Pada praktikum dibuat rangkaian arus listrik DC, kemudian dilakukan

ujicoba menggunakan multimeter, arus yang terukur adalah 3,23 mA, setelah

melakukan perhitungan dengan superposisi didapatkan hasil 3,28 mA. Setelah itu

percobaan kedua yang memanfaatkan tegangan AC dan komponen yang

Page 22: a1h012048 - Tri Irawan

digunakan adalah Function Generator dan Osiloskop untuk mengetahui besarnya

tegangan dan frekuensi, dari percobaan ini yang diamati adalah kerapatan

tegangan AC (Vpp in dan Vpp out) dari hasil yang diperoleh setiap perubahan

frekuensi yang diberikan melalui pengaturan pada Function Generator semakin

besar frekuensi yang diberikan maka semakin kecil perubahan yang terdapat pada

Vpp in-nya, tetapi pada Vpp out mengalami kestabilan tegangan, nilai dari Vpp-

out tersebut nilainya tetap dan terkadang mengalami perubahan tegangan.

Page 23: a1h012048 - Tri Irawan

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

EWB (Electronic WorkBench)adalah salah satu jenis software elektronika

yangdigunakan untuk melakukan simulasi terhadap cara kerja dari suatu rangkaian

listrik. Perlunyasimulasi rangkaian listrik adalah untuk menguji apakah rangkaian

listrik itu dapat berjalandengan baik dan sesuai dengan pendekatan teori yang

digunakan pada buku-buku elektronika tanpa harus membuat rangkaian listrik itu

secara nyata.

Resistor merupakan komponen elektronika yang bersifat menahan arus

listrik.Generator adalah piranti pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat

berupa isyarat berbentuk sinusoida ataupun square yang dapat diatur frekuensinya.

Osciloscope adalah alat yang dapat mengukur besaran-besaran elektronika

seperti tegangan AC ataupun DC, frekuensi suatu sumber tegangan AC dan beda

fasa antara dua sumber tegangan yang berlainan, bahkan dapat melihat bentuk

isyarat tegangan terhadap waktu.

Hasil pengukuran dengan multimeter I = 3,235 mA. Sedangkan

pengukuran secara teoritis I = 3,28 mA. Faktor yang menyebabkan salah

pengukuran yaitu salah meletakkan multimeter, komponen-komponen yang

digunakan atau salah dalam kalkulasi hasil yang di peroleh.

Dari percobaan tegangan AC, dapat kita kenal Function Generator yang

fungsinya untuk membangkitkan tegangan, dan pada percobaan ini function

generator di fungsikan untuk ppembangkit namun dalam hal ini frekuensi yang

masukan berbeda-beda untuk di cari nilai Vpp-in ataupun Vpp-out-nya.

Page 24: a1h012048 - Tri Irawan

B. Saran

Praktikum dijalankan dengan aktif dan ramah oleh asisten, tetapi

praktikum ini sulit dicerna dengan cepat karena menumpuknya praktikan dan

kurangnya situasi yang mendukung saat belajar-mengajar.

Praktikum bisa dikembangkan lagi dengan baik di dalam ruangan yang

memiliki alat yang cukup serta mendukung, lalu pada saat praktikum sebaiknya

dilakukan pemberitahuan bahwa praktikum ini sangatlah berbahaya karena

berkontraksi langsung dengan listrik. Tetap semangat menghadapi praktikan, serta

sabar saat situasi sedang tidak kondusif.

Page 25: a1h012048 - Tri Irawan

DAFTAR PUSTAKA

Daniel W Hart, 1997, “ Introduction to Power Electronics “,Prentice Hall inc

Dwi Hananto. Kholiq Hernawan, 1991, ” Kursus Singkat Elektronika Daya “

PEDC Bandung

Hugeng, Alat Ukur Vibrasi Jarak Jauh, Tugas Akhir, Universitas Trisakti,

Jakarta, 1995.

Lab Dasar Teknik Elektro. 2007. Elektronic WorkBench 5.12. Laboratorium

Elektronika dan Instrumentasi : Departemen Fisika ITB.

Milvino, Albert Paul. 2002. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta Salemba Teknika.

Millman dan Halkias. 1997. Elektronika Terpadu Rangkaian dan Sistem Analog dan Digital jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Tim Penyusun. 2011. Modul Praktikum Elektronika. Purwokerto: Universitas Jenderal Soedirman.

Tooley, Michael. 2003. Rangkaian Elektronika. Jakarta: Erlangga.

Page 26: a1h012048 - Tri Irawan

LAMPIRAN

Page 27: a1h012048 - Tri Irawan

Frequency Vpp in Vpp out 1 Hz 2 x 2,4 x 2 = 9,6 2 x 2,4 x 2 = 9,6 1O Hz 2 x 2,4 x 2 = 9,6 2 x 2,5 x 2 = 10 50 Hz 2x 2,3 x 2 = 9,2 2 x 2,4 x 2 = 9,6 100 Hz 2x 2,1 x 2 = 8,4 2 x 2,4 x 2 = 9,6 1 kHz 2 x 0,4 x 2 = 1,6 2 x 2,4 x 2 = 9,6 10 kHz 2X 0,1 X 2 = 0,4 2 x 2,4 x 2 = 9,6 100 kHz 2 x 0 = 0 2 x 2,4 x 2 = 9,6

Frequency Vpp in Vpp out 1 Hz 2 x 2,4 x 2 = 9,6 2 x 2,4 x 2 = 9,6 1O Hz 2 x 2,4 x 2 = 9,6 2 x 2,5 x 2 = 10 50 Hz 2x 2,3 x 2 = 9,2 2 x 2,4 x 2 = 9,6 100 Hz 2x 2,1 x 2 = 8,4 2 x 2,4 x 2 = 9,6 1 kHz 2 x 0,4 x 2 = 1,6 2 x 2,4 x 2 = 9,6 10 kHz 2X 0,1 X 2 = 0,4 2 x 2,4 x 2 = 9,6 100 kHz 2 x 0 = 0 2 x 2,4 x 2 = 9,6

Page 28: a1h012048 - Tri Irawan

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

SIMULASI RANGKAIAN PENYEARAH DAN FILTER MENGGUNAKAN

EWB (ELECTRONIC WORKBENCH)

Oleh: Tri Irawan

NIM A1H012048

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO

2013

Page 29: a1h012048 - Tri Irawan

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Teknologi kini berkembang begitu pesat. Bermacam-macam alat telah

diciptakan. Sekarang hampir semua peralatan yang bekerja dengan tegangan

listrik sudah menggunakan rangkaian digital. Saat ini rangkaian elektronika digital

sudah bukan barang asing lagi. Rangkaian digital sudah ada di mana-mana dan

bersinergi dengan rangkaian elektronika analog untuk membentuk rangkaian-

rangkaian elektronika yang lebih cermat, cepat, dan tepat sasaran.

Dalam mengimplementasikan rangkaian digital, kita juga dapat

mengunakan Electronics Workbench (EWB). EWB ini diteliti untuk diaplikasikan

sebagai program simulasi bagi alat-alat elektronik yang dirancang. Dalam hal ini

diteliti mengenai seberapa akurat respons yang diperoleh dari simulasi EWB

dibandingkan dengan respons dari beberapa alat elektronik real dan juga seberapa

banyak jenis alat elektronik yang dapat disimulasikan atau seberapa banyak jenis

komponen atau rangkaian terintegrasi yang terdapat dalam EWB. Aplikasi EWB

ini diharapkan dapat menjembatani kesenjangan antara teori dan praktek seperti

disebut di atas. Biasanya pada suatu karya tulis ilmiah mengenai perancangan dan

penganalisaan suatu alat elektronik hanyalah didasarkan pada studi literatur dan

tidak melalui suatu pembuktian praktis. Pembuktian dengan komponen-komponen

dan rangkaian-rangkaian terintegrasi fisik selain membutuhkan biaya pengadaan

yang tinggi (untuk jenis dan jumlah besar).

B. Tujuan

1. Mengenal lingkungan kerja EWB 5.12

2. Mampu membuat dan menganalisa rangkaian menggunakan program EWB

5.12

Page 30: a1h012048 - Tri Irawan

II. TINJAUAN PUSTAKA

Electronic Workbench (EWB) merupakan salah satu program Electrical

Computer Aided Simulation yang digunakan untuk menghitung besarnya nilai-

nilai dalam rangkaian elektronika. Dengan menggunakan program ini, kita dapat

melakukan perancangan dan uji rangkaian elektronika analog dan digital

menggunakan futuristik yang ada antara lain source, basic, transistor, diode dan

lain-lain.

EWB adalah software elektronika yang digunakan untuk melakukan

simulasi terhadap cara kerja dari suatu rangkaian listrik. Perlunya simulasi

rangkaian listrik adalah untuk menguji apakah rangkaian listrik itu dapat berjalan

dengan baik dan sesuai dengan pendekatan teori yang digunakan pada buku-buku

elektronika, tanpa harus membuat rangkaian listrik itu secara nyata. Perlu diingat,

simulasi yang dilakukan dengan menggunakan EWB adalah simulasi yang

menghasilkan keluaran yang ideal. Maksudnya keluaran yang tidak terpengaruh

oleh faktor-faktor ketidak idealan seperti gangguan (dikenal dengan noise dalam

elektronika) seperti halnya gangguan yang sering terjadi pada rangkaian listrik

yang sebenarnya.

Penggunaan EWB haruslah didukung oleh pengetahuan dasar tentang

elektronika. Tanpa pengetahuan dasar elektronika yang memadai seperti cara

pemakaian alat ukur (osiloskop, multimeter dan lain sebagainya), tentu saja akan

lebih sukar untuk memahami cara kerja dari software ini. Software ini

menggunakan sistem GUI (Graphic User Interface) seperti halnya Windows

sehingga pemakai software yang sudah memahami pengetahuan dasar elektronika

akan mudah menguasai penggunaan software ini.

Software EWB yang beredar di Indonesia adalah kebanyakan software

bajakan (telah di-crack) oleh cracker, usahakan janga menggunakan software

bajakan untuk menyelesaikan proyek besar yang berhubungan dengan lisensi

penggunaan software.

Page 31: a1h012048 - Tri Irawan

III. METODOLOGI PRAKTIKUM

A. Alat dan Bahan

1. Program EWB 5.12

2 Laptop

B. Prosedur Praktikum

Penggunaan EWB secara singkat:

Umumnya, ada tiga hal yang perlu dikuasai oleh pemakai baru EWB yaitu

cara pemakaian alat ukur yang disediakan, pemakaian komponen elektronika

(mencakup komponen aktif, pasif dan sumber sinyal/sumber tegangan) dan

pembentukan rangkaian. Pemakai alat ukur setelah anda menjalankan EWB, anda

akan melihat tiga toolbar menu (barisan toolbar file edit; toolbar “gambar” new

open; dan toolbar komponen dan alat ukur). Pada barisan terakhir, klik toolbar

yang paling kanan. Lalu pilih alat ukur yang akan dipakai (osiloskop atau

multimeter), drag simbol osiloskop atau multimeter ke bawah (layar putih). Pada

simbol osiloskop. Tampilan windows kecil akan muncul dan anda dapat mengisi

nilai time/div, volt/div yang diinginkan ataupun mengubah hal-hal yang lain.

Penggunaan multimeter juga hampir sama dengan osiloskop. Drag simbol

multimeter, klik dua kali untuk mengubah modus pengukuran (pengukuran arus,

tegangan ataupun hambatan).

Pemakaian komponen elektronika:

Pada barisan terakhir, mulai dari toolbar “gambar” yang kedua sampai

toolbar “gambar” yang ketigabelas adalah toolbar yang berisi simbol komponen.

Pada praktikum elektronika dasasr ini, anda hanya cukup memakai toolbar yang

kedua sampai toolbar kelima. Mulai dari toolbar kedua sampai kelima, ada simbol

Page 32: a1h012048 - Tri Irawan

komponen seperti simbol resistor, kapasitor, dioda, op-amp, baterai, ground, dll.

Cara memakai komponen ini hampir sama dengan pemakaian alat ukur. Untuk

mengubah besar nilai komponen dilakukan dengan klik dua kali komponen, lalu

isi nilai komponen yang diinginkan pada tempat yang disediakan. (Simbol sinyal

generator ada pada toolbar yang paling kanan/toolbar alat ukur).

Pembentukan rangkaian:

Setelah mengambil beberapa komponen yang diinginkan untuk

membentuk suatu rangkaian listrik, anda perlu menyambung kaki-kaki dari satu

simbol ke simbol lainnya. Penyambungan kaki dapat dilakukan dengan: arahkan

mouse pointer ke ujung kaki simbol, usahakan ujung kaki simbol berwarna terang;

lalu klik dan tahan mouse, tujukan ke ujung kaki simbol yang ingin disambung

sampai ujung kaki simbol tersebut berwarna terang dan lepas mouse. Kedua

komponen akan tersambung dengan suatu simbol kawat penghantar. Untuk lebih

jelasnya dapat ditanyakan pada asisten.

Simulasi:

Setelah tiga hal tersebut dikuasai, rangkaian listrik sudah dapat dibentuk.

Setelah rangkaian listrik plus alat ukur dipasang pada bagian yang akan diukur

(biasanya input dan output), anda dapat memulai simulasi dengan menekan

simbol saklar yang terletak di pinggi kanan atas (klik tanda I untuk on simulasi

dan klik tanda O untuk off simulasi; tanda pause bisa juga digunakan terutama

untuk mencatat nilai). Usahakan windows kecil alat ukur tetap terbuka, supaya

grafik hasil pengukuran dapat dibaca.

Page 33: a1h012048 - Tri Irawan

Pelaksanaan Simulasi:

1. Rangkaian DC

a. Dibuat rangkaian seperti di bawah ini.

b. Setting: (dengan cara double klik pada komponen yang akan diset)

AC voltage source:

Voltmeter 1: sebagai voltmeter AC:

Voltmeter 2: sebagai voltmeter DC:

Page 34: a1h012048 - Tri Irawan

Osiloskop:

c. Jalankan Simulasi:

Jalankan simulasi dan perhatikan bentuk sinyal input (sebelum

masuk penyearah) dan sinyal output (beban R 1K/steleah penyearah)

yang ditampilkan osiloskop.

Baca nilai:

- VAC (voltmeter 1)

- VAC (voltmeter 2)

- Vripple

Cara membuat Vripple:

Perhatikan sinyal keluaran (grafik merah/channel B) misal:

Channel B: Sinyal/grafik warna merah

Page 35: a1h012048 - Tri Irawan

d. Analisa perubahan nilai kapasitor:

Ubah nilai kapasitor pada nilai yang berbeda seperti tabel di bawah.

Jalankan simulasi dan perhatikan bentuk sinyal keluarannya.

Catat nilai:

- VAC (voltmeter 1)

- VAC (voltmeter 2)

- Vripple

Kapasitor VAC VDC Vripple

1 µF 1.056 848.4 1 V/DIV × 2.8 = 2.8

10 µF 668.4 1.815 1 V/DIV × 1.8 = 1.8

50 µF 228.7 2.623 1 V/DIV × 0.8 = 0.8

100 µF 114.6 2.650 1 V/DIV × 0.4 = 0.4

200 µF 57.06 2.738 1 V/DIV × 0.2 = 0.2

500 µF 23.88 2.760 1 V/DIV × 0.1 = 0.1

1000 µF 12.00 2.76 1 V/DIV × 0.05 = 0.05

2000 µF 6.008 2.761 1 V/DIV × 0.025 =

0.025

e. Buat grafik hubungan antara:

- Perubahan nilai kapasitor (sumbu X) terhadap VAC (sumbu Y).

- Perubahan nilai kapasitor (sumbu X) terhadap VDC (sumbu Y).

- Perubahan nilai kapasitor (sumbu X) terhadap Vripple (sumbu Y).

Kemudian dianalisa

Page 36: a1h012048 - Tri Irawan

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

1. Rangkaian DC:

• Kapasitor 1 µF

• Kapasitor 10 µF

Page 37: a1h012048 - Tri Irawan

• Kapasitor 50 µF

• Kapasitor 100 µF

• Kapasitor 200 µF

Page 38: a1h012048 - Tri Irawan

• Kapasitor 500 µF

• Kapasitor 1000 µF

• Kapasitor 2000 µF

Page 39: a1h012048 - Tri Irawan

2. Perubahan nilai kapasitor

Kapasitor VAC VDC Vripple

1 µF 1056 848.4 1 V/DIV × 2.8 = 2.8

10 µF 668.4 1.815 1 V/DIV × 1.8 = 1.8

50 µF 228.7 2.623 1 V/DIV × 0.8 = 0.8

100 µF 114.6 2.650 1 V/DIV × 0.4 = 0.4

200 µF 57.06 2.738 1 V/DIV × 0.2 = 0.2

500 µF 23.88 2.760 1 V/DIV × 0.1 = 0.1

1000 µF 12.00 2.76 1 V/DIV × 0.05 = 0.05

2000 µF 6.008 2.761 1 V/DIV × 0.025 = 0.025

3. Grafik hubungan antara:

• Perubahan nilai kapasitor (sumbu X) terhadap VAC (sumbu Y)

• Perubahan nilai kapasitor (sumbu X) terhadap VDC (sumbu Y)

0

500

1000

1500

1 10 50 100 200 500 1000 2000

C dan VAC

0

1

2

3

1 10 50 100 200 500 1000 2000

C dan VDC

Page 40: a1h012048 - Tri Irawan

• Perubahan nilai kapasitor (sumbu X) terhadap Vripple (sumbu Y)

B. Pembahasan

1. Rangkaian penyearah dan filter

Penyearah (Rectifier) adalah alat yang digunakan untuk mengubah sumber

arus bolak-balik (AC) menjadi sinyal sumber arus searah (DC). Gelombang AC

yang berbentuk gelombang sinus hanya dapat dilihat dengan alat ukur CRO.

Rangkaian rectifier banyak menggunakan transformator step down yang

digunakan untuk menurunkan tegangan sesuai dengan perbandingan transformasi

transformator yang digunakan. Penyearah dibedakan menjadi 2 jenis, penyearah

setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh, sedangkan untuk

penyearah gelombang penuh dibedakan menjadi penyearah gelombang penuh

dengan center tap (CT), dan penyearah gelombang penuh dengan menggunakan

dioda bridge.

Filter dalam rangkaian penyearah digunakan untuk memperkecil tegangan

ripple, sehingga dapat diperoleh tegangan keluaran yang lebih rata, baik untuk

penyearah gelombang setengah maupun gelombang penuh. Filter diperlukan

karena rangkaian – rangkaian elektronik memerlukan sumber tegangan DC yang

tetap, baik untuk keperluan sumber daya dan pembiasan yang sesuai operasi

rangkaian. Rangkaian filter dapat dibentuk dari kapasitor (C), induktor (L) atau

keduanya.

0

1

2

3

1 10 50 100 200 500 1000 2000

C dan VRIPPLE

Page 41: a1h012048 - Tri Irawan

1). Filter Kapasitor

Selama seperempat perioda positif yang pertama dari tegangan sekunder, Dioda

D1 menghantar. Karena dioda menghubungkan sumber VS1 secara langsung

dengan kapasitor, maka kapasitor akan dimuati sampai tegangan maksimum VM.

Setelah mencapai harga maksimum, dioda berhenti menghantar (mati), hal ini

terjadi karena kapasitor mempunyai tegangan sebesar VM, yang artinya sama

dengan tegangan sumber dan bagi dioda artinya tidak ada beda potensial.

Akibatnya dioda seperti saklar terbuka, atau dioda dibias mundur (reverse).

Dengan tidak menghantarnya dioda, kapasitor mulai mengosongkan diri melalui

resistansi beban RL, sampai tegangan sumber mencapai harga yang lebih besar

Page 42: a1h012048 - Tri Irawan

dari tegangan kapasitor. Pada saat dimana tegangan sumber lebih besar dari

tegangan kapasitor, dioda

kembali menghantar dan mengisi kapasitor. Untuk arus beban yang rendah

tegangan keluaran akan hampir tetap sama dengan VM. Tetapi bila arus beban

tinggi pengosongan akan lebih cepat yang mengakibatkan ripple yang lebih besar

dan tegangan keluaran DC yang lebih kecil.

Tegangan Ripple

Seperti terlihat pada gambar 4 kapasitor mengisi (charges) dengan cepat

pada awal siklus sinyal dan membuang (discharges) dengan lambat setelah

melewati puncak positif (ketika dioda dibias mundur). Variasi pada tegangan

keluaran untuk dua kondisi, mengisi dan membuang, disebut dengan tegangan

ripple (ripple voltage). Semakin kecil ripple, semakin baik penfilteran seperti

terlihat pada gambar 4 Gambar 5 memperlihatkan penyearah gelombang penuh

lebih mudah melakukan penfilteran. Ketika di filter, penyearah gelombang penuh

mempunyai tegangan ripple lebih kecil disbanding gelombang setengah untuk

resistansi beban dan nilai kapasitor yang sama. Hal ini disebabkan kapasitor

membuang lebih cepat dan interval waktu yang lebih pendek.

Page 43: a1h012048 - Tri Irawan

Tegangan Rata – Rata (VDC)

Ketika filter kapasitor membuang (discharges), tegangannya adalah :

waktu pembuangan kapasitor adalah dari satu puncak mendekati puncak

berikutnya, dimana 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡 ≅ 𝑇𝑇 ketika tegangan kapasitor mencapai nilai

minimumnya.

dengan frekuensi jala – jala adalah 50 Hz, maka frekuensi ripple penyearah

gelombang penuh adalah 100 Hz, sehingga ;

Page 44: a1h012048 - Tri Irawan

untuk memperoleh tegangan DC, tegangan maksimum dikurangi tegangan ripple

peak to peak dibagi dua.

2). Filter RC

Rangkaian RC filter terdiri dari dua kapasitor C1 dan C2 dan sebuah

resistor. Prinsip kerja filter ini adalah membuat gelombang yang dihasilkan dari

rectifier mendekati gelombang DC murni.

Pada saat rectifier mengeluarkan gelombang tegangan pada nilai puncak,

maka kapasitor C1 akan terisi dengan muatan (charge). Ketika gelombang

tegangan menurun, nilainya menuju titik nol, C1 akan mengeluarkan muatan

(discharge).

Page 45: a1h012048 - Tri Irawan

Kondisi C1 yang selalu terisi muatan dan mengeluarkannya membuat ripple

gelombang semakin kecil, selanjutnya gelombang diperhalus oleh C2 hingga

gelombang tegangan keluaran menyerupai gelombang tegangan DC.

3). Filter Choke (Induktor)

Sumber AC menghasilkan sebuah arus dalam induktor, kapasitor, dan

resistor. Arus AC pada tiap-tiap komponen bergantung pada reaktansi induktif ,

reaktansi kapasitif , dan resistansi.

Induktor memiliki sebuah reaktansi yang diberikan oleh :

Kapasitor memliki sebuah reaktansi yang diberikan oleh:

Persyaratan pertama desain filter induktor

adalah untuk memperoleh nilai Xc lebih

kecil dari R L. Persyaratan kedua desain

filter induktor adalah untuk memperolah

X L lebih besar dari X C. Ketika X L

lebih besar dari X C , hampir semua

tegangan AC melalui induktor ,

persamaan tegangan keluaran AC :

Page 46: a1h012048 - Tri Irawan

2. Komponen yang digunakan pada rangkaian penyearah

a. Sumber tegangan AC

Arus bolak-balik (AC/alternating current) adalah arus listrik dimana

besarnya dan arahnya arus berubah-ubah secara bolak-balik.Berbeda

dengan arus searah dimana arah arus yang mengalir tidak berubah-ubah

dengan waktu.Bentuk gelombang dari listrik arus bolak-balik biasanya

berbentuk gelombang sinusoida, karena ini yang memungkinkan

pengaliran energi yang paling efisien. Namun dalam aplikasi-aplikasi

spesifik yang lain, bentuk gelombang lain pun dapat digunakan,

misalnya bentuk gelombang segitiga (triangular wave) atau bentuk

gelombang segi empat (square wave).

b. Transformator

Transformator adalah alat untuk menggabungkan daya atau sinyal AC

dari suatu rangkaian kerangkaian lainnya.Tegangan dapat dinaikkan atau

diturunkan dengan adanya komponen ini.Hal itu tergantung jumlah

kumparan primer dan kumparan sekundernya.

c. Dioda

Diode merupakan komponen semikonduktor yang terdiri dari pn

junction dan disusun sedemikian rupa sehingga mampu mengalirkan

arus satu arah saja.

d. Voltmeter

Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan pada

suatu rangkaian.Alat ini dipasang secara parallel.

e. Resistor

Resistansi dianggap sebagai sesuatu yang melawan aliran arus. Semakin

tinggi resistansi semakin kecil arus yang akan mengalir dengan asumsi

g.g.l tetap. Resistor merupakan salah satu komponen pasif yang dibuat

berdasarkan konsep resistansi. Resistor merupakan sarana untuk

mengontrol arus dan tegangan yang bekerja dalam rangkaian elektronik.

Page 47: a1h012048 - Tri Irawan

f. Multimeter

Multimeter adalah gabungan dari voltmeter, amperemeter, dan

ohmmeter dalam satu instrument.Selain fungsi pengukur tegangan, arus

dan resistansi yang biasa, beberapa multimeter juga dilengkapi fasilitas

pengujian transistor dan pengukuran kapasitansi.Berdasarkan

tampilannya terdapat dua jenis multmeter, yaitu analog dan digital.

g. Osiloscope

Osiloscope adalah piranti yang sangat serbaguna yang dapat digunakan

dalam beragam pengukuran, dimana aplikasi terpentingnya ialah

tampilam berupa bentuk gelombang tegangan terhadap waktu.

h. Kapasitor

Kapasitor adalah perangkat yang digunakan untuk menyimpan muatan

listrik.Satuan kapasitansi adalah farad (F).sebuah kapasitor dikatakan

memiliki kapasitansi 1F jika arus 1A mengalir didalamnya ketika

tegangan yang berubah-ubah dengan kevepatan 1V/s diberikan kepada

kapasitor tersebut.

3. Grafik hubungan antara nilai kapasitor VAc, VDC dan Vripple

• Perubahan nilai kapasitor (sumbu X) terhadap VAC (sumbu Y)

• Perubahan nilai kapasitor (sumbu X) terhadap VDC (sumbu Y)

0

500

1000

1500

1 10 50 100 200 500 1000 2000

C dan VAC

Page 48: a1h012048 - Tri Irawan

• Perubahan nilai kapasitor (sumbu X) terhadap Vripple (sumbu Y)

4. Hasil praktikum Kapasitor VAC VDC Vripple

1 µF 1.056 848.4 1 V/DIV × 2.8 = 2.8

10 µF 668.4 1.815 1 V/DIV × 1.8 = 1.8

50 µF 228.7 2.623 1 V/DIV × 0.8 = 0.8

100 µF 114.6 2.650 1 V/DIV × 0.4 = 0.4

200 µF 57.06 2.738 1 V/DIV × 0.2 = 0.2

500 µF 23.88 2.760 1 V/DIV × 0.1 = 0.1

1000 µF 12.00 2.76 1 V/DIV × 0.05 = 0.05

2000 µF 6.008 2.761 1 V/DIV × 0.025 = 0.025

Dari hasil rangkaian yang dibuat melalui simulasi penukuran dengan

menggunakan osiloscope, kurva input (sinyal AC, hitam) dan output (Sinyal DC,

merah) dapat dibedakan dengan adanya pergerakan. Pada sinyal AC, kurva hitam

0

1

2

3

1 10 50 100 200 500 1000 2000

C dan VDC

0

1

2

3

1 10 50 100 200 500 1000 2000

C dan VRIPPLE

Page 49: a1h012048 - Tri Irawan

bergerak pada bidang positif dan negative. Sedangkan pada sinyal DC, kurva

merah hanya berada pada sisi positif saja. Dari voltmeter juga menunjukkan

bahwa besar nilai tegangan AC dan DC berbeda.

Page 50: a1h012048 - Tri Irawan

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Rangkaian penyearah adalah rangkaian yang berfungsi untuk menjadikan

gelombang yang mempunyai lebih dari satu arah menjadi gelombang satu arah.

Sedangkan filter (tapis) dalam penyearah gelombang (Rectifier) berfungsi untuk

mendapatkan tegangan output searah yang rata dari rangkaian rectifier. Tujuan

dari penyearahan adalah memperoleh arus searah.

Pada rangkaian catu daya terdapat beberapa komponen diantaranya

sumber tegangan AC, transformator, dioda, resistor, voltmeter, multimeter,

kapasitor, oscilloskop, dan ground.

Dari hasil simulasi pembacaan dengan menggunakan osiloscope, kurva

input (sinyal AC, hitam) dan output (Sinyal DC, merah) dapat dibedakan dengan

mudah. Pada sinyal AC, kurva hitam bergerak pada bidan positif dan negative.

Sedangkan pada sinyal DC, kurva merah hanya berada pada sisi positif saja. Dari

voltmeter juga menunjukkan bahwa besar nilai tegangan AC dan DC berbeda.

B. Saran

Praktikum bisa dikembangkan lagi dengan baik di dalam ruangan yang

memiliki alat yang cukup serta mendukung, lalu pada saat praktikum sebaiknya

dilakukan pemberitahuan bahwa praktikum ini sangatlah berbahaya karena

berkontraksi langsung dengan listrik. Tetap semangat menghadapi praktikan, serta

sabar saat situasi sedang tidak kondusif.

Page 51: a1h012048 - Tri Irawan

DAFTAR PUSTAKA

Boylestad, Robert dan Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory,

Edisi ke-6,Prentice Hall International Inc., Englewood Cliffs, New Jersey,

1996.

Cyril W.Lander, 1981, “ Power Electronic “,McGraw-Hill, Inc.

Daniel W Hart, 1997, “ Introduction to Power Electronics “,Prentice Hall inc

Dwi Hananto. Kholiq Hernawan, 1991, ” Kursus Singkat Elektronika Daya “

PEDC Bandung

Hugeng, Alat Ukur Vibrasi Jarak Jauh, Tugas Akhir, Universitas Trisakti,

Jakarta, 1995.

Interactive Image Technologies Ltd., Electronics Workbench: Technical

Reference, Toronto,Ontario, 1996.

Milvino, Albert Paul. 2002. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta Salemba

Teknika.

Millman dan Halkias. 1997. Elektronika Terpadu Rangkaian dan Sistem Analog

dan Digital jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Lab Dasar Teknik Elektro. 2007. Elektronic WorkBench 5.12. Laboratorium

Elektronika dan Instrumentasi : Departemen Fisika ITB.

Page 52: a1h012048 - Tri Irawan

LAMPIRAN

Page 53: a1h012048 - Tri Irawan
Page 54: a1h012048 - Tri Irawan

Kapasitor VAC VDC Vripple

1 µF 1.056 848.4 1 V/DIV × 2.8 = 2.8

10 µF 668.4 1.815 1 V/DIV × 1.8 = 1.8

50 µF 228.7 2.623 1 V/DIV × 0.8 = 0.8

100 µF 114.6 2.650 1 V/DIV × 0.4 = 0.4

200 µF 57.06 2.738 1 V/DIV × 0.2 = 0.2

500 µF 23.88 2.760 1 V/DIV × 0.1 = 0.1

1000 µF 12.00 2.76 1 V/DIV × 0.05 = 0.05

2000 µF 6.008 2.761 1 V/DIV × 0.025 = 0.025

Page 55: a1h012048 - Tri Irawan

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

ALAT UKUR, PENGUKURAN DAN KOMPONEN PASIF

Oleh: Tri Irawan

NIM A1H012048

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO

2013

Page 56: a1h012048 - Tri Irawan

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kemajuan teknologi digital meningkatkan kemampuan alat ukur.

Kemajuan ini menyebabkan penelitian-penelitian dapat dilakukan dengan lebih

baik dan cepat. Alat ukur dapat tersusun atas bagian digital dan analo. Ada 3

bagian utama dalam suatu alat ukur. Yaitu sensor, pengolah data dan penampil

data. Alat ukur dengan penampil digital memberikan banyak kemudahan seperti

pembacaan yang lebih teliti dan mudah dibaca karena tidak ada paraleks.

Pengolahan data juga lebih mudah dilakukan secara digital walaupun ada

beberapa bagian yang memang tidak bisa mengabaikan kemampuan suatu

rangkaian analog. Alat ukur tidak bisa disebut baik jika tidak dikalibrasi dengan

referensi yang baik. Kalibrasi yang baik dilakukan dengan menentukan referensi

yang tepat. Suatu referensi harus diuji dengan membandingkan besaran-besaran

yang diukur dengan rumus yang telah baku, disamping membandingkannya

dengan beberapa referensi yang lain. Kalibrasi sangat mempengaruhi suatu

pengukuran.. dalam pengukuran, mengartikan secara nyata suatu jumlah yang

diukur adalah tidak mungkin. Masalah yang kompleks akan ditemui jika

mempermasalahkan obyek yang sebenarnyA. Istilah “nilai sebenarnya” diartikan

sebagai nilai yang didapatkan jika jumlah yang terukur sesuai dengan referensi

yang disetujui bersama dan cukup akurat untuk tujuan di mana data akan

digunakan. Alat ukur digital biasanya menggunakan pengubah analog ke digital

(ADC, Analog to Digital Converter).

B. Tujuan

1. Mengetahui jenis alat ukur yang digunakan dalam pengukuran besaran listrik

2. Mengetahui cara pengukuran besaran listrik (tahanan, tegangan dan arus)

3. Mengetahui beberapa komponen pasif dan cara pengukuran komponen pasif

Page 57: a1h012048 - Tri Irawan

II. TINJAUAN PUSTAKA

Untuk dapat memahami Elektronika, terlebih dahulu harus memahami

alat-alat ukur yang digunakan, berfungsi untuk menganalisa besaran-besaran

elektronika. Adapun alat ukur yang digunakan pada praktikum ini adalah

Multimeter Digital, resistor, potensiometer, bread board, catu daya, dan kabel

jumper. Disini akan diberikan penjelasan mengenai alat-alat diatas.

Multimeter digital hampir sama fungsinya dengan multimeter analog tetapi

multimeter digital menggunakan tampilan angka digital. Multimeter digital

mempunyai bacaan ujiannya lebih tepat jika dibanding dengan multimeter analog,

sehingga multimeter digital dikhususkan untuk mengukur suatu besaran nilai

tertentu dari sebuah komponen secara mendetail sesuai dengan besaran yang

diinginkan. Multimeter digital mempunyai keuntungan pada ketelitian

pengukuran, biasanya sampai 3-6 angka di belakang koma.

Resistor merupakan komponen elektronika yang bersifat menahan arus

listrik. Resistor dibagi menjadi dua kategori, yaitu: fixed resistor (tetap) dan

variable resistor (berubah-ubah). Resistor yang terbuat dari dari karbon terdiri dari

kode warna yang menunjukan besarnya nilai dari hambatan itu sendiri.

Tabel Warna dan nilai resistor

Page 58: a1h012048 - Tri Irawan

Sedangkan potensiometer, alat ini merupakan bagian dari resistor. Namun

dapat dilihat berbeda dari bentuk fisiknya, resistor biasa memiliki gelang warna

untuk menentukan nilai tahanannya sedangkan potensiometer tegangan ditentukan

oleh putaran atau pergeseran.

Breadboard adalah suatu perangkat yang seringkali digunakan untuk

melakukan implementasi suatu rancangan rangkaian elektronik dengan cara tidak

disolder (solderless). Implementasi rancangan yang demikian bertujuan untuk

menguji‐coba rancangan tersebut yang biasanya melibatkan bongkar pasang

komponen.

Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem

elektronika. Ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber

AC yaitu sumber tegangan bolak - balik, sedangkan sumber tegangan DC

merupakan sumber tegangan searah. Keduanya dapat ditentukan dengan

oscilloscope.

Adapun Kabel jumper yang didesain khusus untuk breadboard, dengan

cara ditancapkan di breadboad dan menggunakan kabel serabut yang lentur.

Page 59: a1h012048 - Tri Irawan

III. METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

1. Multimeter analog

2. Multimeter digital

3. Kapasitanmeter

4. Resistor

5. Potensiometer

6. Breadboard

7. Catudaya

8. Kabel jumper

B. Prosedur Kerja

1. Pembacaan kode dan pengukuran Tahanan (resistor)

a. Fixed Resistor

1) Perhatikan peragaan dan keterangan yang diberikan oleh asisten.

2) Ambil 10 buah resistor, dilakukan pembacaan nilai tahanan yang

tertera pada bodi resistor tersebut.

3) Diukur besarnya tahanan tersebut menggunakan Ohmmeter.

4) Dengan resistor yang tersedia, rangkaian pada breadboard rangkaian

berikut, dan ukur tahanan pada titik AB, BC dan AC.

5) Bandingkan hasil pengukuran pada titik BC dan AC dengan hasil

perhitungan.

b. Variabel Resistor (potensio)

1) Diperhatikan peragaan dan keterangan yang diberikan oleh asisten.

Page 60: a1h012048 - Tri Irawan

2) Ambil sebuah potensio, catat kode yang tertera pada bodi resistor

tersebut dan lakukan pengukuran nilai tahanan pada posisi ¼ , ½ , ¾

dan 1 putaran.

3) Hasil pengukuran dicatat dan dibuat grafik dari hasil pengukuran.

c. Photoresistor (LDR)

1) Diperhatikan peragaan dan keterangan yang diberikan oleh asisten

2) Sebuah LDR diambil dan diukur besarnya tahanan saat LDR tersebut

terkena cahaya dan saat tidak terkena cahaya.

2. Pengukuran tegangan DC dan AC

a. Pengukuran Tegangan DC (searah)

1) Diperhatikan peragaan dan keterangan yang diberikan oleh asisten.

2) Ambil sebuah catudaya, kemudian atur potensio yang terdapat pada

catudaya tersebut dan ukur tengangan yang dihasilkan.

b. Pengukuran Tegangan DC pada rangkaian

1) Buat sebuah rangkaian pada breadboard, dan ukur tegangan pada

titik AB, BC, dan AC.

2) Dicatat besarnya resistor yang dipasang, dan dibandingkan hasil

pengukuran dengan hasil perhitungan.

3) Rangkai rangkaian pada breadboard, dan ukur tegangan dalam LDR

dan LED pada saat LDR dikenai cahaya dan saat LDR tidak dikenai

cahaya.

4) Jelaskan yang terjadi dengan LED pada 2 perlakuan yang berbeda

tadi.

c. Pengukuran Tegangan AC (Bolak-balik

1) Diperhatikan peragaan dan keterangan yang diberikan oleh asisten.

2) Ambil sebuah trafo step down dan ukur tegangan pada bagian lilitan

sekundernya.

3) Buat kesimpulan.

Page 61: a1h012048 - Tri Irawan

d. Pengukuran Arus

1) Diperhatikan peragaan dan keterangan yang diberikan asisten

2) Dilakukan pengukuran arus pada rangkaian yang dibuat

3) Catat besarnya resistor yang digunakan, bandingkan hasil

pengukuran tegangan dengan pengukuran arus.

Page 62: a1h012048 - Tri Irawan

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

1. Pembacaan Kode dan Pengukuran Tahanan:

No Kode Warna Pembacaan Pengukuran

1 Jingga hitam jingga emas 30 × 103 ± emas

(28500 − 31500)

29.9 kΩ

2 Merah ungu jingga emas 27 × 103 ± emas (25650 − 28350)

26.4 kΩ

3 Kuning ungu merah emas 47 × 102 ± emas (4465-4935)

4.6 kΩ

4 Coklat hitam merah emas 10 × 102 ± emas (950 − 1050)

982 Ω

5 Merah hitam merah emas 20 × 102 ± emas (1900 − 2100)

1.97 kΩ

6 Kuning ungu coklat emas 47 × 101 ± emas (446.5 − 493.5)

463 Ω

7 Merah hitam kuning emas 20 × 104 ± emas (190000 − 210000)

204 kΩ

8 Coklat hitam jingga emas 10 × 103 ± emas (9500 − 10500)

9.73 kΩ

9 Coklat hitam kuning emas 10 × 104 ± emas (95000 − 105000)

97.5 kΩ

10 Jingga hitam coklat emas 30 × 101 ± emas (285 −315)

297 Ω

Page 63: a1h012048 - Tri Irawan

Berdasarkan hasil pengukuran pada multimeter :

R1 = 1,97 kΩ RAB = 1.97 kΩ

R2 = 464 Ω RBC = 441 Ω

R2 = 9.76 kΩ RAC = 2.41 kΩ

Berdasarkan perhitungan :

RAB = 1,97 kΩ

1

𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 = 1

𝑅𝑅2+ 1

𝑅𝑅3= 1

0.464+ 1

9.76= 10.224

4.5286

RBC = 0.44 kΩ

RAC = RAB + RBC

= 1.97 + 0.44

= 2.41 kΩ

2. Variabel Resistor

Posisi Potensio Tahanan Terukur

1.2 2.3

0 Putaran 0 kΩ 109.6 kΩ

15

Putaran 13.5 kΩ 98.5 kΩ

25

Putaran 33.6 kΩ 78.4 kΩ

35

Putaran 46.6 kΩ 65.2 kΩ

45

Putaran 83.1 kΩ 28.7 kΩ

Page 64: a1h012048 - Tri Irawan

55

Putaran 109.7 kΩ 0 Ω

3. Photoresistor (LDR) berdasarkan hasil pengukuran pada multimeter :

R saat terkena cahaya = 0.64 kΩ

R saat tidak terkena cahaya = 10 kΩ

4. Pengukuran Tegangan DC dan AC

Posisi Potensio Tegangan Akhir

0 Putaran 2.8 V

15

Putaran 5.2 V

25

Putaran 7.1 V

35

Putaran 9.1 V

45

Putaran 11.2 V

55

Putaran 15.4 V

VAB = 2.2 V

VBC = 6.8 V

Page 65: a1h012048 - Tri Irawan

VAC = 2.1 V

5. Pengukuran Tegangan LDR dan LED

Tegangan LED Tegangan LDR

Saat dikenai cahaya 1.8 V 3.2 V

Saat tidak dikenai cahaya 1.8 V 3.3 V

6. Pengukuran Tegangan AC

Lilitan Sekunder Tegangan Terukur

CT - 6 V 6.6 V

CT - 7.5 V 8 V

Page 66: a1h012048 - Tri Irawan

CT – 12 V 13 V

CT – 7.5 V 1.6 V ( searah ) / 14.5 V ( silang )

12 V- 12 V 26.2 V

7. Pengukuran Arus

a. Berdasarkan hasil pengukuran pada multimeter :

R1 = 14.7 kΩ

R2 = 97.7 kΩ

R3 = 4.6 kΩ

VDC = 8.6 V

IDC = 0.69 A

b. Berdasarkan perhitungan :

1𝑅𝑅𝑅𝑅

=1𝑅𝑅2

+1𝑅𝑅3

= 1

97.9+

14.6

=5125

22517

Rp =1225175125

= 4.39 kΩ

Rtotal = R1 + Rp

= 14.7 + 4.39

= 19.09 kΩ

IDC = 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑅𝑅𝑅𝑅𝑇𝑇𝑅𝑅𝑇𝑇

= 8.6

19.09×103

= 4.5 × 10-4 A

Page 67: a1h012048 - Tri Irawan

B. Pembahasan

1. Multimeter, perbedaan analog dan digital Multimeter atau biasa disebut dengan AVO meter merupakan alat ukur listrik

yang dapat digunakan untuk mengukur berbagai macam satuan listrik yang diantaranya

tegangan (volt), arus (ampere) dan hambatan (ohm). Pada dasarnya multimeter

merupakan gabungan alat ukur dari volt meter, ohm meter dan ampere meter. Gabungan

alat ukur tersebut dijadikan satu dengan rapi dan diberi nama dengan multimeter.

Multimeter lebih dipilih daripada alat ukur yang lain karena multimeter ini mudah

digunakan dan dapat digunakan untuk mengukur banyak satuan listrik meskipun

hanya dengan satu alat yakni multimeter saja. Selain dari ketingga fungsi diatas

Multimeter dapat digunakan untuk mengidentifikasi baterai, komponen, switch,

sumber listrik, dan motor dan digunakan untuk mendeteksi malfungsi listrik.

Fungsi multimeter yang lain diantaranya :

1) Mendeteksi hubung-singkat / koneksi

2) Mendeteksi transistor

3) Mendeksi kapasitor elektrolit

4) Mendeteksi dioda, led dan dioda zener

5) Mendeteksi induktor

6) Mengukur HFE transistor (type tertentu)

7) Mengukur suhu (type tertentu)

Dalam perkembangannya multimeter selalu mengalami perubahan.

Perubahan tersebut bertujuan agar multimeter menjadi alat ukur yang lebih cermat

dan mudah digunakan. Jika dahulu orang hanya mengenal multimeter analog

namun seiring dengan perkembangan yang begitu pesat multimeter menunjukkan

multimeter versi yang terbaru yakni multimeter digital. Multimeter digital

merupakan multimeter yang pembacaan hasil ukurnya berupa digit angka.

Sedangkan multimeter analog merupakan multimeter yang hasil pembacaan hasil

ukurnya berupa penunjuk jarum. Multimeter digital tentunya lebih baik dari

multimeter analog karena multimeter digital ini memiliki akurasi pengukuran

yang tinggi dan kemudahan dalam penggunaan serta pembacaan data hasil ukur

Page 68: a1h012048 - Tri Irawan

dan tahan lama dibandingkan dengan multimeter analog yang tingkat akurasinya

rendah dan mudah rusak. Namun multimeter digital pun memiliki kekurangan

yaitu pada AC, tidak memberikan tegangan rms dan sumber arus yang asal

magnet, atau salah satu yang dioperasikan oleh controller di AC dengan metode

penyerapan. Namun pada dasarnya fungsi multimeter hanyalah alat ukur listrik

yang digunakan untuk mengukur berbagai macam satuan listrik yang meliputi

hambatan (ohm), tegagan (volt), dan arus (ampere).

2. Resistor, potensiometer dan LDR

Resistor adalah salah satu komponen elektronik pasif yang berfungsi untuk

penahan arus listrik yang mengalir dalam satu rangakaian dan berupa termina dua

komponen elektronik yang menghasilkan teganag pada terminal yang sebanding

dengan arus listrik yang melewatinya sesuai dengan hokum Ohm (V = I.R).

sebuah resistor tidak memiliki kutub positif ataupun negative tapi memiliki

karakteristik utama yaitu resistansi, toleransi, tegangan kerja maksimum dan

power rating. Karakteristik lainnya meliputi koefisien temperature, kebisingan,

dan induktasi. Ohm yang dilambangkan dengan simbol Ω (omega) merupakan

satuan resistansi dari sebuah resistor yang bersifat resistif .

Fungsi resistor adalah sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus

yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan adanya resistor menyebabkan arus

listrik dapat disalurkan sesuai dengan kebutuhan. Adapun fungsi resistor secara

lengkap adalah sebagai berikut :

a. Berfungsi sebagai penahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan

kebutuhan suatu rangakaian

b. Berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan

oleh rangkaian elektronika

c. Berfungsi sebagai pembagi tegangan

d. Berfungsi sebagai pembangkit frekuensi tinggi dan frekuensi rendah

dengan bantuan transistor dan kondensor (kapasitor)

Resistor berdasarkan nilainya dapat dibagi dalam 3 jenis yaitu :

1. Fixed Resistor :Resistor yang nilai hambatannya tetap.

Page 69: a1h012048 - Tri Irawan

2. Variable Resistor :Resistor yang nilai hambatannya dapat dirubah

3. Resistor Non Linier :Resistor yang nilai hambatannya tidak linier karena

pengaruh faktor lingkungan misalnya suhu dan cahaya.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan terhadap resistor :

1. Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut.

2. Semakin besar nilai daya resistor makin tinggi suhu yang bisa diterima

resistor tersebut.

3. Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai daya-nya

dibandingkan resistor dari bahan carbon.

Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang

membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua terminal yang

digunakan (salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer berperan

sebagai resistor variabel atau Rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk

mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat.

Potensiometer yang dioperasikan oleh suatu mekanisme dapat digunakan sebagai

transduser, misalnya sebagai sensor joystick.

1. Elemen resistif

2. Badan

3. Penyapu (wiper)

4. Sumbu

5. Sambungan tetap #1

6. Sambungan penyapu

7. Cincin

8. Baut

9. Sambungan tetap #2

Potensiometer jarang digunakan untuk mengendalikan daya tinggi (lebih

dari 1 Watt) secara langsung. Potensiometer digunakan untuk menyetel taraf

isyarat analog (misalnya pengendali suara pada peranti audio), dan sebagai

pengendali masukan untuk sirkuit elektronik. Sebagai contoh, sebuah peredup

lampu menggunakan potensiometer untuk menendalikan pensakelaran

sebuah TRIAC, jadi secara tidak langsung mengendalikan kecerahan lampu.

Page 70: a1h012048 - Tri Irawan

Potensiometer yang digunakan sebagai pengendali volume kadang-kadang

dilengkapi dengan sakelar yang terintegrasi, sehingga potensiometer membuka

sakelar saat penyapu berada pada posisi terendah.

Sebuah potensiometer biasanya dibuat dari sebuah unsur resistif semi-

lingkar dengan sambungan geser (penyapu). Unsur resistif, dengan terminal pada

salah satu ataupun kedua ujungnya, berbentuk datar atau menyudut, dan biasanya

dibuat dari grafit, walaupun begitu bahan lain mungkin juga digunakan sebagai

gantinya. Penyapu disambungkan ke terminal lain. Pada potensiometer panel,

terminal penyapu biasanya terletak di tengah-tengah kedua terminal unsur resistif.

Untuk potensiometer putaran tunggal, penyapu biasanya bergerak kurang dari satu

putaran penuh sepanjang kontak. Potensiometer "putaran ganda" juga ada, elemen

resistifnya mungkin berupa pilinan dan penyapu mungkin bergerak 10, 20, atau

lebih banyak putaran untuk menyelesaikan siklus.

Walaupun begitu, potensiometer putaran ganda murah biasanya dibuat dari

unsur resistif konvensional yang sama dengan resistor putaran tunggal, sedangkan

penyapu digerakkan melalui gir cacing. Disamping grafit, bahan yang digunakan

untuk membuat unsur resistif adalah kawat resistansi, plastik partikel karbon dan

campuran keramik-logam yang disebutcermet. Pada potensiometer geser linier,

sebuah kendali geser digunakan sebagai ganti kendali putar. Unsur resistifnya

adalah sebuah jalur persegi, bukan jalur semi-lingkar seperti pada potensiometer

putar. Potensiometer jenis ini sering digunakan pada peranti penyetel grafik,

seperti ekualizer grafik. Karena terdapat bukaan yang cukup besar untuk penyapu

dan kenob, potensiometer ini memiliki reliabilitas yang lebih rendah jika

digunakan pada lingkungan yang buruk.

Potensiometer tersedia dengan relasi linier ataupun logaritmik antara

posisi penyapu dan resistansi yang dihasilkan (hukum potensiometer atau "taper").

Pembuat potensiometer jalur konduktif menggunakan pasta resistor polimer

konduktif yang mengandung resin dan polimer, pelarut, pelumas dan karbon. Jalur

dibuat dengan melakukan cetak permukaan papua pada substrat fenolik dan

memanggangnya pada oven. Proses pemanggangan menghilangkan seluruh

Page 71: a1h012048 - Tri Irawan

pelarut dan memungkinkan pasta untuk menjadi polimer padat. Proses ini

menghasilkan jalur tahan lama dengan resistansi yang stabil sepanjang operasi.

Pada posisi potensio diketahui 15

, 25

, 35

, 45 dan 1 putaran dengan nilai tahanan

terukur yang berbeda- beda. Dan diketahui juga Rtotal (hambatan total) sebesar

100 kΩ. Dari data yang telah diketahui dan didapatkan, terdapat Hubungan

putaran antara tahanan terukur dengan variabel resistor ( potensio ). Yaitu, jika

putaran lebih sedikit akan didapatkan tahanan terukur yang relatif kecil juga.

Namun, hal sebaliknya jika putaran dilakukan secara maksimal atau banyak, akan

menghasilkan tahanan terukur yang relatif besar. Ini terbukti pada percobaan,

dimana putaran maksimal pada 1 putaran, dan menghasilkan tahanan terukur lebih

besar dari hambatan totalnya sebesar 100 kΩ.

LDR atau Light Dependent Resistor adalah sebuah komponen elektronika

yang termasuk ke dalam jenis resistor yang nilai resistansinya (nilai tahanannya)

akan berubah apabila intensitas cahaya yang diserap juga berubah. Dengan

demikian LDR juga merupakan resistor yang mempunyai koefisien temperature

negative, dimana resistansinya dipengaruhi oleh intrensitas cahaya. LDR terbuat

dari Cadium Sulfida, bahan ini dihasilkan dari serbuk keramik.

Biasanya Cadium Sulfida disebut juga bahan photoconductive, apabila

konduktivitas atau resistansi dari Cadium Sulfida bervariasi terhadap intensitas

cahaya. Jika intensitas cahaya yang diterima rendah maka hambatan juga akan

tinggi yang mengakibatkan tengangan yang keluar juga akan tinggi begitu juga

sebaliknya disinilah mekanisme proses perubahan cahaya menjadi listrik terjadi.

Berikut adalah simbol LDR:

Simbol Light Dependent Resistor

Page 72: a1h012048 - Tri Irawan

Prinsip Kerja LDR:

Pada dasarnya LDR terbuat dari sebuah cakram semikonduktor yang

mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya. Pada saat gelap atau

intensitas cahaya rendah, bahan tersebut menghasilkan elektron bebas dengan

jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya sedikit elektron yang dihasilkan untuk

mengangkut muatan elektrik. Hal ini berarti, pada saat keadaan gelap atau

intensitas cahaya rendah, maka LDR akan menjadi konduktor yang buruk,

sehingga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau intensitas

cahaya rendah.

Bentuk Fisik LDR

Pada saat terang atau intensitas cahaya tinggi, bahan tersebut lebih banyak

menghasilkan elektron yang lepas dari atom. Sehingga akan lebih banyak elektron

yang dihasilkan untuk mengangkut muatan elektrik. Hal ini berarti, pada saat

terang atau intensitas cahaya tinggi, maka LDR menjadi konduktor yang baik,

sehingga LDR memiliki resistansi yang kecil pada saat terang atau intensistas

cahaya tinggi.

3. Pembacaan kode warna resistor

Untuk membaca nilai dari sebuah resistor pembacaan nilai resistor itu

dapat diukur menggunakan alat atau pembacaan manual denagn melihat warna

gelang yang ada pada resistor itu sendiri.

Gambar berikut adalah susunan gelang warna pada resistor beserta

nilainya:

Page 73: a1h012048 - Tri Irawan

Apabila sebuah resistor memiliki gelang-gelang warna secara berurutan

sebagai berikut : ( Merah, Ungu, Kuning, Perak )

Nilai tahanan Resistor Tersebut adalah :

Merah = 2

Ungu = 7

Kuning = X 104 (warna ketiga adalah faktor perkaliannya)

Berarti nilai Resistor tersebut adalah 27x104 = 270.000 Ohm atau 270 Kilo Ohm

+/- 10%. Jadi nilai tahanan atau hambatan resistor tersebut antara 243.000 Ohm

sampai dengan 297.000 Ohm.

Sederhana dalam perhitungannya seperti itu, jadi perhitungan nilai resistor

dapat dilihat dari berapa cincin yanga ada pada resistor itu, kemudian di

sesuaikan, dimana untuk gelang pertama biasanya menjadi pembilang pertama,

kedua menjadi pembilang kedua, ketiga menjadi faktro pengali dan ke empat

menjadi factor toleransi biasanya cincin yang digunakan berwarna emas atau

perak dengan nilai toleransi yang berbeda.

4. Hasil pengukuran dan perhitungan Pembacaan kode dan pengukuran resistor merupakan cara untuk mengetahui

jumlah hambatan yang terdapat pada resistor, pembacaan resistor dengan teori adalah

cara yang paling sederhana, nilai resistor yang terbaca dengan komposisi warna yang

terlihat, nilainya tidak berbeda jauh dengan resistor yang diukur menggunakan

multimeter.

Page 74: a1h012048 - Tri Irawan

No Kode Warna Pembacaan Pengukuran

1 Jingga hitam jingga emas 30 × 103 ± emas

(28500 − 31500)

29.9 kΩ

2 Merah ungu jingga emas 27 × 103 ± emas (25650 − 28350)

26.4 kΩ

3 Kuning ungu merah emas 47 × 102 ± emas (4465-4935)

4.6 kΩ

4 Coklat hitam merah emas 10 × 102 ± emas (950 − 1050)

982 Ω

5 Merah hitam merah emas 20 × 102 ± emas (1900 − 2100)

1.97 kΩ

6 Kuning ungu coklat emas 47 × 101 ± emas (446.5 − 493.5)

463 Ω

7 Merah hitam kuning emas 20 × 104 ± emas (190000 − 210000)

204 kΩ

8 Coklat hitam jingga emas 10 × 103 ± emas (9500 − 10500)

9.73 kΩ

9 Coklat hitam kuning emas 10 × 104 ± emas (95000 − 105000)

97.5 kΩ

10 Jingga hitam coklat emas 30 × 101 ± emas (285 −315)

297 Ω

Pengukuran resistor dengan multimeter merupakan cara mengetahui nilai resistor

yang diukur, resistor yang sudah disiapkan, kemudian resistor tersebut diukur dengan

multimeter dan teori. Dari hasil yang diperoleh pengukuran dengan multimeter memiliki

hasil yang sama dengan perhitungan secara teori.

Variabel resistor menggunakan potensiometer merupakan variasi resistor yang

bisa diubah-ubah hambatannya. Pada titik 1 dan 2 hambatannya minimum maka

hambatan pada titik 3 dan 4 maksimum, dan sebaliknya.

Pengukuran tegangan DC dengan potensiometer mempengaruhi tegangan yang

mengalir, semakin besar putaran maka tegangan yang terukur juga semakin besar.

Page 75: a1h012048 - Tri Irawan

Pengukuran tegangan DC pada rangkaian paralel dengan 10V memiliki tegangan

yang berbeda-beda pada titik-titik yang berbeda.

Rangkaian LED dan LDR saat dikenai cahaya tegangannya adalah 1.8V dan

3.2V. kemudian rangkaian LED dan LDR saat tidak dikenai cahaya tegangannya adalah

1.8V dan 3.3V.

Pengukuran tegangan AC dengan menggunakan lilitan sekunder dan lilitan

terukur

Lilitan Sekunder Tegangan Terukur

CT - 6 V 6.6 V

CT - 7.5 V 8 V

CT – 12 V 13 V

CT – 7.5 V 1.6 V ( searah ) / 14.5 V ( silang )

12 V- 12 V 26.2 V

Pengukuran arus:

a. Berdasarkan hasil pengukuran pada multimeter :

R1 = 14.7 kΩ

R2 = 97.7 kΩ

R3 = 4.6 kΩ

VDC = 8.6 V

IDC = 0.69 A

b. Berdasarkan perhitungan :

Page 76: a1h012048 - Tri Irawan

1𝑅𝑅𝑅𝑅

=1𝑅𝑅2

+1𝑅𝑅3

= 1

97.9+

14.6

=5125

22517

Rp =1225175125

= 4.39 kΩ

Rtotal = R1 + Rp

= 14.7 + 4.39

= 19.09 kΩ

IDC = 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑅𝑅𝑅𝑅𝑇𝑇𝑅𝑅𝑇𝑇

= 8.6

19.09×103

= 4.5 × 10-4 A

Dapat dilihat bahwa terjadi perbedaan antara pengukuran arus dengan

menggunakan multimeter dan perhitungan secara teori. Hal ini sering terjadi

karena ada peletakan multimeter yang salah, atau karena faktor praktikan sehingga

pengukuran arusnya berbeda antara pengukuran dengan multimeter dan

perhitungan secara teoritis.

5. Perbedaan pengukuran tegangan, dan tegangan arus

Kita semua tentu paham bahwa arus listrik terjadi karena adanya aliran

elektron di mana setiap elektron mempunyai muatan yang besarnya sama. Jika

kita mempunyai bendabermuatan negatif berarti benda tersebut mempunyai

kelebihan elektron. Derajat termuatinya benda tersebut diukur dengan jumlah

kelebihan elektron yang ada. Muatan sebuah elektron, sering dinyatakan dengan

simbul q atau e, dinyatakan dengan satuan coulomb, yaitu sebesar:

q » 1,6 ´ 10-19 coulomb

Misalkan kita mempunyai sepotong kawat tembaga yang biasanya

digunakan sebagai penghantar listrik dengan alasan harganya relatif murah, kuat

dan tahan terhadap korosi. Besarnya hantaran pada kawat tersebut hanya

tergantung pada adanya elektron bebas (dari elektron valensi), karena muatan inti

dan elektron pada lintasan dalam terikat erat pada struktur kristal. Pada dasarnya

dalam kawat penghantar terdapat aliran elektron dalam jumlah yang sangat besar,

jika jumlah elektron yang bergerak ke kanan dan ke kiri sama besar maka seolah-

Page 77: a1h012048 - Tri Irawan

olah tidak terjadi apa-apa. Namun jika ujung sebelah kanan kawat menarik

elektron sedangkan ujung sebelah kiri melepaskannya maka akan terjadi aliran

elektron ke kanan (tapi ingat, dalam hal ini disepakati bahwa arah arus ke kiri).

Aliran elektron inilah yang selanjutnya disebut arus listrik. Besarnya arus listrik

diukur dengan satuan banyaknya elektron per detik, namun demikian ini bukan

satuan yang praktis karena harganya terlalu kecil. Satuan yang dipakai adalah

ampere, dimana:

i= dq/dt

1 ampere = 1coulomb/det.

Contoh di bawah ini menggambarkan besarnya arus listrik untuk beberapa

peralatan:

Stasiun pembangkit ................... 1000 A

Starter mobil ................... 100 A

Bola larnpu ................... 1 A

Radio kecil ................... 10 mA

Jam tangan ................... 1 mA

Akan mudah menganalogikan aliran listrik dengan aliran air. Misalkan kita

mempunyai 2 tabung yang dihubungkan dengan pipa seperti pada gambar 1.1.

Jika kedua tabung ditaruh di atas meja maka permukaan air pada kedua tabung

akan sama dan dalam hal ini tidak ada aliran air dalam pipa. Jika salah satu tabung

diangkat maka dengan sendirinya air akan mengalir dari tabung tersebut ke tabung

yang lebih rendah. Makin tinggi tabung diangkat makin deras aliran air yang

melalui pipa.

Gambar 1.1 Aliran air pada bejana berhubungan

Page 78: a1h012048 - Tri Irawan

Terjadinya aliran tersebut dapat dipahami dengan konsep energi potensial.

Tingginya tabung menunjukkan besarnya energi potensial yang dimiliki. Yang

paling penting dalam hal ini adalah perbedaan tinggi kedua tabung yang sekaligus

menentukan besarnya perbedaan potensial. Jadi semakin besar perbedaan

potensialnya semakin deras aliran air dalam pipa.

Konsep yang sama akan berlaku untuk aliran elektron pada suatu

penghantar. Yang menentukan seberapa besar arus yang mengalir adalah besarnya

beda potensial (dinyatakan dengan satuan volt). Jadi untuk sebuah konduktor

semakin besar beda potensial akan semakin besar pula arus yang mengalir. Perlu

dicatat bahwa beda potensial diukur antara ujung-ujung suatu konduktor. Namun

kadang-kadang kita berbicara tentang potensial pada suatu titik tertentu. Dalam

hal ini kita sebenarnya mengukur beda potensial pada titik tersebut terhadap suatu

titik acuan tertentu. Sebagai standar titik acuan biasanya dipilih titik tanah

(ground).

Lebih lanjut kita dapat menganalogikan sebuah baterai atau accu sebagai

tabung air yang diangkat. Baterai ini mempunyai energi kimia yang siap diubah

menjadi energi listrik. Jika baterai tidak digunakan, maka tidak ada energi yang

dilepas, tapi perlu diingat bahwa potensial dari baterai tersebut ada di sana.

Hampir semua baterai memberikan potensial (tepatnya electromotive force -

e.m.f) yang hampir sama walaupun arus dialirkan dari baterai tersebut.

6. Hasil praktikum

Pembacaan kode pada 10 buah transistor merupakan cara mengetahui nilai

hambatan yang terdapat pada komponen resistor. Dari hasil yang diperoleh nilai

resistor masih berada dalam batas toleransi.

Page 79: a1h012048 - Tri Irawan

Berdasarkan hasil pengukuran menggunakan multimeter pada rangkaian

tersebut diperoleh nilai R1 = 1.97 kΩ, R2 = 464 Ω dan R3 = 9.76 kΩ. Dari data

tersebut dengan perhitungan secara teoritis dapat diperoleh nilai RAB = 1.97 kΩ,

RBC = 441 Ω, dan RAC = 2.41 kΩ.

Pada praktikum kali ini posisi potensio diketahui 15

, 25

, 35

, 45 dan 1 putaran

dengan nilai tahanan terukur yang berbeda- beda serta menggunakan kaki 1.2 dan

2.3. Diketahui juga Rtotal (hambatan total) sebesar 100 kΩ. Dari data yang

didapatkan berdasarkan pengukuran mengggunakan potensiometer dengan cara

memutar tuasnya, dapat diketahui terdapat hubungan antara putaran tahanan

terukur dengan variabel resistor (potensio), yaitu jika putaran tuas lebih sedikit

maka akan didapat tahanan terukur yang relatif kecil juga. Namun, hal sebaliknya

jika putaran dilakukan secara maksimal atau banyak, maka akan menghasilkan

tahanan terukur yang relatif besar. Ini terbukti pada percobaan, dimana putaran

maksimal pada 1 putaran, dan menghasilkan tahanan terukur lebih besar dari

hambatan totalnya sebesar 100 kΩ. Hal tersebut berlaku ketika menggunakan kaki

1.2. Sedangkan ketika menggunakan kaki 2.3 berlaku sebaliknya, yaitu ketika

putaran tuas diperbesar maka akan menghasilkan tahanan terukur yang relatif

kecil, begitu pula sebaliknya jika putaran diperkecil maka tahanan terukur akan

relatif besar.

LDR (Light Dependent Resistor) yaitu merupakan variabel yang peka

terhadap cahaya atau biasa disebut dengan fotoresistor, di mana nilai resistansinya

dapat menurun jika ada penambahan intenstas cahaya yang mengenainya. Pada

praktikum kali ini ketika photoresistor (LDR) dikenai cahaya maka diperoleh nilai

resistansinya R= 0.64 kΩ. Sedangkan ketika photoresitor tidak dikenai cahaya

diperoleh nilai resistansinya R = 10 kΩ. Hal ini membuktikan teori diatas, ketika

ada penambahan intensitas cahaya yang mengenainya maka nilai resistansinya

akan menurun.

Sebelum melakukan pengukuran tegangan DC praktikan melakukan

pengukuran tegangan ukur terlebih dahulu dengan menggunaka variabel catu daya

dengan cara memutar potensio yang terdapat pada catudaya tersebut. Posisi

Page 80: a1h012048 - Tri Irawan

potensio diketahui 15

, 25

, 35

, 45dan 1 putaran. Setelah diperoleh tegangan ukur maka

ambilah tegangan yang mendekati 10V, berdasarkan hasil pengukuran maka

praktikan menggunakan nilai tegangan terukur 9.1V pada posisi potensi putaran,

sehingga diperoleh VAB = 2.2V, VBC = 6.8V dan VAC = 2.1 V.

Dari rangkaian tersebut LED dan LDR diberi dua perlakuan yaitu dengan

cara dikenani cahaya dan tidak dikenai cahaya. Pada LED ketika dikenai cahaya

tegangannya berilai V = 1.8V, sedangkan ketika tidak dikenai cahaya tegangannya

bernilai V = 1.8V. Nilai tegangan tersebut bernilai sama karena arus yang

mengalir pada anoda dan katoda sama. Hal tersebut sesuai dengan teori yang

mengatakan bahwa LED merupakan salah satu jenis dioda maka LED memiliki

dua kutub yaitu anoda dan katoda. Dalam hal ini LED akan menyala bila ada arus

listrik mengalir dari anoda menuju katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh

terebalik karena apabila terbalik kutubnya maka LED tersebut tidak akan

menyala. LED memiliki karakteristik berbeda-beda menurut warna yang

dihasilkan. Semakin tinggi arus yang mengalir pada LED maka semakin terang

pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang

diperbolehkan 10mA - 20mA dan pada tegangan 1,6V – 3,5V menurut karakter

warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20mA maka led

akan terbakar. Untuk menjaga agar LED tidak terbakar perlu kita gunakan resistor

sebagai penghambat arus. Pada LDR ketika dikenai cahaya tegangannya berilai V

= 3.2V, sedangkan ketika tidak dikenai cahaya tegangannya bernilai V = 3.3V.

Hal ini menunjukkan ketika ada penambahan intensitas cahaya yang mengenainya

maka nilai resistansinya akan menurun.

Setiap terminal pada ujung kumparan sekunder harus terhubung atau memiliki

resistansi kecil, terminal-terminal tersebut ditandai dengan tulisan tegangan output seperti

0, CT, 6V, 9V,12V, 15V, 18V, dan 24V. Trafo yang tersusun dari kumparan primer,

kumparan sekunder, dan inti besi bekerja berdasarkan hukum Ampere dan hukum

Faraday dimana arus listrik berubah menjadi medan magnet dan sebaliknya medan

magnet berubah menjadi arus listrik. Apabila salah satu kumparan pada transformator

diberi arus bolak-balik (AC) maka medan magnet akan berubah dan menimbulkan

Page 81: a1h012048 - Tri Irawan

induksi pada kumparan sisi yang lain. Perubahan medan magnet tersebut akan

mengakibatkan perbedaan potensial (tegangan). Dari hasil pengukuran diperoleh hasil

sebagai berikut:

Lilitan Sekunder Tegangan Terukur

CT - 6 V 6.6 V

CT - 7.5 V 8 V

CT – 12 V 13 V

CT – 7.5 V 1.6 V ( searah ) / 14.5 V ( silang )

12 V- 12 V 26.2 V

Pada pengukuran arus kali ini diperoleh nilai resistansi (R) Berdasarkan

hasil pengukuran pada multimeter, yaitu R1 = 14.7 kΩ, R2 = 97.9 kΩ, R3=4.6 kΩ,

VDC = 8.6 V, dan IDC = 0.69 A. Dengan data tersebut dapat dihitung secara

teoritis sehingga diperoleh nilai RP = 4.4 kΩ, RS = 19.1 kΩ dan IDC = 4.5 × 10-4

A. Dapat dilihat bahwa terjadi perbedaan antara pengukuran arus dengan

menggunakan multimeter dan perhitungan secara teoritis. Hal ini sering terjadi

karena ada peletakan multimeter yang salah, atau karena kelalaian praktikan

sehingga perhitungan arusnya berbeda antara pengukuran dengan multimeter dan

perhitungan secara teoritis.

Page 82: a1h012048 - Tri Irawan

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Mengetahui jenis alat ukur yang digunakan dalam pengukuran besaran

listrik yaitu multimeter digital, resistor, breadboard atau papan uji coba.

Cara pengukuran besaran listrik (tahanan, tegangan, dan arus) dapat

dilakukan dengan menggunakann beberapa alat ukur diantaranya multimeter

digital, trafo dan sebagainya. Serta dapat dihitung secara teoritis dengan

menggunakan beberapa rumus. Resistor merupakan komponen elektronika yang

bersifat menahan arus listrik. Sedangkan potensiometer (Variabel Resistor) adalah

komponen elektronika yang masih masuk keluarga resistor yang mempunyai

resistansi yang dapat diatur.

LDR (Light Dependent Resistor) yaitu merupakan variabel yang peka

terhadap cahaya atau biasa disebut dengan fotoresstor, di mana nilai resistansinya

dapat menurun jika ada penambahan intenstas cahaya yang mengenainya.

Pada praktikum kali ini praktikan menggunakan sistem kode warna

dengan empat pita warna. Cara pembacaannya yaitu pita pertama dan pita kedua

adalah dua angka nilai tahanan. Pita ketiga adalah perkalian desimal (jumlah nol

di belakang angka ke-2) dan pita keempat adalah nilai toleransi.

Banyaknya putaran pada potensiometer mempengaruhi besarnya tahanan

terukur.

B. Saran

Materi yang disampaikan agak sedikit sulit dipahami karena banyaknya

rangkaian dan komponen yang fungsinya tidak dijelaskan, kemudian untuk

selanjutnya diharapkan asisten dapat menyampaikan bahannya dengan jelas.

Page 83: a1h012048 - Tri Irawan

DAFTAR PUSTAKA

Hugeng, Alat Ukur Vibrasi Jarak Jauh, Tugas Akhir, Universitas Trisakti,

Jakarta, 1995.

Milvino, Albert Paul. 2002. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta Salemba

Teknika.

Millman dan Halkias. 1997. Elektronika Terpadu Rangkaian dan Sistem Analog

dan Digital jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Wahyunggoro, Oyas, 1998. Pengukuran Besaran Listrik . Yogyakarta: Diktat

bahan kuliah Jurusan Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada

Yohannes,H.C.1979. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Ghalia Indonesia

Sutrisno.1986. Elektronika Teori dan Penerapannya 1.Bandung:Penerbit ITB

Tim Penyusun. 2011. Modul Praktikum Elektronika. Purwokerto: Universitas Jenderal Soedirman.

Tooley, Michael. 2003. Rangkaian Elektronika. Jakarta: Erlangga.

Page 84: a1h012048 - Tri Irawan

LAMPIRAN

Page 85: a1h012048 - Tri Irawan
Page 86: a1h012048 - Tri Irawan
Page 87: a1h012048 - Tri Irawan
Page 88: a1h012048 - Tri Irawan

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

RANGKAIAN-RANGKAIAN DC

Oleh: Tri Irawan

NIM A1H012048

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO

2013

Page 89: a1h012048 - Tri Irawan

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Arus searah adalah arus listrik yang arahnya selalu tetap terhadap waktu

dan nilainya hanya positif atau negatif saja. Arus searah biasa di sebut juga

dengan DC (Direct Current). Arus listrik ini bergerak dari kutub positif ke kutub

negative. Polaritas arus ini selalu tetap. Sumber arus searah misalnya aki, baterai,

beberapa jenis elemen dan generator searah. Selain itu Penerapan arus listrik

searah dapat dilihat di dalam rangkaian seri dan rangkaian paralel. Selain itu,

dalam penerapan Hukum Kirchoff pada suatu rangkaian juga terdapat arus listrik

searah.

Sering kali banyak mahasiswa yang masih kesulitan menerapkan hukum

Kirchoff terletak pada penentuan tanda aljabar, bukan dalam memahami segi-segi

fisiknya yang sebenarnya sangat elementer. Dalam rangkaian yang rumit, apabila

banyak tersangkut besaran yang tak diketahui, kadang-kadang sukar untuk

mengetahui cara merumuskan persamaan yang berdiri sendiri dalam jumlah yang

cukup untuk menentukan besaran-besaran yang tidak diketahui itu. Selain itu,

menghubungkan antara hasil dari teori dan praktek juga sering menjadi sebuah

masalah yang agak rumit untuk disesuaikan.

Oleh karena itu, untuk maka dirasa perlu melakukan praktikum rangkaian

arus searah ini.

B. Tujuan

1. Membuktikan hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff

2. Mengetahui prinsip pembagi tegangan

3. Memahami rangkaian pengganti Thevenin

Page 90: a1h012048 - Tri Irawan

II. TINJAUAN PUSTAKA

Di dalam rangkaian listrik (terdiri dari sumber tegangan dan komponen-

komponen) maka akan berlaku Hukum-hukum kirchhoff. Robert Gustav Kirchoff

merupakan penemu Hukum Kirchoff I yang dikenal dengan Kirchoff’s Current

Law (KCL) dan Hukum Kirchoff II yang dikenal dengan Kirchoff’s Voltages Law

(KVL). Dimana Gustav Kirchoff menyatakan bahwa “jumlah kuat arus listrik yang

masuk ke suatu titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari

titik percabangan tersebut” yang pernyataan ini dekenal dengan bunyi Hukum

Kirchoff I. Gustav Kirchoff juga menyatakan bahwa “Didalam suatu rangkaian

tertutup jumlah aljabar gaya gerak listrik dengan penurunan tegangan sama

dengan nol” yang kemudian dikenal sebagai Hukum Kirchoff II.

1. Hukum Kirchoff Arus

Hukum Kirchhoff arus menyebutkan bahwa dalam suatu simpul

percabangan, maka jumlah arus listrik yang menuju simpul percabangan dan

yang meninggalkan percabangan adalah nol.

Gambar Percabangan arus listrik dalam suatu simpul

Gambar di atas adalah contoh percabangan arus listrik dalam suatu

simpul. Dalam gambar di atas, terdapat tiga komponen arus yang menuju simpul

dan tiga komponen arus yang meninggalkan simpul. Jika keenam komponen

arus ini dijumlahkan maka hasilnya adalah nbol, seperti diperlihatkan dalam

persamaan berikut.

Page 91: a1h012048 - Tri Irawan

2. Hukum Kirchhoff Tegangan

Hukum Kirchoff 2 berbunyi : “Dalam rangkaian tertutup, Jumlah

aljabbar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol”. Maksud

dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol adalah tidak ada energi listrik

yang hilang dalam rangkaian tersebut, atau dalam arti semua energi listrik bisa

digunakan atau diserap. Hukum ini menyebutkan bahwa di dalam suatu lup

tertutup maka jumlah sumber tegangan serta tegangan jatuh adalah nol.

Gambar Contoh suatu ikal tertutup dari rangkaian listrik

Seperti diperlihatkan dalam gambar di atas, rangkaian ini terdiri dari

sumber tegangan dan empat buah komponen. Jika sumber tegangan dijumlah

dengan tegangan jatuh pada keempat komponen, maka hasilnya adalah nol,

seperti ditunjukan oleh persamaan berikut.

Hukum Ohm menyatakan bahwa arus yang melalui konduktor antara dua

titik berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan di dua titik, dan

berbanding terbalik dengan resistansi atau hambatan.

Persamaan matematika dapat menggambarkan hubungan ini : I = V/R

Gambar Analogi Hukum Ohm pada rangkaian elektronika.

Page 92: a1h012048 - Tri Irawan

Dimana I adalah arus yang melalui konduktor dalam satuan ampere, V

adalah beda potensial di konduktor diukur dalam satuan volt, dan R adalah

resistansi konduktor dalam satuan ohm. Lebih khusus lagi, hukum Ohm

menyatakan bahwa R dalam relasi ini adalah konstan, tidak bergantung kepada

arus (I). Hukum Ohm diberi nama berdasarkan penemunya, fisikawan Jerman

Georg Ohm, yang dalam sebuah risalah yang diterbitkan pada tahun 1827.

Hukum Ohm menyatakan bahwa besarnya tegangan pada suatu cabang (V)

yang mengandung resistor (R) yang dialiri arus sebesar (I) adalah sama dengan

hasil resistansi dengan arus yang mengalir pada cara tersebut. Jika ditulis dalam

bentuk persamaan adalah sebagai berikut : V = I.R.

Sedangkan hukum Kirchoff arus mengatakan bahwa jumlah arus yang

masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari

titik percabangan tersebut. Jika ditulis dalam bentuk perumusan adalah sebagai

berikut : ∑ I masuk + ∑ I keluar = 0. Hukum Kirchoff tegangan mempunyai

pernyataan yang hampir sama dengan hukum Kirchoff arus tetapi juga

merupakan pengembangan dari hukum Ohm, yang bahwa jumlah tegangan (baik

yang berupa sumber tegangan maupun tegangan yang ada pada komponen) pada

suatu loop (jaringan tertutup) sama dengan nol. Hal ini dapat dinyatakan dengan

persamaan matematis sebagai berikut : ∑ V + ∑ I.R = 0.

Berdasarkan hukum Ohm dan hukum Kirchoff, maka kita dapat

mengetahui dan menyelidiki adanya arus maupun tegangan dalam suatu rangkaian

dengan beberapa tahanan. Pada analisa disini dipakai rangkaian R yang linier,

meskipun sebenarnya hal tersebut berlaku juga pada sumber bolak-balik. Dari

gambar di atas tiga buah tahanan R1, R2 dan R3 dihubungkan secara seri, didapat

rumus sebagai berikut :

Page 93: a1h012048 - Tri Irawan

Mengenai teorema Thevenin, yang berlaku bahwa “Suatu rangkaian listrik

dapat disederhanakan dengan hanya terdiri dari satu buah sumber tegangan yang

dihubungserikan dengan sebuah tahanan ekivelennya pada dua terminal yang

diamati”. Tujuan sebenarnya dari teorema ini adalah untuk menyederhanakan

analisis rangkaian, yaitu membuat rangkaian pengganti yang berupa sumber

tegangan yang dihubungkan seri dengan suatu resistansi ekivalennya.

Page 94: a1h012048 - Tri Irawan

III. METODOLOGI

A. Alat dan Bahan

1. Multimeter

2. Baterai 9 Volt dan 1.5 Volt

3. Catu daya

4. Resistor

5. Potensiometer

6. Breadboard

7. Kabel jumper

B. Prosedur Kerja

Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini adalah :

1. Hukum Tegangan Kirchoff

a. Membuat rangkaian

b. Diukur besarnya R1 – R4 menggunakan Multimeter (ohm)

c. Ukur besarnya V1, V2, VR1, VR2, VR3, dan VR4

d. Membandingkan hasil pengukuran dengan tegangan pada R2

dengan hasil perhitungan tegangan pada R2

e. Ubah polaritas dari V2, dan lakukan hal yang sama seperti

percobaan 1.

f. Bandingkan hasil pengukuran dengan tegangan pada R2 dengan

hasil perhitungan tegangan pada R2

2. Hukum Arus Kirchoff

A. Membuat rangkaian

1. Ukur besarnya R1, R2, dan R3 menggunakan Multimeter (Ohm).

2. Ukur besarnya arus (I) pada IR1, IR2, IR3

Page 95: a1h012048 - Tri Irawan

3. Ukur tegangan pada R1, R2, dan R3 Hitung besarnya arus pada R1, R2,

R3

4. Apakah memenuhi hukum kirchoff atau tidak.

B. Membuat rangkaian

1. Ukur besarnya R1, R2, dan R3 menggunakan Multimeter (Ohm)

2. Ukur tegangan pada R1, R2, dan R3

3. Menghitung besarnya arus pada R1, R2 dan R3

4. Memenuhi atau tidak dengan hukum arus Kirchoff

3. Rangkaian Pengganti Thevenin

a. Buat rangkaian

b. Ukur besarnya R1, R2, R3 dengan Multimeter (Ohm)

c. Mengukur tegangan terbuka Vout.

d. Setelah itu, hubung singkatkan terminal Vout dengan ammeter

sehingga terbaca arus hubungan singkatnya. (hati-hati, letakkan

jangkauan Ammeter pada skala terbesar)

e. Sehingga diperoleh tegangan Thevenin dapat menghitung Thevenin.

f. Setelah itu dengan menghubung singkatkan sumber tegangan

Vin, ukurlah besarnya tahanan terminal Vout.

g. Digambar rangkaian Theveninnya. Membandingkan dengan

hasil pada RThevenin dan hasil perhitungan.

h. Sekarang, bila terminal keluaran dihubung singkat dengan beban

IK, ditentukan berapa nilai tegangan keluarnya.

i. Bandingkan hasilnya dengan perhitungan dengan menggunakan

rangkaian pengganti Thevenin

j. Hitung Vout menggunakan rumus pembagi tegangan.

k. Dibandingkan sama atau tidak hasilnya.

Page 96: a1h012048 - Tri Irawan

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

1. Hukum Tegangan Kirchhoff

a. Pengukuran nilai hambatan (R1-R4) menggunakan multimeter

1. R1 = 974 Ω

2. R2 = 463 Ω

3. R3 = 977 Ω

4. R4 = 1957 Ω

b. Pengukuran besarnya tegangan (V) menggunakan multimeter

a. V1 = 10.6 V

b. V2 = 3.1 V

c. VR1 = 7.8 V

d. VR2 = 2.8 V

e. VR3 = 1.9 V

f. VR4 = 3.9 V

2. Hukum Arus Kirchoff

Page 97: a1h012048 - Tri Irawan

a. Pengukuran nilai hambatan (R) menggunakan multimeter

a. R1 = 978 Ω

b. R2 = 1956 Ω

c. R3 = 985 Ω

b. Pengukuran besarnya arus (I)

a. I1 = 8.3 mA

b. I2 = 4.2 mA

c. I3 = 8.3 mA

c. Perhitungan tegangan menggunakan rumus V = I × R

d. VR1 = 8.1174 V

e. VR2 = 8.2152 V

f. VR3 = 8.1755 V

a. Pengukuran nilai hambatan (R) menggunakan multimeter

g. R1 = 976 Ω

h. R2 = 1973 Ω

i. R3 = 460 Ω

b. Pengukuran tegangan (V) menggunakan multimeter

a. VR1 = 5.8 V

b. VR2 = 0.29 V

c. VR3 = 2.8 V

c. Perhitungan besarnya tegangan arus (I) mengggunakan rumus V = I × R,

maka I = VR

a. I1 = 5.94 × 10-3 A

Page 98: a1h012048 - Tri Irawan

b. I2 = 1.47 × 10-4 A

c. I3 = 6.087 × 10-3 A

3. Rangkaian Pengganti Thevenin

a. Pengukuran nilai hambatan (R1-R3) menggunakan multimeter

1. R1 = 1957 Ω

2. R2 = 981 Ω

3. R3 = 973 Ω

b. Pengukuran tegangan terbuka (Vout) menggunakan multimeter

a. Vout = 8.81 V

c. Perhitungan tahanan Thevenin

V Thevenin = 8.81 V

R Thevenin = R1 + R2

= 1957 + 981

= 2938 Ω

B. Pembahasan

1. Hukum tegangan dan arus kirchoff

Pada peralatan listrik, kita biasa menjumpai rangkaian listrik yang

bercabang-cabang. Untuk menghitung besarnya arus listrik yang mengalir pada

setiap cabang yang dihasilkan oleh sumber arus listrik. Gustav Kirchhoff (1824-

1887) mengemukakan dua aturan hukum yang dapat digunakan untuk membantu

perhitungan tersebut. Hukum Kirchoff pertama disebut hukum titik cabang dan

Page 99: a1h012048 - Tri Irawan

Hukum Kirchhoff kedua disebut hukum loop. Di pertengahan abad 19 Gustav

Robert Kirchoff (1824 – 1887) menemukan cara untuk menentukan arus listrik

pada rangkaian bercabang yang kemudian di kenal dengan Hukum Kirchoff.

Hukum ini merupakan hukum kekekalan muatan listrik yang mengatakan bahwa

jumlah muatan listrik yang ada pada sebuah sistem tertutup adalah tetap. Secara

sederhana Hukum Kirchhoff I menyatakan bahwa “Jumlah kuat arus yang masuk

dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik

percabangan”. Secara matematis dinyatakan :

Imasuk = Ikeluar atau 𝐼𝐼𝑚𝑚𝑎𝑎𝑡𝑡𝑢𝑢𝑘𝑘 = 𝐼𝐼keluar

Bila digambarkan dalam bentuk rangkaian bercabang maka akan

diperoleh sebagai berikut:

Pada gambar di atas, dapat dilihat bahwa arus yang memasuki titik

cabang adalah I,sedangkan arus yang keluar dari titik cabang adalah I1, I2,

dan I3 sehingga dari persamaan ΣI-in = ΣI-out diperoleh I= I1 + I2

atau I-I1+I2+I3=0.

Kebenaran Hukum Kirchoff I dapat dibuktikan melalui konsep hukum

kekekalan muatan. Kuat arus adalah muatan yang mengalir per satuan waktu. Jila

jumlah muatan per satuan waktu yang masuk titik cabang lebih besar daripada

jumlah muatan per satuan waktu yang keluar, berarti titik cabang akan kelebihan

muatan positif. Pada kenyataannya, seluruh sistem dalam keadaan normal. Jadi

Page 100: a1h012048 - Tri Irawan

pengandaian di atas tidak benar. Ini menunjukkan bahwa muatan per satuan waktu

yang masuk dan keluar dari titik cabang adalah sama. Dasar dari Hukum II

Kirchoff adalah hukum kekekalan energi yang diterapkan pada sebuah rangkaian

tertutup. Pemakaian Hukum II Kirchhoff pada rangkaian tertutup yaitu karena ada

rangkaian yang tidak dapat disederhanakan menggunakan kombinasi seri dan

paralel. Umumnya hal ini terjadi jika dua atau lebih ggl di dalam rangkaian yang

dihubungkan dengan cara rumit sehingga penyederhanaan rangkaian seperti ini

memerlukan teknik khusus untuk dapat menjelaskan atau mengoperasikan

rangkaian tersebut. Jadi Hukum II Kirchoff merupakansolusi bagi rangkaian-

rangkaian tersebut.

Pada hukum kirchoff tegangan atau yang sering disebut hukum kirchoff ke

II ini menyatakan “Pada setiap rangkaian tertutup (loop), jumlah penurunan

tegangan adalah nol” . Hukum kirchoff tegangan ini dapat juga dinyatakan dengan

persamaan matematika sebagai berikut :

ΣVn = 0

Maksud dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol adalah tidak

ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut, atau dalam arti semua

energi listrik bisa digunakan atau diserap. Contohnya:

Dari gambar diatas kuat arus yang mengalir dapat ditentukan dengan

menggunakan beberapa aturan sebagai berikut:

1. Tentukan arah putaran arusnya untuk masing-masing loop

2. Arus yang searah dengan arah perumpamaan dianggap positif

3. Arus yang mengalir dari kutub negatif ke kutup positif di dalam

elemen dianggap positif

Page 101: a1h012048 - Tri Irawan

4. Pada loop dari satu titik cabang ke titik cabang berikutnya kuat

arusnya sama

5. Jika hasil perhitungan kuat arus positif maka arah perumpamaannya

benar, bila negatif berarti arah arus berlawanan dengan arah pada

perumpamaan.

2. Fungsi rangkaian pengganti Thevenin

Rangkaian Thevenin adalah salah satu rangkaian teorema yang digunakan

untuk menganalisis sirkuit listrik. Teorema di dalam rangkaian thevenin

menunjukan adanya keseluruhan listrik tertentu, kecuali beban yang dapat diganti

dengan sirkuit ekuivalen yang hanya mengandung sumber tegangan listrik

independent dengan sebuah resistor yang dihubungkan secara seri, sehingga

hubungan antara arus listrik dan tegangan tidak dapat berubah. Sirkuit skema yang

terdapat pada aplikasi teorama thevenin disebut dengan skema ekuivalen thevenin.

Dalam skema teorama thevenin dinamakan sesuai dengan penemunya, yaitu

seorang insinyur yang berkebangsaan Prancis, M. L. Thevenin. Di dalam skema

thevenin juga terdapat rangkaian pengganti thevenin, di mana arus yang mengalir

serta tegangan yang jatuh pada beban dalam suatu rangkaian elektronika bisa

diperoleh. Rangkaian pengganti yang di dalam teorama thevenin adalah berupa

tahanan pengganti thevenin (Rth) yang terhubung secara seri dengan tegangan

pengganti thevenin (Eth) serta juga di peroleh dari pelepasan beban rangkaian dan

melakukan pengukuran pada terminal yang terbuka.

Seperti apapun bentuk dari rangkaian elektronika dengan seri atau paralel

bisa di gantikan dengan satu buah tahanan. Kegunaan utama dari rangkaian

thevenin adalah menyederhanakan sebagian besar dari sirkuit ekuivalen yang

sederhana. Teorema Norton adalah suatu rangkaian listrik yang dapat di

sederhanakan dengan hanya terdiri dari satu buah sumber arus yang di hubungkan

secara paralel dengan sebuah tahanan ekuivalen pada dua terminal. Dalam

rangkaian thevenin juga terdapat transfer daya maksimum. Transfer daya

maksimum terjadi apabila nilai resistansi pada beban sama dengan nilai resistansi

sumber, baik di pasang seri dengan sumber tegangan ataupun di pasang paralel

Page 102: a1h012048 - Tri Irawan

dengan sumber arus. Untuk dapat memperoleh resistansi pengganti adalah dengan

memasukan impedansi dari ujung ujung rangkaian di mana semua sumber

tegangan atau sumber arus adi matikan atau di non aktifkan, sumber tegangan itu

di gantikan dengan rangkaian short circuit dan rangkaian open circuit.

Theorema thevenin adalah salah satu teori elektronika yang mempelajari

tentang nilai tegangan pada rangkaian listrik yang terbebani. Kembali pada

pembahasan pembagi tegangan yang terbebani, hasil yang diperoleh dari

penyederhanaan rangkaian merupakan salah satu kasus dari teorema Thevenin.

Secara singkat teorema Thevenin dapat dikatakan sebagai berikut. “Jika suatu

kumpulan rangkaian sumber tegangan dan resistor dihubungkan dengan dua

terminal keluaran, maka rangkaian tersebut dapat digantikan dengan sebuah

rangkaian seri dari sebuah sumber tegangan rangkaian terbuka V0/c dan sebuah

resistor R”. Gambar rangkaian dibawah menunjukkan suatu jaringan rangkaian

yang akan dihubungkan dengan sebuah beban RL.

Kombinasi seri V0/c dan RP Pada gambar di dibawah merupakan rangkaian

ekivalen/setara Thevenin.

Gambar Rangkaian Terbentuknya Rangkaian Setara Thevenin

Ada beberapa kondisi ekstrim dari rangkaian pada gambar rangkaian

setara Thevenin diatas, seperti misalnya saat RL = ∞ dan RL = 0. Harga RL = ∞

berada pada kondisi rangkaian terbuka, seolah-olah RL dilepas dari terminal

Page 103: a1h012048 - Tri Irawan

keluaran, dengan demikian diperoleh tegangan rangkaian terbuka sebesar V0/c (

lihat gambar b diatas). Saat RL = 0 (gambar c diatas) berarti rangkaian berada

pada kondisi hubung singkat (kedua ujung terminal terhubung langsung) dengan

arus hubung singkat Is/c sebesar : 𝐼𝐼𝑡𝑡𝑐𝑐 = 𝑉𝑉0/𝑅𝑅𝑅𝑅𝑃𝑃

Pada beberapa rangkaian, perhitungan V0/c ataupun Is/c kemungkinan

sangat sulit untuk dilakukan. Langkah yang paling mudah adalah dengan

menghitung harga RP (harga resistansi yang dilihat dari kedua ujung terminal

keluaran). Dalam hal ini RP dihitung dengan melihat seolah-olah tidak ada

sumber tegangan.

Tegangan rangkaian thevenin sama dengan V-out. Karena rangkaian

pembagi tegangan yang di mana tegangan zener pada thevenin itu sama dengan

tegangan keluaran yang dihasilkan. Teorema Thevenin adalah cara untuk

mengurangi jaringan untuk rangkaian ekivalen terdiri dari sumber tegangan

tunggal, resistansi seri, dan beban seri.

3. Power Supply

Power supply merupakan kata yang diadopsi dari bahasa Inggris.

Sedangkan penggunaan kata yang sebenarnya dalam bahasa Indonesia ialah Catu

Daya. Catu daya adalah sumber tegangan DC yang digunakan untuk memberikan

tegangan atau daya kepada berbagai rangkaian elektronika yang membutuhkan

tegangan DC agar dapat beroperasi. Rangkaian pokok daru catu data tidak lain

adalah suatu penyearah yakni suatu rangkaian yang mengubah sinyal bolak-balik

(AC) menjadi sinyal searah (DC). Sumber daya diperoleh dari baterai, solar sel,

generator AC/DC, dan jala-jala listrik PLN.Berbagai sumber daya tersebut akan

kita bahas salah satu tipe catu data yag terjadi melalui suatu proses pengubahan

dari tegangan AC (bolak-balik) menjadi tegangan DC (searah). Proses

pengubahan dimulaidari penyearah oleh dioda, penghalusan tegangna kerut

(Ripple Voltage Filter) dengan mengggunakan kondensator dan pengaturan

(regulasi) olehrangkaian regulator. Pengaturan meliputi pengubahan tingkat

tegangan atau arus.

Page 104: a1h012048 - Tri Irawan

Pada reknik regulasi pada pembuatan catu daya, kita mengenal teknik

regulasi daya linier dan teknik regulasi switching. Power supply adalah suatu

hardware komponen elektronika yang mempunyai fungsi sebagai supplier arus

listrik dengan terlebih dahulu merubah tegangannya dari AC jadi DC. Jadi arus

listrik PLN yang bersifat Alternating Current (AC) masuk ke power supply,

dikomponen ini tegannya diubah menjadi Direct Current (DC) baru kemudian

dialirkan ke komponen lain yang membutuhkan. Proses pegubahan tegangan

tersebut dilakukan karena hardware pada umumnya seperti komputer, hanya bisa

bekerja dengan menggunakan arus DC. Penampakan power supply bila dilihat

luarnya adalah berupa kotak berbentuk persegi, sedangkan dari dalam berupa

papan induk dengan sejumlah komponen berupa kesatuan. Komponen utama

rangkaian catu daya yang akan kita bahas disini yaitu trafo step down, dioda

silicon dan kondensator elektrolit (elco). Sedangkan untuk komponen

sekundernya yaitu IC dan transistor yang berfungsi sebagai regulator untuk

membersihkan arus DC dari paku – paku tegangan AC yang mana paku – paku ini

biasanya memberikan efek bunyi dengung dan desis (noise) pada peralatan audio.

4. Hasil perhitungan dan pengukuran

Pengukuran tegangan Kirchoff kali ini dengan menggunakan multimeter.

Namun sebelumnya praktikan mengukur nilai hambatan (R1-R3) dengan

menggunakan multimeter terlebih dahulu. Dari hasil pengukuran dengan

multimeter tersebut diperoleh nilai hambatan yaitu:

1. Hukum Tegangan Kirchoff

a. Pengukuran nilai hambatan (R1-R4) menggunakan multimeter

1. R1 = 974 Ω

Page 105: a1h012048 - Tri Irawan

2. R2 = 463 Ω

3. R3 = 977 Ω

4. R4 = 1957 Ω

b. Pengukuran besarnya tegangan (V) menggunakan multimeter

1. V1 = 10.6 V

2. V2 = 3.1 V

3. VR1 = 7.8 V

4. VR2 = 2.8 V

5. VR3 = 1.9 V

6. VR4 = 3.9 V

2. Hukum Arus Kirchoff

a. Pengukuran nilai hambatan (R) menggunakan multimeter

1. R1 = 978 Ω

2. R2 = 1956 Ω

3. R3 = 985 Ω

b. Pengukuran besarnya arus (I)

1. I1 = 8.3 mA

2. I2 = 4.2 mA

3. I3 = 8.3 mA

c. Perhitungan tegangan menggunakan rumus V = I × R

1. VR1 = 8.1174 V

2. VR2 = 8.2152 V

3. VR3 = 8.1755 V

Page 106: a1h012048 - Tri Irawan

a. Pengukuran nilai hambatan (R) menggunakan multimeter

1. R1 = 976 Ω

2. R2 = 1973 Ω

3. R3 = 460 Ω

b. Pengukuran tegangan (V) menggunakan multimeter

1. VR1 = 5.8 V

2. VR2 = 0.29 V

3. VR3 = 2.8 V

c. Perhitungan besarnya tegangan arus (I) mengggunakan rumus V = I × R,

maka I = VR

1. I1 = 5.94 × 10-3 A

2. I2 = 1.47 × 10-4 A

3. I3 = 6.087 × 10-3 A

3. Rangkaian Pengganti Thevenin

a. Pengukuran nilai hambatan (R1-R3) menggunakan multimeter

1. R1 = 1957 Ω

Page 107: a1h012048 - Tri Irawan

2. R2 = 981 Ω

3. R3 = 973 Ω

b. Pengukuran tegangan terbuka (Vout) menggunakan multimeter

1. Vout = 8.81 V

c. Perhitungan tahanan Thevenin

V Thevenin = 8.81 V

R Thevenin = R1 + R2

= 1957 + 981

= 2938 Ω

5. Bahas hasil praktikum

Pada rangkaian pertama pengukuran dilakukan dengan menggunakan

multimeter pada R1-R4. Kemudian tegangan pada V1 dan V2 kemudian VR1,

VR2, VR3 dan VR4 sebagai berikut:

1. R1 = 974 Ω

2. R2 = 463 Ω

3. R3 = 977 Ω

4. R4 = 1957 Ω

5. V1 = 10.6 V

6. V2 = 3.1 V

7. VR1 = 7.8 V

8. VR2 = 2.8 V

9. VR3 = 1.9 V

10. VR4 = 3.9 V

Pada rangkaian kedua pengukuran juga dilakukan dengan multimeter pada

R1, R2 dan R3, kemudian arus IR1, IR2 dan IR3 kemudian setelah didapat pada

pengukuran dengan multimeter. Tegangan dihitung berdasarkan teori dengan

rumus V = I x R.

1. R1 = 978 Ω

2. R2 = 1956 Ω

3. R3 = 985 Ω

Page 108: a1h012048 - Tri Irawan

4. I1 = 8.3 mA

5. I2 = 4.2 mA

6. I3 = 8.3 mA

Perhitungan tegangan menggunakan rumus V = I × R

1. VR1 = 8.1174 V

2. VR2 = 8.2152 V

3. VR3 = 8.1755 V

Pada rangkaian ketiga nilai hambatan dan tegangan pada R1-R3 dan VR1-

VR3 diukur menggunakan multimeter, dan pada arus dihitung dengan

menggunakan rumus I = VR

1. R1 = 976 Ω

2. R2 = 1973 Ω

3. R3 = 460 Ω

4. VR1 = 5.8 V

5. VR2 = 0.29 V

6. VR3 = 2.8 V

7. I1 = 5.94 × 10-3 A

8. I2 = 1.47 × 10-4 A

9. I3 = 6.087 × 10-3 A

Pada rangkaian pengganti thevenin hambatan sederhana dan tegangan

keluaran diukur menggunakan multimeter, kemudian pada rangkaian thevenin

hambatan dihitung berdasarkan R1+R2, dan tegangan thevenin dihitung

berdasarkan tegangan keluar pada rangkaian sederhana. Maka didapat sebagai

berikut:

1. R1 = 1957 Ω

2. R2 = 981 Ω

3. R3 = 973 Ω

4. Vout = 8.81 V

5. V Thevenin = 8.81 V

6. R Thevenin = R1 + R2

Page 109: a1h012048 - Tri Irawan

= 1957 + 981

= 2938 Ω

Tegangan rangkaian thevenin sama dengan V-out, karena rangkaian

pembagi tegangan yang di mana tegangan zener pada thevenin itu sama dengan

tegangan keluaran yang dihasilkan. Teorema Thevenin adalah cara untuk

mengurangi jaringan untuk rangkaian ekivalen terdiri dari sumber tegangan

tunggal, resistansi seri, dan beban seri.

Page 110: a1h012048 - Tri Irawan

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Hukum Kirchoff I menyatakan bahwa “Jumlah kuat arus yang masuk

dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik

percabangan”. Sedangkan hukum kirchoff ke II ini menyatakan “Pada setiap

rangkaian tertutup (loop), jumlah penurunan tegangan adalah nol” .

Hukum Ohm menyatakan bahwa arus yang melalui konduktor antara dua

titik berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan di dua titik,

danberbanding terbalik dengan resistansi atau hambatan.

Tujuan dari teorema rangkaian Thevenin adalah untuk menyederhanakan

analisis rangkaian, yaitu membuat rangkaian pengganti yang berupa sumber

tegangan yang dihubungkan seri dengan suatu resistansi ekivalennya. Dimana

arus yang mengalir pada tiap-tiap cabang pada rangkaian adalah sama jika cabang

terhubung pada sebuah sumber energi listrik.

Rangkaian pengganti yang di dalam teorama thevenin adalah berupa

tahanan pengganti thevenin (Rth) yang terhubung secara seri dengan tegangan

pengganti thevenin (Eth) serta juga di peroleh dari pelepasan beban rangkaian dan

melakukan pengukuran pada terminal yang terbuka.

Power supply adalah suatu hardware komponen elektronika yg

mempunyai fungsi sebagai supplier arus listrik dengan terlebih dahulu merubah

tegangannya dari AC jadi DC.

B. Saran

Ada beberapa rangkaian yang belum dipahami seperti thevenin, sebaiknya

sebelum praktikum dimulai asisten memberikan deskripsi pada beberapa

rangkaian yang baru dikenal, untuk selebihnya praktikum berjalan dengan baik.

Page 111: a1h012048 - Tri Irawan

DAFTAR PUSTAKA

Daniel W Hart, 1997, “ Introduction to Power Electronics “,Prentice Hall inc

Dwi Hananto. Kholiq Hernawan, 1991, ” Kursus Singkat Elektronika Daya “

PEDC Bandung

Hugeng, Alat Ukur Vibrasi Jarak Jauh, Tugas Akhir, Universitas Trisakti,

Jakarta, 1995.

Iswadi, HR. 2008. Rangkaian Listrik II. Riau: Universitas Riau

Lab Dasar Teknik Elektro. 2007. Elektronic WorkBench 5.12. Laboratorium

Elektronika dan Instrumentasi : Departemen Fisika ITB.

Milvino, Albert Paul. 2002. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta Salemba Teknika.

Millman dan Halkias. 1997. Elektronika Terpadu Rangkaian dan Sistem Analog dan Digital jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Tim Penyusun. 2011. Modul Praktikum Elektronika. Purwokerto: Universitas Jenderal Soedirman.

Tooley, Michael. 2003. Rangkaian Elektronika. Jakarta: Erlangga.

Page 112: a1h012048 - Tri Irawan

LAMPIRAN

Page 113: a1h012048 - Tri Irawan