MODUL PENGANTARELEKTRO TEKNIK

Pengukuran Tahanan, Tegangandan Arus pada Resistor

Muhamad Adam Zulfa

Pendidikan Teknik Elektronika(S1) Reguler

5215120374

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa.Berkat rahmat, nikmat, serta

limpahan karunia-Nya modul dengan judul “Pengukuran Tegangan, Arus dan Hambatan pada

resistor” ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya penulis memngambil referensi dari

modul lain yaitu modul resistor dan hukum ohm (PPPG Teknologi Medan) oleh Dewi

yulianti dan muchlisin dan juga banyak referensi dari internet.

Penulisan modul ini sebagai sarana pemenuhan tugas mata kuliah pengantar elektro

teknik, pendidikan teknik elektronika tahun pelajaran 2012/2013 yang mana merupakan salah

satu mata kuliah di semester 97 Universitas Negeri Jakarta.

Penulis banyak mengalami kendala dalam penyusunan modul ini terutama pada materi

yang akan di paparkan. Namun berkat bantuan dari berbagai pihak, akhirnya modul ini dapat

diselesaikan. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Dr. Bambang Dharma Putra,M.Pd sebagai Pembimbing

2. Orang tua sebagai pemberi motivasi dan inspirasi

Penulis menyadari modul ini masih jauh dari sempurna.Oleh karena itu,penulis

meminta kritik dan saran yang membangun supaya modul ini menjadi lebih baik lagi dan

menjadi acuan yang bermutu.

Semoga modul ini dapat bermanfaat bagi yang membaca, khususnya penulis.

Jakarta, 25 Oktober 2012

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

Dalam menganalisis maupun merencanakan sebuah rangkaian , ada kalanya

merupakan suatu kesulitan bagi seseorang yang tidak mengetahui konsep dasar rangkaian

tersebut. Di dalam teknik kelistrikan maupun elektronika, setiap rangkaian baik yang

sederhana atau yang komplek, membutuhkan suatu penganalisaan yang berhubungan dengan

cara kerja rangkaian itu. Suatu rangkaian tidak akan bekerja dengan baik jika salah satu

besaranya tidak sesuai dengan kebutuhan.

Deskripsi

Konsep dasar rangkaian listrik arus searah terutama mengenai rangkaian resistor

merupakan dasar dari analisis perhitungan dalam suatu rangkaian listrik. Seperti layaknya

pondasi suatu bangunan, konsep dasar rangkaian listrik adalah hal pertama yang harus

dimengerti dan dipahami dalam merencanakan maupun mengevaluasi sebuah rangkaian

kelistrikan. Apabila konsep dasar tersebut sudah tertanam dalam, maka untuk melangkah ke

penganalisaan yang lebih tinggi lagi akan terasa mudah.

Prasyarat

Modul Alat Ukur Dan Teknik Pengukuran merupakan modul awal

pembelajaran maka tidak membutuhkan persyaratan modul yang lain atau kemampuan lain

yang harus dimiliki mahasiwa sebelum mempelajari modul ini.

Tujuan akhir pemelajaran

Setelah mempelajari modul ini, siswa diharapkan mampu memahami konsep dasar

resistor (tahanan) dalam rangkaian arus searah.

BAB II

DASAR TEORI

1.1. Resistor

Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan seperti

tembaga, perak, emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil.

Bahan-bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan

konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, yaitu bahan material seperti karet,

gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron sehingga

disebut sebagai isolator.

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang selalu digunakan dalam setiap

rangkaian elektronika karena bisa berfungsi sebagai pengatur atau untuk membatasi

jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan resistor, arus listrik dapat

didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif

dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut

Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).

Di dalam rangkaian elektronika, resistor dilambangkan dengan huruf "R". Dilihat

dari bahannya, ada beberapa jenis resistor antara lain : Resistor Carbon, Wirewound, dan

Metalfilm. Ada juga Resistor yang dapat diubah-ubah nilai resistansinya antara lain :

Potensiometer, Rheostat dan Trimmer (Trimpot). Selain itu ada juga Resistor yang nilai

resistansinya berubah bila terkena cahaya namanya LDR (Light Dependent Resistor) dan

resistor yang nilai resistansinya akan bertambah besar bila terkena suhu panas yang

namanya PTC (Positive Thermal Coefficient) serta resistor yang nilai resistansinya akan

bertambah kecil bila terkena suhu panas yang namanya NTC (Negative Thermal

Coefficient).

Untuk resistor jenis carbon maupun metalfilm biasanya digunakan kode-kode

warna sebagai petunjuk besarnya nilai resistansi (tahanan) dari resistor. Resistor ini

mempunyai bentuk seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada badannya

terdapat lingkaran membentuk cincin kode warna, kode ini untuk mengetahui besar

resistansi tanpa harus mengukur besarnya dengan ohmmeter. Kode warna tersebut adalah

standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association) seperti

yang ditunjukkan pada tabel 1.1.

Tabel 1.1 Nilai warna pada cincin resistor

Warna cincinCincin 1Angka ke-1

Cincin 2Angka ke-2

Cincin 3Angka ke-3

Cincin 4Pengali

Cincin 5Toleransi

Hitam 0 0 0 x100

Coklat 1 1 1 x101 ±1%Merah 2 2 2 x102 ±2%Jingga/orange 3 3 3 x103

Kuning 4 4 4 x104

Hijau 5 5 5 x105

Biru 6 6 6 x106

Ungu 7 7 7 x107

Abu-abu 8 8 8 x108

Putih 9 9 9 x109

Emas x10-1 ±5%Perak x10-2 ±10%Tanpa warna ±20%

Contoh :

Urutan cincin warna (4 cincin warna) : orange orange merah emas

Orange Orange Merah Emas Hasil3 3 x102 ±5% 3300 Ω ±5%

Ururan cincin warna (5 cincin warna) : kuning ungu hitam merah perak

Kuning Ungu Hitam Merah Perak Hasil4 7 0 x102 ±10% 47 M Ω ±10%

4 cincin

5 cincin

1.2. Rangkaian Resistor

Dalam praktek para desainer kadang-kadang membutuhkan resistor dengan nilai

tertentu. Akan tetapi nilai resistor tersebut tidak ada di toko penjual, bahkan pabrik

sendiri tidak memproduksinya. Solusi untuk mendapatkan suatu nilai resistor dengan

resistansi yang unik tersebut dapat dilakukan dengan cara merangkaikan beberapa resistor

sehingga didapatkan nilai resistansi yang dibutuhkan. Ada dua cara untuk merangkaikan

resistor, yaitu :

1. Cara Seri

2. cara Paralel

Rangkaian resistor secara serial akan mengakibatkan nilai resistansi total semakin besar.

Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara serial.

Pada resistor rangkaian seri berlaku rumus :

Sedangkan rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi

pengganti semakin kecil.

Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara paralel.

Pada resistor rangkaian paralel berlaku rumus :

Rs = R1 + R2 + R3

= + +

Di bawah ini beberapa rumus (Hukum Ohm) yang sering dipakai dalam perhitungan

elektronika :

Dimana :

V = Tegangan dengan satuan voltI = Arus dengan satuan ampereR = Resistansi (tahanan) dengan satuan ohmP = Daya dengan satuan watt

Konversi satuan :

1 ohm = 1 Ω1 K ohm = 1 K Ω1 M ohm = 1 M Ω1 K Ω = 1.000 Ω1 M Ω = 1.000 K Ω1 M Ω = 1.000.000 Ω(M = Mega (106) ; K = Kilo (103))

1.3. Penggunaan Multimeter

Multimeter sering disebut AVOmeter atau multitester, alat ini biasa dipakai

untuk mengukur harga resistansi (tahanan), tegangan AC (Alternating Current),

tegangan DC (Direct Current), dan arus DC. Bagian-bagian multimeter seperti

ditunjukkan gambar di bawah

Dari gambar multimeter dapat dijelaskan bagian-bagian dan fungsinya :

Sekrup pengatur kedudukan jarum penunjuk (Zero Adjust Screw), berfungsi untuk

mengatur kedudukan jarum penunjuk dengan cara memutar sekrupnya ke kanan atau

ke kiri dengan menggunakan obeng pipih kecil.

Tombol pengatur jarum penunjuk pada kedudukan zero (Zero Ohm Adjust Knob),

berfungsi untuk mengatur jarum penunjuk pada posisi nol. Caranya : saklar pemilih

diputar pada posisi W (Ohm), test lead + (merah dihubungkan ke test lead – (hitam),

kemudian tombol pengatur kedudukan 0W diputar ke kiri atau ke kanan sehingga

menunjuk pada kedudukan 0 W.

Saklar pemilih (Range Selector Switch), berfungsi untuk memilih posisi pengukuran

dan batas ukurannya. Multimeter biasanya terdiri dari empat posisi pengukuran, yaitu:

o Posisi W (Ohm) berarti multimeter berfungsi sebagai ohmmeter, yang terdiri dari

tiga batas ukur : x 1; x 10; dan K W

o Posisi ACV (Volt AC) berarti multimeter berfungsi sebagai voltmeter AC yang

terdiri dari lima batas ukur : 10; 50; 250; 500; dan 1000.

o Posisi DCV (Volt DC) berarti multimeter berfungsi sebagai voltmeter DC yang

terdiri dari lima batas ukur : 10; 50; 250; 500; dan 1000.

o Posisi DCmA (miliampere DC) berarti multimeter berfungsi sebagai mili

amperemeter DC yang terdiri dari tiga batas ukur : 0,25; 25; dan 500. Tetapi ke

empat batas ukur di atas untuk tipe multimeter yang satu dengan yang lain batas

ukurannya belum tentu sama.

Lubang kutub + (V A W Terminal), berfungsi sebagai tempat masuknya test lead

kutub + yang berwarna merah.

Lubang kutub – (Common Terminal), berfungsi sebagai tempat masuknya test lead

kutub - yang berwarna hitam.

Saklar pemilih polaritas (Polarity Selector Switch), berfungsi untuk memilih polaritas

DC atau AC.

Kotak meter (Meter Cover), berfungsi sebagai tempat komponenkomponen

multimeter.

Jarum penunjuk meter (Knife –edge Pointer), berfungsi sebagai penunjuk besaran

yang diukur.

Skala (Scale), berfungsi sebagai skala pembacaan meter.

1.4. Langkah-langkah menggunakan multimeter

Pertama-tama jarum penunjuk meter diperiksa apakah sudah tepat pada angka 0 pada

skala DCmA , DCV atau ACV posisi jarum nol di bagian kiri (lihat gambar 2 a), dan

untuk skala ohmmeter posisi jarum nol di bagian kanan (lihat gambar 2 b). Jika belum

tepat harus diatur dengan memutar sekrup pengatur kedudukan jarum penunjuk meter ke

kiri atau ke kanan dengan menggunakan obeng pipih (-) kecil.

Gambar 2. Kedudukan normal jarum penunjuk meter

a. Mengukur resistansi/tahanan

Untuk mengukur resistansi suatu resistor, posisi saklar pemilih multimeter

diatur pada kedudukan Ω dengan batas ukur x 1. Test lead merah dan test lead hitam

saling dihubungkan dengan tangan kiri, kemudian tangan kanan mengatur tombol

(a) (b)

ΩDC

pengatur kedudukan jarum pada posisi nol pada skala Ω. Jika jarum penunjuk meter

tidak dapat diatur pada posisi nol, berarti baterainya sudah lemah dan harus diganti

dengan baterai yang baru. Langkah selanjutnya kedua ujung test lead dihubungkan

pada ujung-ujung resistor yang akan diukur resistansinya. Cara membaca penunjukan

jarum meter sedemikian rupa sehingga mata kita tegak lurus dengan jarum meter dan

tidak terlihat garis bayangan jarum meter. Supaya ketelitian tinggi kedudukan jarum

penunjuk meter berada pada bagian tengah daerah tahanan. Jika jarum penunjuk meter

berada pada bagian kiri (mendekati maksimum), maka batas ukurnya di ubah dengan

memutar saklar pemilih pada posisi x 10. Selanjutnya dilakukan lagi pengaturan jar-

um penunjuk meter pada kedudukan nol, kemudian dilakukan lagi pengukuranter

hadap resistor tersebut dan hasil pengukurannya adalah penunjukan jarum meter

dikalikan 10 Ω. Apabila dengan batas ukur x 10 jarum penunjuk meter masih berada

di bagian kiri daerah tahanan, maka batas ukurnya diubah lagi menjadi K Ω dan

dilakukan proses yang sama seperti waktu mengganti batas ukur x 10. Pembacaan

hasilnya pada skala K Ω, yaitu angka penunjukan jarum meter dikalikan dengan 1KΩ

b. Mengukur Tegangan

- Letakan selector switch (saklar pemilih) pada posisi teganagan DC (V=)

- Pilihlah batas ukur (1.5, 5, 10, 50, 150, 500). Dimana harus dipilih batas yang

sama atau lebih besar dari tegangan yang akan di ukur 6.5 V, maka batas ukur

yang harus dipilih adalah 10 V. Tidak boleh memilih batas yang lebih kecil,

karena jarum penunjuk akan bergerak melewati batas maksimum dan dapat

merusak moving coil.

- Sambungkan kabel probe pada resistor yang akan di ukur, kabel merah

disambungkan kepada bagian positif dan kabel kabel hitam disambungkan ke

negatif. Cara pemasangan seperti itu disebut hubungan paralel. Apabila

pemasangan kabel polaritasnya terbalik, maka meter akan bergerak ke kiri.

- Bacalah papan skala sesuai dengan dimana jarum penunjuk berhenti, cara yang

paling tepat dalam membaca adalah secara tegak lurus dimana jarum tampak satu

garis dengan bayangan jarum pada cermin pemantul.

Cara Pembacaan skala analog :

Perhatikan penempatan sakelar jangkah ukur pilih skala yang sesuai. Untuk

beberapa jangkah ukur anda perlu mengalikan atau membagi 10 atau 100 seperti

ditunjukan pembacaan dibawah ini. Untuk jangkah ukur teganagn AC gunakan

tanda merah sebab kalibrasi skala sedikit geser.

VDC = JP

VDC = Tegangan DC

BU = Batas ukur

SM = Skala maksimum yang di pakai

JP = Jarum penunjuk

Misalakan batas ukur yang di gunakan 10 VDC dengan skala maksimum 10 VDC

dan jarum diatas menunjuk pada angka 4 lebih 2 kolom kecil masing-masing

kolom kecil bernilai 0,2 karena antara angka 4 dan 5 (tidak tetulis), terbagi jadi (5

kolom kecil) sehingga JP = 4,4

VDC = JP

= 4,4

= 4,4 VDC

Jadi nilai yang terukur adalah 4,4 VDC

c. Mengukur Arus

Cara mengukur arus agak berbeda dengan mengukur tegangan, dimana rangkaian

untuk mengukur arus dipasang dengan cara seri dengan beban. Beban dapat berupa

resistor, lampu atau lainnya. Tetapi pada praktek kali in akan kita gunakan resistor.

- Atur selector pada posisi Arus DC ( A=)

- Atur posisi selector pada posisi batas ukur yang lebih tinggi dari arus yang akan

diukur, batas ukur dapat dipilih yang paling tinggi agar tidak merusak meter.

Pengaruh pemilihan batas ukur yang terlalu jauh dari arus yang akan diukur hanya

mengakibatkan pembacaan yang kurang akurat.

- Hubungkan kabel secara seri dengan beban. Beban dapat diserie pada kabel

negative atau pada kabel positif. Apabila pemasangan kabel polaritasnya terbalik,

maka meter akan bergerak kekiri.

- Baca penunjukan arus pada papan skala arus DC (A=) sesuai posisi jarum.

1.5. Menggunakan aplikasi livewire

a. Membuat Rangkaian pada aplikasi Livewire

- Buka aplikasi livewire

- Pilih “create a circuit”

- Kemidian pada window gallery pilih power supplies dan cari DC voltage source

dan AC voltage source seperti terlihat pada gambar.

- Kemudian drag dan drop DC voltage source dan AC voltage source pada lembar

kerja livewire. DC voltage source digunakan untuk menghasilkan arus searah,

sedangkan AC voltage source digunakan untuk menghasilkan arus bolak balik.

Seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

- Setelah menentukan sumber yang akan di gunakan sekarang kita akan

memasukan resistor untuk di rangkai dengan sumber, pada window gallery pilih

passive components carilah resistor kemudian drag dan drop pada lembar kerja

livewire.

- Kemudian kita sambungkan sumber dengan komponen dengan cara arahkan

cursor pada ujung kaki komponen kemudian klik 1 kali, lalu gerakan cursor

menuju kaki komponen lain yang akan di sambungkan.

Kita juga bisa menmbahkan komponen lain pada lembar kerja berikut pilihan

pada window gallery :

No Menu Keterangan

1. Power supplies Berisi komponen berupa sumber tegangan

2. Passive components Berisi komponen-komponen pasif

3. Discrete semiconductors Berisi komponen semikonduktor

4. Input components Berisi komponen seperti switch dan sensor

5. Measuring Berisi alat untuk pengukuran

b. Mengubah properti pada komponen

- Misalkan kita ingin merubah harga suatu resistor, maka yang pertama kita lakukan

adalah klik kanan pada komponen yang akan di ubah propertinya lalu pilih

properties, maka akan muncul window “resistor properties”. Seperti terlihat pada

gambar di bawah ini.

- Lalu ubah value sesuai dengan nilai yang kita inginkan

- Klik OK

Langkah di atas juga bisa di lakukan pada komponen yang lainya, seperti capasitor dan

nilai pada sumber tegangan.

LEMBAR KERJA

1. Praktek 1 Mengukur Tahanan

a. Tujuan

- Siswa dapat merangkai rangkaian percobaan menggunakan resistor.

- Siswa dapat mengukur tahanan pada resistor menggunakan multimeter pada aplikasi

livewire.

b. Alat dan Bahan

- Kompuer

- Aplikasi Livewire

c. Gambar rangkaian

d. Langkah kerja

- Pastikan aplikasi Livewire telah terinstall pada komputer

- Kemudian buka aplikasi livewire dan pilih “Create a Circuit”

- Buatlah rangkaian seperti pada gambar di atas.

- Pastikan tidak ada komponen yang tersambung dengan komponen lainya.

- Setelah itu kita lakukan pengukuran degan memasukan “Digital Multimeter”

- Kemudian kita ubah mode paa multimeter dengan cara klik kanan pada multimeter

- Pilih mode dan klik ohm

- Setelah itu sambungkan multimeter dengan resistor yang akan di ukur

- Setelah itu tekan tombol F9 pada keyboard untuk memulai simulasi.

e. Tabel pengukuran

ResistorPengukuran

Pertama Kedua Ketiga Keempat Kelima

R1

R2

R3

2. Praktek 2 Megukur Tegangan dan Arus rangkaian seri

a. Tujuan

- Siswa dapat merangkai rangkaian seri.

- Siswa dapat mengukur tegangan dan arus pada resistor rangkaian seri dengan

aplikasi livewire.

b. Alat dan Bahan

- Kompuer

- Aplikasi Livewire

c. Gambar rangkaian

d. Langkah kerja

- Pastikan aplikasi Livewire telah terinstall pada komputer

- Kemudian buka aplikasi livewire dan pilih “Create a Circuit”

- Buatlah rangkaian seperti pada gambar di atas.

- Pastikan semua komponen tersambung.

- Setelah itu tekan tombol F9 pada keyboard untuk memulai simulasi.

- Tuliskan hasil pengukuran pada tabel.

e. Tabel pengukuran

Tegangan sumber

(volt)Arus (mA) VR1 (volt) VR2 (volt) VR3 (volt)

3. Praktek 2 Megukur Tegangan dan Arus rangkaian paralel

a. Tujuan

- Siswa dapat merangkai rangkaian paralel.

- Siswa dapat mengukur tegangan dan arus pada resistor rangkaian paralel dengan

aplikasi livewire.

b. Alat dan Bahan

- Kompuer

- Aplikasi Livewire

c. Gambar rangkaian

d. Langkah kerja

- Pastikan aplikasi Livewire telah terinstall pada komputer

- Kemudian buka aplikasi livewire dan pilih “Create a Circuit”

- Buatlah rangkaian seperti pada gambar di atas.

- Pastikan semua komponen tersambung.

- Setelah itu tekan tombol F9 pada keyboard untuk memulai simulasi.

- Tuliskan hasil pengukuran pada tabel.

e. Tabel pengukuran

Tegangan (volt) Arus (mA) IR1 (mA) IR2 (mA) IR3 (mA)

4. Praktek 2 Megukur Tegangan dan Arus rangkaian campuran

a. Tujuan

- Siswa dapat merangkai rangkaian campuran (paralel & seri).

- Siswa dapat mengukur tegangan dan arus pada resistor rangkaian paralel dengan

Multimeter Analog.

b. Alat dan Bahan

- Multimeter

- Electronic trainer

c. Gambar rangkaian

I1

I2

I3

d. Langkah kerja

- Buatlah rangkaian seperti pada gambar di atas pada electronic trainer

- Hidupkan power pada elektronic trainer

- Atur tegangan menjadi 10V

- Hitunglah tegangan pada R1, R2, R3

- Hitung juga arus pada I1 ,I2, I3

- Tuliskan hasil pengukuran pada tabel

e. Tabel pengukuran

Tegangan Sumber (volt)Tegangan Arus

VR1 VR2 VR3 I1 I2 I3

5. Soal Latihan !!!

1. Sebuah lampu dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V DC, berapakah arus

listrik yang mengalir pada rangkaian jika tahanan lampu 800 Ω?

2. Diketahui resistor dengan warna sebagai berikut;

a. Merah, biru, ungu, emas

b. Coklat, merah, merah

c. Kuning, hitam, cokelat, perak

Hitunglah besarnya nilai tahanan dari resistor-resistor diatas !

3. Diketahui resistor dengan nilai tahanan sebagai berikut;

a. 4 K 7

b. 1 M 2

c. 68 Ω

Tentukan warna resistor-resistor tersebut!

4. Jelaskan langkah-langkah mengukur arus pada rangkaian !

5. Gambarkan dan sebutkan bagian-bagian multimeter!