a1h012048 - tri irawan
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA
Oleh: Tri Irawan
NIM A1H012048
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO
2013
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
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
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.
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
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
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.
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)
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
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
1. Rangkaian DC
2. Rangkaian AC (Filter/tipis)
1. Frekuensi 1 Hz
2. Frekuensi 10 Hz
3. Frekuensi 50 Hz
4. Frekuensi 100 Hz
5. Frekuensi 1 kHz
6. Frekuensi 10 kHz
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
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
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
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.
• Rangkaian AC
• Rangkaian DC
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
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
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
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
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.
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.
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.
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.
LAMPIRAN
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
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
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
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.
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
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.
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:
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
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
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
1. Rangkaian DC:
• Kapasitor 1 µF
• Kapasitor 10 µF
• Kapasitor 50 µF
• Kapasitor 100 µF
• Kapasitor 200 µF
• Kapasitor 500 µF
• Kapasitor 1000 µF
• Kapasitor 2000 µF
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
• 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
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
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.
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 ;
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).
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 :
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.
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
• 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
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.
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.
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.
LAMPIRAN
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
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
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
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
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.
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.
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.
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.
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
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
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
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
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
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
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.
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.
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
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
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:
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.
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.
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 :
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-
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
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.
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
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
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.
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.
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.
LAMPIRAN
LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA
RANGKAIAN-RANGKAIAN DC
Oleh: Tri Irawan
NIM A1H012048
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO
2013
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
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.
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.
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 :
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.
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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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.
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
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
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
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
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
= 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.
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.
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.
LAMPIRAN