laporan lr04 fransisca bdt
Post on 24-Jun-2015
275 Views
Preview:
TRANSCRIPT
LAPORAN R-LAB
Karakteristik VI Resistor
Nama : Fransisca Berliani Dewi Thanjoyo
NPM : 0806337604
Fakultas : Teknik
Departemen : Teknik Industri
Kode Praktikum : LR 04
Tanggal Praktikum : 3 November 2009
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar
(UPP-IPD)
Universitas IndonesiaDepok
Karakteristik VI Resistor
I. Tujuan Praktikum
Mempelajari hubungan antara beda potensial (V) dan arus listrik (I) pada suatu
resistor.
1
II. Peralatan
1. Resistor
2. Amperemeter
3. Voltmeter
4. Variable power supply
5. Camcorder
6. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. Landasan Teori
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 digunakan untuk membatasi
jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. 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 yang ada dipasaran 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.
2
Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA
(Electronic Industries Association) seperti yang ditunjukkan pada tabel 1.1.
Gambar 3.1 Urutan cincin warna pada resistor
Tabel 3.1 Nilai warna pada cincin resistor
Besaran resistansi suatu resistor dibaca dari posisi cincin yang paling depan ke
arah cincin toleransi. Biasanya posisi cincin toleransi ini berada pada badan resistor
yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan posisi
cincin yang pertama agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah
langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut. Kalau kita telah bisa
3
menentukan mana cincin yang pertama selanjutnya adalah membaca nilai
resistansinya.
Jumlah cincin yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar
toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3
cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2%
(toleransi kecil) memiliki 4 cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Cincin pertama
dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan cincin terakhir
adalah faktor pengalinya.
Misalnya resistor dengan cincin kuning, violet, merah dan emas. Cincin
berwarna emas adalah cincin toleransi. Dengan demikian urutan warna cincin
resistor ini adalah, cincin pertama berwarna kuning, cincin kedua berwarna violet
dan cincin ke tiga berwarna merah. Cincin ke empat yang berwarna emas adalah
cincin toleransi. Dari tabel 1.1 diketahui jika cincin toleransi berwarna emas, berarti
resistor ini memiliki toleransi 5%. Nilai resistansinya dihitung sesuai dengan urutan
warnanya. Pertama yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan dari resistor ini.
Karena resistor ini resistor 5% (yang biasanya memiliki tiga cincin selain cincin
toleransi), maka nilai satuannya ditentukan oleh cincin pertama dan cincin kedua.
Masih dari tabel 1.1, diketahui cincin kuning nilainya = 4 dan cincin violet nilainya
= 7. Jadi cincin pertama dan ke dua atau kuning dan violet berurutan, nilai satuannya
adalah 47. Cincin ketiga adalah faktor pengali, dan jika warna cincinnya merah
berarti faktor pengalinya adalah 100. Sehingga dengan ini diketahui nilai resistansi
resistor tersebut adalah nilai satuan x faktor pengali atau 47 x 100 = 4700 Ohm =
4,7K Ohm (pada rangkaian elektronika biasanya di tulis 4K7 Ohm) dan toleransinya
adalah + 5%. Arti dari toleransi itu sendiri adalah batasan nilai resistansi minimum
dan maksimum yang di miliki oleh resistor tersebut. Jadi nilai sebenarnya dari
resistor 4,7k Ohm + 5% adalah :
4700 x 5% = 235
Jadi,
Rmaksimum = 4700 + 235 = 4935 Ohm
4
Rminimum = 4700 – 235 = 4465 Ohm
Apabila resistor di atas di ukur dengan menggunakan ohmmeter dan nilainya
berada pada rentang nilai maksimum dan minimum (4465 s/d 4935) maka resistor
tadi masih memenuhi standar. Nilai toleransi ini diberikan oleh pabrik pembuat
resistor untuk mengantisipasi karakteristik bahan yang tidak sama antara satu
resistor dengan resistor yang lainnya sehingga para desainer elektronika dapat
memperkirakan faktor toleransi tersebut dalam rancangannya. Semakin kecil nilai
toleransinya, semakin baik kualitas resistornya. Sehingga dipasaran resistor yang
mempunyai nilai toleransi 1% (contohnya resistor metalfilm) jauh lebih mahal
dibandingkan resistor yang mempunyai toleransi 5% (resistor carbon).
Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resistor pada suatu
rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya atau daya maksimum yang
mampu ditahan oleh resistor. Karena resistor bekerja dengan di aliri arus listrik,
maka akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar :
Semakin besar ukuran fisik suatu resistor, bisa menunjukkan semakin besar
kemampuan disipasi daya resistor tersebut. Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8,
1/4, 1/2, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya maksimum 5,
10 dan 20 watt umumnya berbentuk balok memanjang persegi empat berwarna
putih, namun ada juga yang berbentuk silinder dan biasanya untuk resistor ukuran
besar ini nilai resistansi di cetak langsung dibadannya tidak berbentuk cincin-cincin
warna, misalnya 100Ω5W atau 1KΩ10W.
Berdasarkan kelasnya, resistor dibagi menjadi dua, yaitu : Fixed Resistor dan
Variable Resistor. Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film,
tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.
5
Resistor Tetap (Fixed Resistor)
Merupakan resistor yang mempunyai nilai tetap. Ciri fisik dari resistor ini
adalah bahan pembuat resistor terdapat di tengah – tengah dan pada pinggirnya
terdapat 2 Conducting Metal, biasanya kemasan seperti ini disebut dengan Axial.
Ukuran fisik fixed resistor bermacam – macam, tergantung pada daya resistor yang
dimilikinya. Misalnya fixed resistor dengan daya 5 watt pasti mempunyai bentuk
fisik yang jauh lebih besar dibandingkan dengan fixed resistor yang mempunyai
daya ¼ watt. Pada gambar 3.2 dibawah ditunjukkan beberapa contoh bentuk fisik
dari fixed resistor. Dari yang paling atas dapat dilihat bentuk fisik dari resistor
dengan daya 1/8, ¼, 1, 2, dan 5 watt. Seiring dengan perkembangan teknologi saat
ini, diciptakanlah sebuah teknologi baru yang disebut dengan SMT (Surface Mount
Technology). Dengan menggunakan teknologi ini bentuk dari fixed resistor menjadi
lebih kecil lagi, sehingga kita dapat membuat suatu sistem yang mempunyai ukuran
sekecil mungkin. Contoh bentuk fixed resistor dengan teknologi SMT dapat dilihat
pada gambar 3.3. Ada beberapa macam kemasan standard yang sudah ditentukan
oleh Industri elektronik, antara lain :
- 1206 ukuran = 3.0 mm x 1.5 mm, 2 terminal
- 0805 ukuran = 2.0 mm x 1.3 mm, 2 terminal
- 0603 ukuran = 1.5 mm x 0.8 mm, 2 terminal
Gambar 3.2 Bentuk fisik dari fixed resistor
6
Grafik 3.3 Bentuk fixed resistor dengan teknologi SMT
Selain kemasan axial terdapat pula kemasan lain yang disebut SIP (Single-In-
Line). Didalam kemasan ini terdapat lebih dari 1 resistor yang biasanya disusun
paralel dan mempunyai 1 pusat yang dinamakan common. Untuk contoh dapat dilihat
pada gambar 3.4
Gambar 3.4 SIP (Single – In – Line)
Tipe atau jenis resistor saat ini sangat beragam, tergantung dari pemakain untuk suatu
sistem lektronika yang akan kita rancang. Berikut ini akan dijelaskan sedikit tentang
penggunaan resistor berdasarkan tipe atau jenisnya.
Precision Wirewound resistor
Merupakan tipe resistor yang mempunyai tingkat keakuratan sangat tinggi
sampai 0,005% dan TCR ( Temperature coefficient of resistance) sangat rendah.
Sehingga sangat cocok digunakan untuk aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan
yang sangat tinggi. Tetapi jangan menggunakan jenis ini untuk aplikasi rf (radio
frequency) sebab mempunyai Q resonant frequency yang rendah. Contoh aplikasi
7
penggunaan resistor ini adalah DC Measuring equipment dan reference resistor
untuk voltage regulators dan decoding network.
NIST Standard Resistor
NIST (National Institute of Standard and Technology) merupakan tipe resistor
dengan tingkat keakuratan paling tinggi yaitu 0,001% , TCR yang rendah dan sangat
stabil dibandingkan dengan Precision Wirewound Resistor. Komponen ini biasanya
digunakan sebagai standard di dalam verifikasi keakuratan dari suatu alat ukur
resistive.
Power Wirewound Resistor
Biasanya resistor ini digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan daya yang
sangat besar. Komponen ini dapat mengatasi daya yang besar dibandingkan dengan
resistor yang lain. Karena panas yang ditimbulkan cukup besar biasanya resistor ini
dilapisi oleh bahan seperti Ceramic Tube, Ceramic rods, anodized aluminium,
fiberglass mandels, dll.
Fuse Resistor
Komponen ini selain berfungsi sebagai resistor, juga berfungsi sebagai
sekering. Resistor ini didesain sedemikian rupa sehingga bila ada arus yang sangat
8
besar melaluinya maka hambatannya menjadi tak terhingga. Pada kondisi normah
suhu dari resistor ini akan panas ketika ada arus yang melaluinya.
Carbon Composition
Ini merupakan salah satu tipe resistor yang banyak sekali dijual di pasaran.
Biasanya untuk nilai hambatan yang besar, misalnya 1K2, 2K2, 4K7, dll mudah
mencarinya. Tetapi untuk nilai hambatan yang kecil, misalnya 2 ohm, 3 ohm, dll
susah dicari. Resistor ini memiliki koefisien temperature dengan batas 1000 ppm/oC
terhadap nilai hambatannya, dimana nilai hambatannya akan turun ketika suhunya
naik. Selain itu, resistor juga memiliki koefisien tegangan, dimana nilai hambatan
akan berubah ketika diberi tegangan. Semakin besar tegangan maka semakin besar
perubahannya. Voltage Rating dari resistor Carbon Composition ditentukan
berdasarkan ukuran fisik, nilai, dan dayanya. Pada saat menggunakan resistor jenis
ini diharapkan agar berhati-hati di dalam perancangan, karena dapat menghasilkan
noise dimana noise ini tergantung pada nilai dari resistor dan ukurannya.
Carbon Film Resistor
Resistor jenis Carbon Film mempunyai karakteristik yang sama dengan
resistor carbon composition tetapi noise, voltage coefficient, temperature coefficient
nilainya lebih rendah. Carbon Film Resistor dibuat dengan memotong batangan
keramik yang panjang dan kemudian dicampur dengan material karbon. Frekuensi
respon dari resistor ini jauh lebih bagus dibandingkan dengan wirewound dan lebih
bagus lagi dibandingkan dengan carbon composition dimana wirewound akan
menjadi suatu induktansi ketika frekuensinya rendah dan akan menjadi kapasitansi
apabila frekuensinya tinggi. Dan untuk carbon composition hanya menjadi
kapasitansi apabila dilalui oleh frekuensi tinggi dan frekuensi rendah.
9
Metal Film Resistor
Metal Film Resistor merupakan pilihan terbaik dari jenis resistor Carbon
composition dan carbon film. Karena resistor ini lebih akurat, tidak mempunyai
voltage coefficient, noise, dan temperature coefficient yang lebih rendah. Tetapi
resistor ini tidak sebagus jenis resistor Precision Wirewound. Bahan dasar pembuat
resistor ini adalah metal dan keramik. Bahan ini mirip seperti yang digunakan untuk
membentuk carbon film resistor.
Foil Resistor
Resistor ini mempunyai karakteristik yang sama dengan jenis metal film.
Kelebihan utama dibandingkan dengan metal film adalah tingkat kestabilannya yang
lebih tinggi, TCR paling kecil, dan frekuensi respon tinggi. Selain kelebihan terdapat
pula kelemahan, yaitu nilai maksimum dari resistor ini lebih kecil dari nilai resistor
metal film. Resistor ini biasanya dipakai di dalam starin gauge, nilai strain dapat
diukur berdasarkan perubahan nilai resistansinya. Ketika digunakan sebagai strain
gauge, foil-nya dipasangkan di suatu substrate fleksibel sehingga dapat dipasang di
daerah tempat pengukuran starin dilakukan.
Power Film Resistor
Material yang digunakan untuk membuat resistor ini sama dengan jenis metal
film dan carbon film. Tetapi karakteristik dayanya lebih tinggi. Power film resistor
mempunyai nilai yang lebih tinggi dan respon frekuensi yang lebih baik
dibandingkan power wirewound resistor. Resistor ini banyak digunakan untuk
aplikasi power karena membutuhkan frekuensi respon yang baik, daya yang tinggi,
dan nilai yang lebih besra daripada power wirewound resistor. Biasanya komponen
ini memiliki toleransi yang cukup lebar.
Resistor Tidak Tetap (variable resistor)
Yaitu resistor yang nilainya dapat berubah-ubah dengan jalan menggeser atau
memutar toggle pada alat tersebut, sehingga nilai resistor dapat kita tetapkan sesuai
10
dengan kebutuhan. Berfungsi sebagai pengatur volume (mengatur besar kecilnya
arus), tone control pada sound system, pengatur tinggi rendahnya nada (bass/treble)
serta berfungsi sebagai pembagi tegangan arus dan tegangan.
Resistor NTC dan PTC.
NTC (Negative Temperature Coefficient), yaitu resistor yang nilainya akan
bertambah kecil bila terkena suhu panas. Sedangkan PTC (Positive Temperature
Coefficient), yaitu resistor yang nilainya akan bertambah besar bila temperaturnya
menjadi dingin.
Resistor LDR
LDR (Light Dependent Resistor) yaitu jenis resistor yang berubah
hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila terkena cahaya gelap nilai tahanannya
semakin besar, sedangkan bila terkena cahaya terang nilainya menjadi semakin
kecil.
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 Seri
Rangkaian resistor secara seri akan mengakibatkan nilai resistansi total semakin
besar.
Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara seri.
11
Dan pada rangkaian resistor seri berlaku rumus :
Rangkaian Paralel
Pada rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti
semakin kecil. Di bawah ini contoh resistor yang dirangkai secara paralel :
Dan pada rangkaian resistor paralel berlaki rumus :
Nilai-nilai standar resistor
Tidak semua nilai resistansi tersedia di pasaran. Tabel 1.2 adalah contoh tabel nilai
resistansi resistor standard yang beredar dipasaran. Data mengenai resistor yang ada
di pasaran bisa didapat dari Data Sheet yang dikeluarkan oleh pabrik pembuat
resistor.
12
Tabel 3.2 Nilai standard resistor
13
Di bawah ini beberapa rumus (Hukum Ohm) yang sering dipakai dalam perhitungan
elektronika :
Di mana :
V = tegangan dengan satuan Volt
I = arus dengan satuan Ampere
R = resistansi dengan satuan Ohm
P = daya dengan satuan Watt
Untuk menghasilkan arus listrik pada suatu rangkaian tertutup maka
dibutuhkan beda potensial. Salah satu cara menghasilkan beda potensial pada sebuah
rangkaian tertutup ialah digunakannnya baterai. Pada eksperimen ini, kita akan
melihat bahwa arus yang mengalir sebanding dengan beda potensial yang diberikan
pada ujung-ujung kawat. Bila dipandang arus listrik merupakan aliran electron ,
akan didapati bahwa aliran arus listrik tidak semata-mata bergantung pada beda
potensial tetapi juga karena adanya hambatan di penghantar tersebut.
14
Gambar 3.5 Rangkaian Tertutup Resistor
IV. Prosedur Eksperimen
3. Mengaktifkan Web cam dengan cara mengklik icon video pada halaman web r-
Lab.
4. Memperhatikan tampilan video dari peralatan yang digunakan.
5. Memberikan beda potensial dengan memberi tegangan V1.
6. Mengaktifkan power supply/baterai dengan mengklik radio button di sebelahnya.
7. Mengukur beda potensial dan arus yang terukur pada hambatan.
15
8. Mengulangi langkah 3 hingga 5 untuk beda potensial V2 hingga V8.
V. Pengolahan Data dan Evaluasi
a. Pengolahan Data
No V (Volt) I (mA)
1.0,25 9,05
2.0,25 9,05
3.0,25 9,05
4.0,25 9,05
5.0,25 9,05
6.0,53 18,28
7.0,53 18,28
8.0,53 18,28
9.0,53 18,28
10.0,53 18,28
11.0,77 26,61
12.0,78 26,43
13.0,77 26,61
14.0,77 26,79
15.0,77 26,61
16.1,06 36,02
17.1,06 36,39
18.1,06 36,02
19.1,06 36,2
20.1,06 36,02
21.1,31 45,44
22.1,32 45,26
23.1,32 44,89
24.1,32 45,07
25.1,32 45,44
26.1,67 57,93
27.1,67 57,02
28.1,67 57,2
16
29.1,67 57,56
30.1,67 57,38
31.1,84 63,54
32.1,84 63,9
33.1,86 62,81
34.1,84 63,36
35.1,84 63,9
36.2,12 72,59
37.2,12 72,59
38.2,12 72,59
39.2,12 72,59
40.2,12 72,59
Tabel 5.1 Tabel Data Pengamatan
1. Dapatkan nilai rata-rata beda potensial yang terukur dan arus yang terukur untuk V1 ,
V2 , V3 hingga V8.
Tegangan V rata-rata
(volt)
I rata-rata (mA)
V1 0,25 9,05
V2 0,53 18,28
V3 0,772 26,61
V4 1,06 36,13
V5 1,318 45,22
V6 1,67 57,418
V7 1,844 63,502
V8 2,12 72,59
Tabel 5.2 Tabel Data Rata-rata Pengamatan
17
2. Buatlah grafik yang memperlihatkan hubungan V vs I!
a. Hubungan tegangan V1 dengan I
0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.50123456789
10
Hubungan Tegangan V1 dengan I
Series2Linear (Series2)
beda potensial (volt)
aru
s list
rik (
mA)
Grafik 5.1 Hubungan Tegangan V1 dengan I
b. Hubungan Tegangan V2 dengan I
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.102468
101214161820
Hubungan Tegangan V2 dengan I
Series2Linear (Series2)
beda potensial (volt)
arus
list
rik (m
A)
Grafik 5.2 Hubungan Tegangan V2 dengan I
18
c. Hubungan Tegangan V3 dengan I
0.768 0.77 0.772 0.774 0.776 0.778 0.78 0.78226.2
26.3
26.4
26.5
26.6
26.7
26.8
26.9
Hubungan Tegangan V3 dengan I
Series2Linear (Series2)
beda potensial (volt)
arus
list
rik (m
A)
Grafik 5.3 Hubungan Tegangan V3 dengan I
d. Hubungan Tegangan V4 dengan I
1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.235.8
35.9
36
36.1
36.2
36.3
36.4
36.5
Hubungan Tegangan V4 dengan I
Series2Linear (Series2)
beda potensial (volt)
arus
list
rik (m
A)
Grafik 5.4 Hubungan Tegangan V4 dengan I
19
e. Hubungan Tegangan V5 dengan I
1.308 1.31 1.312 1.314 1.316 1.318 1.32 1.32244.644.744.844.9
4545.145.245.345.445.5
Hubungan tegangan V5 dengan I
Series2Linear (Series2)
beda potensial (volt)
arus
list
rik (m
A)
Grafik 5.5 Hubungan Tegangan V5 dengan I
f. Hubungan Tegangan V6 dengan I
1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.456.456.656.8
5757.257.457.657.8
5858.2
Hubungan Tegangan V6 dengan I
Series2Linear (Series2)
beda potensial (volt)
arus
list
rik (m
A)
Grafik 5.6 Hubungan Tegangan V6 dengan I
20
g. Hubungan Tegangan V7 dengan I
1.835 1.84 1.845 1.85 1.855 1.86 1.86562.262.462.662.8
6363.263.463.663.8
64
Hubungan Tegangan V7 dengan I
Series2Linear (Series2)
beda potensial (volt)
arus
list
rik (m
A)
Grafik 5.7 Hubungan Tegangan V7 dengan I
h. Hubungan Tegangan V8 dengan I
2 2.5 3 3.5 4 4.50
10
20
30
40
50
60
70
80
Hubungan Tegangan V8 dengan I
Series2Linear (Series2)
beda potensial (volt)
arus
list
rik (m
A)
Grafik 5.8 Hubungan Tegangan V8 dengan I
21
Hubungan Tegangan Rata-rata dengan Arus Listrik Rata-rata
0 0.5 1 1.5 2 2.50
1020304050607080
9.0518.28
26.6136.13
45.22
57.41863.502
72.59f(x) = 34.1601124203356 x + 0.261585601488775R² = 0.999923405204158
Hubungan Tegangan Rata-rata dengan arus listrik rata-rata
Series2Linear (Series2)Linear (Series2)
beda potensial (volt)
arus
list
rik (m
A)
Grafik 5.9 Hubungan Tegangan Rata-rata dengan Arus Listrik rata-rata
3. Bagaimanakah bentuk kurva hubungan V vs I , jelaskan mengapa bentuknya seperti
itu !
0 0.5 1 1.5 2 2.50
1020304050607080
9.0518.28
26.6136.13
45.22
57.41863.502
72.59f(x) = 34.1601124203356 x + 0.261585601488775R² = 0.999923405204158
Hubungan Tegangan Rata-rata dengan arus listrik rata-rata
Series2Linear (Series2)Linear (Series2)
beda potensial (volt)
arus
list
rik (m
A)
Pada grafik di atas ini menunjukkan grafik yang linear yang membuktikan
bahwa terjadi hubungan yang berbading lurus. Hubungan ini menyebabkan apabila
beda potensial yang diberikan pada resistor semakin besar maka arus listrik yang
22
dihasilkan akan semakin besar juga. Apabila ditulis dalam sebuah rumus seperti V =
xI.
Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan percobaan sampai pada
tegangan ke delapan. Oleh karena itu, dalam praktikum ini, terdapat delapan macam
variasi data. Persamaan garis dari grafik hubungan tegangan dengan kuat arus
merupakan persamaan linear (y = mx+b) :
m=n∑ x i y i−(∑ x i ) (∑ y i)
n∑ x i2−(∑ x i)
2
b=∑ xi
2∑ y i−(∑ x i) (∑ x i y i )n∑ x i
2−(∑ x i )2
Namun, dengan menggunakan chart dalam Microsoft Excel, praktikan dapat
mengetahui langsung persamaan garis yang dimaksud, yaitu :
y = 34,16 x + 0,261
R² = 0.999
V Xi Yi X i2 Y i
2XY
V1 0,25 9,050,0625 81,9025 2,2625
V2 0,53 18,280,2809 334,1584 9,6884
V3 0,772 26,610,595984 708,0921 20,54292
V4 1,06 36,131,1236 1305,377 38,2978
V5 1,318 45,221,737124 2044,848 59,59996
V6 1,67 57,4182,7889 3296,827 95,88806
V7 1,844 63,5023,400336 4032,504 117,0977
V8 2,12 72,594,4944 5269,308 153,8908
∑9,564 328,8 14,48374 17073,02 497,2681
∑2
91,4701108109,
4
247275,6
Dengan kesalahan:
23
δy=√( 1n−2 )[∑ y i
2−∑ x i
2 (∑ y i )2−2∑ x i (∑ x i y i )∑ y i+n (∑ x i y i )
2
n∑ x i2− [∑ x i ]
2 ]¿√( 1
8−2 )[17073,02−14,48374(108109,4 )−2(9,564 )(497,2681)(328,8)+8(247275,6)
8 (14,48374 )−91,4701 ]δy=¿0,21316
Jadi, y ±δy = y ± 0,21316
δm=δy √ n
n∑ xi2−(∑ x i )
2
δm=0,21316√ 88 (14,48374 )−91,4701
δm=0,122056
Jadi, m ± δm = 34,16 ± 0,122056
kesalahan relatif = δmm
kesalahan relatif =|0,12205634,16
x 100 %|kesalahan relatif =0,3573 %
δb=δy√ ∑ x i2
n∑ x i2−(∑ xi )
2
δb=0,21316√ 14,483748 (14,48374 )−91,4701
δb=0,1642
Jadi, b ± δb = 0,261 ± 0,1642
Kesalahan Literatur=|R−R literatur
Rliteratur|x100 %
Kesalahan Literatur=|34,16−28,9303528,93035 |x 100%
Kesalahan Literatur=0,1807 %
24
Kekuatan Hubungan antara x dan y dapat dihitung dari koefisien korelasi:
r(xi, yi)=0,999
4. Berdasarkan kurva grafik V vs I berapakah nilai hambatan yang digunakan?
V= I . R
R=VI
Tegangan V rata-rata (volt) I rata-rata (A) R rata-rata (ohm)
V1 0,25 0,0090527,62431
V2 0,53 0,0182828,99344
V3 0,772 0,0266129,01165
V4 1,06 0,0361329,3385
V5 1,318 0,0452229,1464
V6 1,67 0,05741829,08496
V7 1,844 0,06350229,03846
V8 2,12 0,0725929,20512
Rata-rata 1,1955 0,0411 28,93035
Dapat disimpulkan bahwa nilai hambatan yang akan diperoleh dengan
perhitungan V1,V2, V3, V4, V5, V6, V7, dan V8 dengan nilai I yang diukur yaitu
28,93035 Ohm.
b. Analisis
Percobaan yang diamati praktikan kali ini adalah percobaan “Karakteristik
Resistor”. Dalam percobaan ini praktikan diminta untuk mengukur beda potensial
pada resistor dan arus listrik yang mengalir pada rangkaian listrik tertutup dengan
pemberian beda potensial sumber tegangan yang berbeda-beda mulai dari tegangan
pertama sampai dengan tegangan ke delapan sehingga dari hasil yang diperoleh
dapat diketahui pengaruh hambatan resistor terhadap besarnya arus yang mengalir
pada rangkain listrik tertutup tersebut. Pada bagian ini praktikan akan mencoba
25
untuk menganalisis percobaan yang telah diamati. Analisis ini berupa analisis
percobaan, hasil, dan grafik.
Pada bagian analisis percobaan akan dijelaskan mengenai faktor-faktor yang
memengaruhi hasil atau data pengamatan dari percobaan dan gejala-gejala fisik yang
terjadi selama percobaan berlangsung. Setelah memperoleh variasi data dan
mengolah data tersebut ,akan diperoleh hasil yang nantinya akan diketahui apakah
terdapat kesalahan atau tidak, dan akan dianalisis faktor–faktor yang menyebabkan
kesalahan tersebut. Sedangkan pada bagian analisis grafik, akan dianalisis grafik
yang terbentuk dari data-data pengamatan hasil percobaan. Dari analisis grafik
tersebut, akan diketahui besar kesalahan relatif yang terdapat pada data pengamatan
hasil percobaan.
Analisis percobaan
Pada saat melakukan percobaan terdapat beberapa gejala fisis yang dapat
mempengaruhi data dari hasil percobaan yang diamati. gejala-gejala fisis yang
mungkin saja terjadi pada saat melakukan percobaan adalah sebagi berikut:
o Perubahan suhu lingkungan setiap kali dilakukannya percobaan. Seperti yang
diketahui, suhu lingkungan pastilah berubah-ubah sesuai dengan berjalannya waktu.
Suhu lingkungan pada malam hari cenderung lebih rendah dari suhu lingkungan
pada siang hari. Suhu lingkungan sendiri sangat memengaruhi kerja sistem (dalam
hal ini adalah rangkaian), karena resistor sebagai salah satu komponen rangkaian
memiliki ketergantungan terhadap suhu. Jika suhu naik, maka hambatan jenis
(resistivitas) resistor juga naik.
o Penggunaan peralatan yang intens dapat menurunkan fungsi peralatan
tersebut. Pada percobaan kali ini contohnya adalah resistor yang digunakan. Jika
resistor sering digunakan, maka nilai guna dari resistor tersebut akan berkurang dan
resistensinya semakin tinggi. Kemudian pada penggunaan adjustable power supply
juga dapat mempengaruhi data yang diperoleh.power supply digunakan dalam
percobaan ini agar daya listrik yang digunakan tetap konstan untuk menghasilkan
arus dan tegangan listrik yang digunakan. Namun tidak selamanya power supply ini
dapat menghasilkan kekuatan listrik yang konstan.selain itu praktikan juga tidak
dapat mengetahui jenis dan penampang kawat yang digunakan dalam percobaan
ini,apakah terdapat daya yang terdisipasi dalam percobaan ini.
26
Gejala fisis lain yang memungkinkan praktikan kurang akurat dalam
memperoleh data percobaan adalah waktu melakukan percobaan. Pada percobaan
ini, praktikan tidak dapat menentukan kondisi seperti apa yang dapat menghasilkan
data pengamatan yang tepat ataupun akurat. Praktikan juga tidak mengetahui waktu
yang tepat untuk melakukan percobaan. praktikan diberi kebebasan untuk
melakukan percobaan kapan saja, entah itu siang, dimana suhu lingkungan tinggi;
malam ataupun pagi, dimana suhu lingkungan saat itu lebih rendah dibandingkan
suhu lingkungan pada siang hari.
Analisis Hasil
Pada percobaan ini dihasilkan 40 macam data dengan variansi beda potensial.
Hal ini digunakan untuk melihat pengaruh arus listrik dan beda potensial yang
dihasilkan pada rangkaian listrik tertutup yang melewati hambatan resistor yang
nilainya selalu tetap dengan nilai beda potensial yang berbeda-beda.
Pengolahan data yang kita lakukan ini bertujuan untuk mempelajari hubungan
antara beda potensial (V) dan arus listrik (I) pada suatu resistor dalam rangkaian
listrik tertutup. Dalam mengolah data ini untuk menghasilkan data yang diminta
praktikan menggunakan hubungan dimana tegangan yang dihasilkan oleh power
suply sebanding dengan arus listrik dan juga besarnya hambatan dalam rangkaian
tertutup.
Adapun hasil yang praktikan dapatkan dalam mengolah data percobaan dengan
menggunakan metode Least square ini yaitu nilai gradien dan standart deviasi dari
hasil percobaan. Nilai gradien dalam percobaan ini adalah sebesar 34,16 dengan
nilai standar deviasinya sebesar 0,122056. Sehingga nilainya menjadi
R=m± δm=34,16 ±0,122056. Selain nilai gradien dari percobaan ini praktikan juga
mendapatkan kesalahan relatif dalam percobaan ini yaitu sebesar 0.3 573 %.
Adapun gradien hasil percobaan ini nantinya akan dibandingkan dengan
gradien hasil literatur, dengan beberapa asumsi atau pendekatan sebagai berikut:
Gradien literatur yang digunakan menggunakan teori hukum
ohm,dimana tegangan rata-ratanya didapatkan dari R=VI
27
Dari pendekatan tersebut diperoleh nilai gradien literatur sebesar 28,93035
ohm. Sehingga kesalahan literatur yang diperoleh dalam percobaan ini adalah
sebesar 0,1807%. Jika dilihat kesalahan literatur dan kesalahan relatif dalam
percobaan ini nilainya cukup kecil, sehingga dapat dikatakan bahwa data yang
diambil dalam percobaan ini cukup valid. Kesalahan literatur dan kesalahan relatif
dalam percobaan ini terjadi karena ketidakakuratan yang disebabkan adanya faktor-
faktor kesalahan dalam percobaan. Faktor-faktor kesalahan ini sendiri terbagi
menjadi dua macam, yaitu kesalahan acak dan kesalahan sistimatik. Kesalahan acak
terbagi menjadi dua, yaitu kesalahan acak yang bersumber pada pengamatan dan
kesalahan acak yang bersumber pada lingkungan. Jenis kesalahan acak yang terjadi
pada percobaan ini adalah kesalahan acak yang bersumber pada lingkungan.yaitu
ketidak tepatan waktu melakukan percobaan yang dapat mempengaruhi hasil
percobaan. Sedangkan kesalahan sistimatik terbagi menjadi empat macam, tetapi
kesalahan sistimatik yang terjadi selama percobaan hanya kesalahan sistimatik
instrumental.yaitu Seharusnya nilai tegangan selalu bersifat konstan pada percobaan
yang dilakukan dengan besar tegangan yang sama. Namun dalam sekali percobaan
menggunakan nilai tegangan yang sama terkadang terjadi kenaikan ataupun
penurunan tegangan listrik.
Analisis Grafik
Pada bagian akan dianalisis grafik yang dihasilkan dalam percobaan ini. grafik
tersebut menunjukkan pengaruh beda potensial terhadap arus waktu dalam rangkain
tertutup, dengan 8 macam pemberian beda potensial mulai dari tegangan 1 hingga
tegangan delapan.Tiap ukuran beda potensial ini memiliki 5 macam data. Hal ini
dilakukan untuk mendapatkan nilai keakuratan yang tepat dalam percobaan ini.
1. Grafik pengaruh beda potensial terhadap arus listrik
Grafik beda potensial terhadap arus listrik ini menunjukan hubungan antara
beda potensial sebagai faktor yang mempengaruhi (X) dengan arus listrik sebagai
faktor yang dipengaruhi (Y) yang diberikan pada variansi tegangan yang berbeda-
beda sesuai dengan prosedur percobaan. Pada grafik ini tegangan yang digunakan
adalah tegangan rata-rata dari tiap percobaan. Persamaan linearnya y = ax + b yang
praktikan dapatkan pada grafik. Pada saat nilai tegangan 0,25 volt maka arus listrik
mengalami nilai terendah yaitu 0,00905 ampere, sedangkan ketika tegangan
dinaikan hingga 2,12 volt, arus listrik mencapai nilai tertinggi menjadi 0,07259
ampere. Pengaruh beda potensial terhadap arus listrik ini menunjukkan gradien
28
kemiringan yang bernilai positif. Nilai positif ini menunjukkan bahwa grafik
tersebut bergerak dari kiri bawah menuju ke kanan atas dimana nilai yang dihasilkan
akan semakin besar dengan penambahan dari variabel x dan y. Untuk setiap
penambahan beda potensial, jika tegangan bertambah 1 volt maka arus listrik juga
mengalami kenaikan karena jika dilihat dari bentuk grafik hubungan antara beda
potensial dengan arus listrik adalah berbanding lurus. Dan resistor dalam percobaan
ini dainggap bernilai tetap,sehingga jika tegangan dinaikan nilai resistor apabila
dicari menggunakan hukum ohm,maka nilainya tidak berubah terlalu jauh. Nilai
gradien yang didapatkan dalam grafik sebesar y = 34,16x + 0,261
dan R² = 0,999.
I.Kesimpulan
o Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan
simbol Ω (Omega).Di dalam rangkaian elektronika, resistor dilambangkan dengan
huruf “R“.
o Resistor berfungsi sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus yang
mengalir dalam suatu rangkaian
o Persamaan linear y = ax + b yang ada pada grafik bernilai positiv yang
menunjukkan bahwa semakin besar nilai arus listrik maka semaikin besar juga beda
potensialnya. Dengan kata lain, antara arus listrik denga beda potensialnya
berbanding lurus, sedangkan dengan resistornya berbanding terbalik
o Rangkaian resistor secara serial akan mengakibatkan nilai resistansi total
semakin besar. Pada rangkaian resistor serial berlaku rumus :
Rtotal=R1+R2+R3+....Rn
o rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti
semakin kecil.Pada rangkaian resistor paralel berlaku rumus :
1Rtotal
= 1R 1
+ 1R 2
+ 1R 3
+…1
Rn
o Dari data diperoleh bahwa nilai R=m± δm=34,16 ±0,122056. Dari hasil ini
diperoleh kesalahan relatif sebesar 0.3 573 %. dan kesalahan literatur sebesar
0,1807% sehingga dapat dikatakan bahwa data yang diambil dalam percobaan ini
cukup valid.
29
o Dari grafik diperoleh jika nilai tegangan yang diberikan semakin besar maka
arus yang dihasilkan dalam rangkaian tertutup satu arah akan semakin besar
pula.Karena sesuai dengan aturan hukum ohm, bahwa kuat arus listrik berbanding
lurus dengan beda potensial apabila resistor yang digunakan adalah tetap.
II.Referensi
Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice
Hall, NJ, 2000.
Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended
Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.
Lampiran
Data Percobaan LR 04
No V (Volt) I (mA)
1.0,25 9,05
2.0,25 9,05
3.0,25 9,05
4.0,25 9,05
5.0,25 9,05
6.0,53 18,28
7.0,53 18,28
8.0,53 18,28
9.0,53 18,28
10.0,53 18,28
11.0,77 26,61
12.0,78 26,43
13.0,77 26,61
14.0,77 26,79
15.0,77 26,61
16.1,06 36,02
17.1,06 36,39
18.1,06 36,02
30
19.1,06 36,2
20.1,06 36,02
21.1,31 45,44
22.1,32 45,26
23.1,32 44,89
24.1,32 45,07
25.1,32 45,44
26.1,67 57,93
27.1,67 57,02
28.1,67 57,2
29.1,67 57,56
30.1,67 57,38
31.1,84 63,54
32.1,84 63,9
33.1,86 62,81
34.1,84 63,36
35.1,84 63,9
36.2,12 72,59
37.2,12 72,59
38.2,12 72,59
39.2,12 72,59
40.2,12 72,59
31
Grafik Hubungan Tegangan dengan Arus Listrik
32
top related