(3) Hukum Ohm, Kirchoff Arus Dan Tegangan

FST UNRIYO

Praktikum Elektronika Dasar

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR MODUL 3 HUKUM OHM, KIRCHHOFF ARUS DAN TEGANGAN

I. Tujuan Praktikum 1. Mengenal komponen-komponen elektronika secara umum. 2. Mengenal alat-alat elektronika .secara umum. 3. Dapat mempergunakan instrumen elektronika. II. Alat dan Bahan 1. Komponen berupa resistor, kapsitor, dioda dan transistor. 2. Instrumen elektronika berupa multimeter, osiloskop dan lain-lain. III. Teori Singkat 1) Hukum Ohm Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui suatu penghantar berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya. Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan:

Dengan: 

I adalah Arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar dalam satuan Ampere.



V adalah Tegangan listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar dalam satuan Volt.



R adalah nilai Hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar dalam satuan Ohm. Berdasarkan hukum Ohm, 1 Ohm didefinisikan sebagai hambatan yang

digunakan dalam suatu rangkaian yang dilewati kuat arus sebesar 1 Ampere dengan beda potensial 1 Volt. Oleh karena itu, kita dapat mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan kuat arus.

FST UNRIYO

Praktikum Elektronika Dasar

2) Hukum Kirchhoff Tujuan analisis rangkaian listrik adalah untuk menetukan kuat arus dan beda potensial (tegangan) pada suatu rangkaian listrik. Untuk analisis rangkaian listrik, disamping hukum Ohm, hukum yang banyak dipakai adalah hukum Kirchhoff. Hukum Kirchhoff yang populer adalah Kirchhoff Arus (Kirchhoff’s Current Law) dan hukum Kirchhoff tegangan (Kirchhoff’s Voltage Law). Hukum Kirchhoff arus menyatakan bahwa “Jumlah aljabar kuat arus yang menuju suatu titik cabang rangkaian listrik sama dengan Jumlah aljabar arus yang meninggalkan titik tersebut”. Atau: ∑

∑ I4

I1 A

I2

I5 I3

Pada Gambar 1, arus I1, I2 dan I3 menuju titik cabang , sedangkan arus I4 dan I5 meninggalkan titik cabang A. maka pada titik cabang A berlaku persamaan: Hukum Kirchhoff tegangan menyatakan “Jumlah aljabar penurunan tegangan (Voltage drop) pada rangkaian tertutup (loop) menuruti arah yang ditentukan sama dengan Jumlah aljabar kenaikan tegangannya (Voltage rise)”. Atau: ∑

∑

Pada Gambar 2 arah pembacaan mengikuti arah jarum jam seperti ditunjukkan panah melingkar, jadi mengikuti arah a-b-c-d-e-f-a. Pada battery, arah pembacaan dari a ke b atau dari – ke +, sehingga dari a ke b terjadi Voltage rise sebesar E1, sebaliknya dari d ke e terjadi Voltage drop sebesar E2. Pada resistor R1 arah pembacaan dari b ke c dan arus mengalir dari b ke c juga, dikarenakan arus mengalir dari dari tegangan tinggi ke rendah, maka tegangan b lebih besar dari tegangan c sehingga dari b ke c terjadi Voltage drop sebesar I.R1. Dengan

FST UNRIYO

Praktikum Elektronika Dasar

penalaran yang sama maka dari c ke d, e ke f, f ke a berturut terjadi Voltage drop sebesar I.R1. I.R2 dan I.R3. b

R1

I

R1

c

d

E1

E2

a

R1

f

R1

e

Kesebandingan tersebut dapat diubah menjadi persamaan dengan memberikan konstanta kesebandingan yang disebut konduktansi.

Dengan: I

: arus yang melalui penghantar, satuannya Ampere (A)

V : beda potensial ujung-ujung penghantar, satuannya Volt (V) G : konduktansi penghantar, satuannya Mho = (Ohm)-1 = (Ω)−1 Kebalikan konduktansi disebut resistansi (R), satuannya Ohm = (Ω). Jadi hukum Ohm dapat dituliskan menjadi: ⁄

⁄

Penghantar yang konduktansinya besar biasanya disebut konduktor, sedangkan jika resistansinya yang besar sering disebut resistor. A I V

3) Hukum Kirchhoff

R

FST UNRIYO

Praktikum Elektronika Dasar

Hukum Kirchhoff pada rangkaian seri: selisih tegangan sumber dengan jumlah tegangan jatuh pada masing-masing beban adalah 0. Sedangkan pada rangkaian paralel: jumlah arus yang mengalir menuju satu titik sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut. VR1

VR2

VR3

R1

R2

R3

A

Gambar 1.

Penerapan hukum Kirchhoff pada rangkaian seri

(

)

(2.1) (2.2)

dimana: ;

(2.3)

sehingga: ; ; ; Pada rangkaian seri, arus yang mengalir pada masing-masing beban sama dengan besarnya dengan arus pada rangkaian. (2.4) dimana: (2.5) Hukum Kirchhoff pada rangkaian seri paralel, arus yang mengalir menuju suatu titik berbanding lurus dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut.

FST UNRIYO

Praktikum Elektronika Dasar

IR1 ITOTAL

IR2 IR3

R1 R2 R3

Gambar 1.

Penerapan hukum Kirchhoff pada rangkaian paralel

(

)

(2.6) (2.7)

dimana: ;

(2.8)

sehingga:

dimana:

IRn 

VSUMBER ; IRn = arus yang mengalir pada beban Rn. ........................... (2.8) Rn

sehingga:

IR1 

VSUMBER ; IR1 = arus yang mengalir pada beban R1. R1

IR 2 

VSUMBER ; IR2 = arus yang mengalir pada beban R2. R2

IR 3 

VSUMBER ; IR3 = arus yang mengalir pada beban R3. R3

Pada rangkaian paralel, tegangan yang jatuh pada masing-masing beban sama dengan tegangan sumber.

FST UNRIYO

Praktikum Elektronika Dasar

VSUMBER  VR1  VR 2  VR3 .......................................................................... (2.9)

4) Mengukur tegangan rangkaian Pengukuran tegangan rangkaian dilakukan melalui langkah-langkah sebagai berikut: 

Pilih range paling tinggi atau lebih tinggi dari perkiraan tegangan yang akan diukur.



Posisikan multimeter untuk mengukur tegangan seperti ditunjukkan gambar berikut: Voltmeter

000 V

R

Gambar 5.



Hubungan paralel kapasitor

Baca nilai yang ditunjukkan multimeter.

5) Mengukur arus rangkaian Pengukuran arus rangkaian dilakukan melalui langkah-langkah sebagai berikut: 

Pilih range paling tinggi atau lebih tinggi dari perkiraan arus yang akan diukur.



Posisikan multimeter untuk mengukur arus. Amperemeter

000 V

R

Gambar 6.



Pengukuran arus

Baca nilai yang ditunjukkan multimeter.

FST UNRIYO

Praktikum Elektronika Dasar

IV. Langkah Percobaan 1) Langkah pertama percobaan adalah menguji hubungan seri resistor. a)

Pilih dua nilai resistor yang berbeda, masing-masing ukur menggunakan Ohmmeter, catat hasilnya pada tabel.

b)

Hubung seri kedua resistor, ukur hambatan totalnya, masukkan tabel. Nilai masing-masing

Nilai resistor seri

resistor terukur (Ω)

(Ω)

c) Ulangi langkah 1 dan 2 untuk tiga dan empat dan lima resistor yang berbeda. 2) Langkah kedua percobaan adalah menguji hubungan paralel resistor. a)

Pilih dua nilai resistor yang berbeda, masing-masing ukur menggunakan Ohmmeter, catat hasilnya pada tabel.

b)

Hubung seri kedua resistor, ukur hambatan totalnya, masukkan tabel. Nilai masing-masing

Nilai resistor seri

resistor terukur (Ω)

(Ω)

d) Ulangi langkah 1 dan 2 untuk tiga dan empat dan lima resistor yang berbeda. 3) Langkah kedua percobaan adalah menguji hubungan paralel resistor. a)

Pilih dua nilai resistor yang berbeda, masing-masing ukur menggunakan Ohmmeter, catat hasilnya pada tabel.

b)

Hubung seri kedua resistor, ukur hambatan totalnya, masukkan tabel. Nilai masing-masing

Nilai resistor seri

resistor terukur (Ω)

(Ω)

FST UNRIYO

Praktikum Elektronika Dasar

e) Ulangi langkah 1 dan 2 untuk tiga dan empat dan lima resistor yang berbeda. Dia-lah yang merahasiakan perjodohan kami, sampai Dia jabatkan jabatkan tangan-tangan kami…