1
E - 5 Rangkaian Resistor
A. Hambatan Total pada Rangkaian Resistor Seri, Paralel dan Gabungan
1. Tujuan Percobaan
Percobaan ini dilakukan untuk memperlajari rangkaian resistor seri, paralel dan gabungan seri dan paralel. Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat menentukan hambatan total resistor yang dirangkai secara seri, paralel atau gabungan seri dan paralel.
2. Alat – alat Percobaan
No Alat Jumlah No Alat Jumlah
1 Resistor dengan macam-macam ukuran
@ 1 buah 3 AVOmeter 1 buah
2 Breadboard 1 buah 4 Kabel jumper-jack 2 buah
3. Teori Dasar
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik, membagi tegangan atau membagi arus listrik. Resistor merupakan penghambat (tahanan) terhadap arus listrik. Nilai resistor dinyatakan dalam satuan Ohm. Karena ukuran resistor sangat kecil sehingga akan menyulitkan jika menuliskan nilai resistor secara langsung pada tubuh resistor, oleh sebab itu untuk menyatakan besar hambatan sebuah resistor dinyatakan dalam kode warna. Berikut aturan kode warna resistor.
Gambar 1 aturan kode warna resistor
Resistor dapat dirangkai secara seri, paralel atau gabungan seri dan paralel. Bila resistor dirangkai secara seri, paralel atau gabungannya,maka nilai hambatan total resistor akan berubah. Resistor
2 yang dirangkai secara seri dengan resistor lain, maka nilai hambatan totalnya akan bertambah.
Hambatan total resistor yang dirangkai seri dapat dengan mudah dihitung dengan persamaan berikut.
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑅1+ 𝑅2+ 𝑅3+ … + 𝑅𝑛
Sedangkan untuk resistor yang dirangkai secara paralel, nilai hambatan totalnya dapat dihitung dengan persamaan :
1
𝑅𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 1 𝑅1+ 1
𝑅2+ 1
𝑅3+ … + 1 𝑅𝑛
Untuk resistor yang dirangkai gabungan seri dan paralel, harus diselesaikan secara bertahap dari rangkaian yang terdalam (terkecil).
Percobaan ini akan membandingkan nilai hambatan total rangkaian resistor yang dihitung secara teoritis dengan nilai hambatan total rangkaian resistor yang diukur.
4. Langkah-langkah Percobaan
Rangkaian Resistor Seri
1. Buatlah rangkaian pada gambar 2 di breadboard.
Gambar 2 rangkaian percobaan resistor seri
2. Setelah rangkaian selesai dibuat periksa dahulu ke asisten atau dosen pembimbing.
3. Kemudian ukurlah dengan menggunakan Ohmmeter (AVOmeter) dan catat hasilnya ke dalam tabel 1.
4. Hitung hambatan total resistor pada gambar 2 secara teoritis dan tuliskan hasilnya ke dalam tabel 1.
5. Ulangi percobaan dengan mengganti nilai dan jumlah resistor yang dirangkai seri (ikuti petunjuk asisten) dan catat hasilnya pada tabel 1.
3 Tabel 1 hasil percobaan rangkaian resistor seri
No Hasil pengukuran Hasil perhitungan
Nilai resistor terbesar dalam
rangkaian
6. Bandingkan hasil pengukuran dan perhitungan apakah memberikan nilai hambatan total yang sama? ……….
Jika tidak, jelaskan mengapa? ………...
………
………
7. Bandingkan apakah nilai hambatan total selalu lebih besar dari nilai resistor yang terbesar yang ada di dalam rangkaian? ……….
8. Ambil salah satu rangkaian resistor seri, kemudian dengan menggunakan Ohmmeter, lakukan pengukuran nilai resistor satu per satu dan dengan menggunakan nilai ini hitung hambatan totalnya. Apakah hasilnya sama dengan pengukuran hambatan total rangkaian resistor seri?
………
………
………
4 Rangkaian Resistor Paralel
1. Buat rangkaian resistor paralel seperti pada gambar 3 di breadboard
Gambar 3 skema rangkaian percobaan resistor paralel
2. Periksa terlebih dahulu rangkaian yang sudah dibuat ke asisten atau dosen pembimbing.
3. Kemudian dengan mengunakan Ohmmeter, ukurlah besar hambatan total rangkaian resistor dan catat hasil pengukuran ke dalam tabel 2.
4. Hitung dengan menggunakan persamaan hambatan total untuk resistor paralel dan catat hasilnya ke dalam tabel 2.
5. Ulangi percobaan dengan mengganti nilai dan jumlah resistor yang diparalelkan.
Tabel 2 hasil percobaan resistor paralel
No Hasil pengukuran Hasil perhitungan Nilai resistor terkecil dalam rangkaian
6. Bandingkan hasil pengukuran dan perhitungan apakah memberikan nilai hambatan total yang sama? ……….
Jika tidak, jelaskan mengapa? ………...
………
………
5 7. Bandingkan apakah nilai hambatan total selalu lebih kecil dari nilai resistor yang terkecil
yang ada di dalam rangkaian? ……….
8. Ambil salah satu rangkaian resistor paralel, kemudian dengan menggunakan Ohmmeter, lakukan pengukuran nilai resistor satu per satu dan dengan menggunakan nilai ini hitung hambatan totalnya. Apakah hasilnya sama dengan pengukuran hambatan total rangkaian resistor paralel?
………
………
………
Rangkaian Resistor Seri dan Paralel
1. Susunalah rangkaian resistor seri dan paralel seperti pada gambar 4 berikut ini.
Gambar 4 skema rangkaian percobaan hambatan total resistor seri & paralel 2. Hitung hambatan total rangkaian . Rtotal = ………. Ohm
3. Dengan menggunakan Ohmmeter ukurlah hambatan total rangkaian . Rtotal = ………
Ohm
4. Bandingkan kedua hasil di atas apakah sama ? jelaskan ………...
………
5. Hitunglah hambatan total untuk rangkaian berikut ini kemudian bandingkan dengan hasil pengukuran !
a. Hitung hambatan total pada titik A-E untuk rangkaian resistor seri-paralel seperti pada gambar 5 berikut ini. RAE = ……… Ohm.
6 Gambar 5 rangkaian resistor seri dan paralel 1
b. Kemudian buatlah rangkaian tersebut pada breadboard yang tersedia dan ukur hambatan total pada titik AE, RAE = …………. Ohm
c. Bandingkan hasil perhitungan dan pengukuran apakah sama ? ………
d. Jelaskan mengapa tidak sama ?...
………
………
6. Hitung hambatan total dan kemudian bandingkan dengan hasil pengukuran untuk rangkaian resistor seri-paralel pada gambar 6 berikut ini.
a. Hitung hambatan total pada titik A-B untuk skema rangkaian pada gambar 6.
RAB = ….….. Ohm
Gambar 6 rangkaian resistor seri dan paralel
7 b. Kemudian susun rangkaian gambar 6 di breadboard dan periksa terlebih dahulu ke
asisten atau dosen pembimbing.
c. Ukurlah berapa besar hambatan pada titik A-B ? RAB = ……… Ohm
d. Bandingkan hasil perhitungan dan pengukuran apakah sama ? ………
e. Jelaskan mengapa tidak sama ?...
………
………
5. Kesimpulan
Dari percobaan yang sudah dilakukan buatlah kesimpulan
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
………
8
B. Pembagi Tegangan dan Arus Listrik
1. Tujuan Percobaan
Percobaan ini dilakukan untuk memperlajari pembagian tegangan dan arus listrik pada rangkaian resistor seri dan paralel. Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat menghitung pembagi tegangan pada rangkaian resistor seri dan pembagi arus pada rangkaian resistor paralel.
2. Alat – alat Percobaan
No Alat Jumlah No Alat Jumlah
1 Resistor dengan macam-macam ukuran
@ 1 buah 4 AVOmeter 2 buah
2 Catu daya 1 set 5 Kabel jumper-jack 6 buah
3 Breadboard 1 buah
3. Teori Dasar
Resistor yang dirangkai secara seri dapat dilihat seperti pada gambar 7 berikut ini.
Gambar 7 Rangkaian resistor seri
Resistor dirangkai secara seri maka nilai hambatan totalnya akan bertambah. Rangkaian seri dapat digunakan untuk membagi tegangan listrik. hambatan total dan pembagi tegangan listrik dapat dihitung sebagai berikut :
Gambar 8 Pembagi tegangan pada resistor seri
9 Gambar 8 menunjukkan 3 buah resistor dirangkai secara seri dan dihubungkan dengan sumber arus DC sebesar V volt, maka dapat diketahui :
Dari hukum Ohm diketahui :
Maka didapat :
Tegangan untuk tiap resistor dapat dihitung :
Resistor Resistor Paralel
Resistor yang dirangkai secara paralel dapat dilihat seperti pada gambar 9 berikut ini.
Gambar 9 Rangkaian resistor secara paralel
10 Bila resistor dirangkai secara paralel, maka hambatan total akan lebih kecil dari hambatan resistor terkecil yang ada di dalam rangkaian. Pada rangkaian resistor paralel terjadi proses pembagian arus listrik, sedangkan tegangan sama untuk tiap resistor. Hambatan total dan pembagian arus listrik dapat dihitung sebagai berikut.
Gambar 10 Pembagi arus listrik pada rangkaian paralel
Gambar 10 menunjukan 3 buah resistor yang dipasang secara paralel dan dihubungkan ke sumber arus DC, maka hambatan resistor total akan menjadi kecil dan terjadi proses pembagian arus listrik.
Besar hambatan total dan arus listrik yang mengalir pada tiap resistor dapat dihitung sebagai berikut :
Dari hukum Ohm diketahui :
Maka didapat :
11 Arus listrik yang mengalir di tiap resistor :
4. Langkah-langkah Percobaan
Percobaan Pembagi Tegangan Listrik
1. buatlah rangkaian seperti pada gambar 11 berikut.
Periksa rangkaian yang sudah dibuat ke asisten atau dosen pembimbung. Nilai R1, R2 dan R3
ditentukan oleh asisten.
2. Nyalakan catu daya dan ukurlah tegangan di tiap-tiap resistor dan catat dalam tabel 3.
3. Variasikan tegangan catu daya dan catat kembali hasil pengukuran ke tabel 3.
Tabel 3 hasil pengukuran pembagi tegangan Tegangan R1 Tegangan R2 Tegangan R3 Tegangan
Sumber Arus Listrik
4. Hitung pembagi dengan menggunakan persamaan tegangan yang dibagi oleh resistor pada skema rangkaian gambar 11, catat ke dalam tabel 4
V1 V2 V3
V
R1 I1 R2 I2 R3 I3
I
Gambar 11 resistor pembagi tegangan listrik
12 Tabel 4 hasil perhitungan pembagi tegangan listrik
Tegangan R1 Tegangan R2 Tegangan R3 Tegangan
Sumber Arus Listrik
5. Bandingkan hasil pengukuran pada tabel 3 dengan hasil perhitungan pada tabel 4 . apakah memberikan hasil yang sama? ………
Percobaan Pembagi Arus Listrik
1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 12 berikut.
2. Periksa terlebih dahulu rangkaian yang sudah dibuat ke asisten atau dosen pembimbing. Nilai R1, R2 dan R3 ditentukan oleh asisten.
3. Nyalakan catu daya dan ukurlah arus listrik yang mengalir melalui tiap-tiap resistor dan arus total dan catat hasil pengukuran ke dalam tabel 5.
4. Variasikan tegangan catu daya dan catat hasil pengukuran ke tabel 5.
Tabel 5 hasil pengukuran pembagi arus listrik
Arus listrik R1 Arus listrik R2 Arus listrik R3 Arus listrik total Tegangan
5. Hitung pembagi arus listrik dengan menggunakan persamaan pembagian arus listrik pada rangkaian resistor paralel dan tulis hasil perhitungan pada tabel 6.
Gambar 12 resistor pembagi arus listrik R1
R2
R3
I1
I2
I3
V I
V
13 Tabel 6 hasil perhitungan pembagi arus listrik
Arus listrik R1 Arus listrik R2 Arus listrik R3 Arus listrik total Tegangan
6. Bandingkan hasil pengukuran pada tabel 3 dengan hasil perhitungan pada tabel 4 . apakah memberikan hasil yang sama? ………
Pembagi arus dan tegangan listrik pada rangkaian gabungan seri dan paralel
1. Untuk bagian yang ketiga ini kita akan mengukur pembagian arus dan tegangan listrik pada rangkaian kombinasi seri parallel resistor.
2. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 13.
3. Nyalakan sumber tegangan pada tegangan 3 Volt. Dan ukurlah I1, I2, I3, V1, V2, V3, Itotal, dan catatlah ke dalam tabel berikut ini.
4. Kemudian variasikan tegangan catu daya dan catat kembali hasil pengukuran ke tabel 7 Tabel 7 hasil pengukuran pembagi arus dan tegangan listrik
Rtotal Itotal I1 I2 I3 V1 V2 V3
Gambar13 resistor pembagi arus dan tegangan listrik R1
R2
R3
I1
I3
I2
V V1
V3
V2
14 6. Hitung pembagi arus dan tegangan listrik dengan menggunakan persamaan pembagian arus
listrik pada rangkaian gabungan seri dan paralel dan tulis hasil perhitungan pada tabel 8.
Tabel 8 hasil perhitungan pembagi arus dan tegangan listrik
Rtotal Itotal I1 I2 I3 V1 V2 V3
7. Bandingkan hasil pengukuran dan perhitungan, apakah memberikan hasil yang sama ?
……….
Jelaskan
………
………
5. Kesimpulan
Buatlah kesimpulan dari percobaan ini
………
……….
………
……….
………
……….
………
……….
………
……….
………
……….
………
……….
