Percobaan
RANGKAIAN RESISTOR, HUKUM OHM DAN PEMBAGI TEGANGAN (Oleh : Sumarna, Lab-Elins, Jurdik Fisika FMIPA UNY)
E-mail : sumarna@uny.ac.id)
1. Tujuan
1). Mempelajari cara-cara merangkai resistor. 2). Mempelajari watak rangkaian resistor.
3). Mempelajari hubungan antara beda tegangan, kuat arus, dan resistansi. 4). Mempelajari rangkaian pembagi tegangan.
2. Alat-alat yang Percobaan 1). Voltmeter (analog atau digital) 2). Amperemeter (analog atau digital) 3). Catu daya variabel
4). Beberapa resistor (minimal 5 buah) 5). Kabel-kabel penghubung
6). Papan rangkaian (dapat berupa Breadboard).
3. Dasar Teori
Rangkaian Resistor
dengan sebuah resistor pengganti yang nilainya RS apabila terpenuhi keadaan
berikut :
[image:2.595.200.387.236.294.2] [image:2.595.252.382.526.686.2]RS = R1 + R2 + R3+ … + Ri.
Gambar konfigurasi seri adalah sebagai berikut :
Dua atau lebih resistor masing-masing dengan resistansi R1, R2, R3 … Ri
dirangkai secara paralel. Rangkaian paralel resistor-resistor tersebut dapat digantikan dengan sebuah resistor pengganti yang nilainya RP apabila terpenuhi keadaan
berikut :
P
R
1
= 1
1
R + 2
1
R + 3
1
R + … + Ri
1
.
Gambar konfigurasi paralel adalah sebagai berikut : R1 R2 R3
RS
Ri
RP
R1
R2
R3
Jika dua buah resistor R1 dan R2 dirangkai secara paralel, maka besar tahanan
penggantinya RP dapat dinyatakan sebagai
RP =
2 1 2 1. R R R R .
Sering dijumpai rangkaian resistor yang tidak dapat digolongkan ke dalam rangkaian seri ataupun rangkaian paralel. Rangkaian tersebut memiliki tiga ujung, seperti dapat dilihat pada gambar berikut :
Pada gambar di atas R1, R2 dan R3 membentuk konfigurasi delta atau segitiga,
sedangkan Rx, Ry dan Rz membentuk konfigurasi bintang atau Y. Kedua konfigurasi
tersebut dapat saling menggantikan, artinya konfigurasi delta dapat digantikan dengan konfigurasi bintang atau sebaliknya. Hubungan nilai resistansi antara kedua konfigurasi tadi adalah sebagai berikut :
Rx =
3 2 1 3 2. R R R R R
R1 =
x x z z y y x R R R R R R
R
y
R =
3 2 1 3 1. R R R R R
R2 =
Ry R R R R R
Rx y y z z x
.R
R RxRyRyRz RzRx
Rx
Ry Rz
R1
R2
Hukum Ohm
Jika pada kedua ujung resistor dengan resistansi R dipasang beda tegangan sebesar V, maka di dalam resistor tersebut mengalir arus sebesar I. Hubungan ketiga besaran itu dikenal sebagai Hukum Ohm dan secara matematis dituliskan seperti berikut :
Pembagi Tegangan
Pembagi tegangan merupakan rangkaian attenuator yang berfungsi untuk memperkecil tegangan atau sinyal. Pembagi tegangan sering dijumpai pada masukan alat-alat ukur untuk mencegah terjadinya kelebihan arus yang mengalir pada
-ampere. Rangkaian pembagi tegangan dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Dari rangkaian tersebut dapat dibuktikan bahwa
Vo =
2 1
2 R R
R
Vi .
R +
-
I V V = I.R
Vo
R1
Vi
R2
R1
R2
Vi
Vo
4. Langkah-langkah Percobaan
1). Ambillah 5 buah resistor dengan nilai yang berbeda-beda dan masing-masing berilah kode sebagai R1, R2, ..., R5. Catat kode warna dan ukurlah resistansi setiap
resistor dengan ohmmeter. Selanjutnya buatlah rangkaian berikut
Ukurlah resistansi antara ujung-ujung a dan b pada setiap konfigurasi rangkaian di atas. Antara R1 s/d R5 dapat saling menggantikan. Sehingga dapat dibuat banyak
variasi. Bandingkanlah antara hasil pengukuran dengan hasil perhitungan untuk setiap konfigurasi yang sama !
2). Ambillah satu resistor yang nilai hambatannya cukup besar (1 k), kemudian pasanglah beda tegangan pada kedua ujung resistor tersebut, menurut rangkaian berikut ini. Dalam menggunakan amperemeter perlu mengingat batas ukurnya.
R1 R2 R3
a b
R4 R5
a b
R1
R2
R3
a b R4
R5
a b
Rz
R5
Ri
R4
b
a R
3
R
Vi VR
A Amperemeter
Voltmeter Catu daya
Variasilah tegangan dari catu daya untuk beberapa nilai (dari kecil semakin besar) dan catatlah penunjukkan pada VR dan A pada kondisi yang simultan. Ingat batas
ukur pada A dan VR jangan sampai terlewati. Buatlah grafik hubungan antara V
dan I untuk resistor tertentu. Hasil pengamatan yang diperoleh dapat dicatat dalam model tabel berikut ini.
R (terukur) = R (terbaca) =
No. Vi VR A
Teoritis Terukur Teoritis Terukur
Dst.
3). Buatlah rangkaian pembegi tegangan seperti gambar di bawah ini :
Rx dan Ry dapat dipilih dari R1 s/d R5. Ukurlah Va dan Vb. Bandingkan hasil
pengukuran itu dengan hasil perhitungan secara teoritis !. Hasil pengamatan yang diperoleh dapat dimasukkan dalam model tabel berikut ini.
Vin Rx Ry Va Vb
Teori Empiris Teori Empiris
Dst.
Va
Rx
Vin
dari catu daya
Ry
Vb
