KARAKTERISTIK RANGKAIAN LISTRIK
KARAKTERISTIK RANGKAIAN
LISTRIK
1. Mampu merangkai ranngkaian listrik dari hambatan yang dipasang seri dan pararel
2. Menentukan hubungan antara hambata, antara tegangan dan arus listrik pada rangkaian yang dipasang seri dan pararel
TINJAUAN TEORI
Bila sebuah komponen listrik, misalnya lampu diberikan beda potensial atau tegangan listrik, maka lampu akan dialiri arus listrik. Syarat arus listrik dapat mengalir pada hambatan yaitu rangkaian hharus tertutup dan harus terdapat beda potensial antara kedua titik dalam rangkaian listrik.
Jika lampu yang dipasang sebagai hambatan dari rangkaian listrik, maka besar hambatan lampu berdasarkan hukum ohm adalah:
V = I.R ................................................................................................................................ (3.1)
Dimana : V = Tegangan listrik (Volt)
I = Arus listrik yang mengalir pada hambatan (A)
R = Hambatan atau tahanan listrik (Ohm)
Pada saat malam hari, di rumah kita banyak dipasang lampu-lampu yang menyalanya sesuai dengan keinginan kita. Kita dapat menyalakan semua lampu atau tidak tergantung keperluan kita masing-masing . Dalam kehidupan sehari-hari , kita sering melakukan penyambungan lampu baik secara seri maupun secara pararel. Hambatan pada lampu yang dipasang secara pararel, kuat arus listrik dalam suatu rangkaian tak bercabang, besarnya selalu sama. Lampu-lampu di rumah kita pada umumnya terpasang secara paralel. Pada kenyataannya rangkaian listrik biasanya terdiri banyak hubungan sehingga akan terdapat bnyak cabang maupun titik simpul. Titik simpul adalah titik pertemuan dua cabang atau lebih. Penyelesaian dalam masalah rangkaian listrik yang terdapat banyak cabang atau simpul itu digunakan Hukum I dan II kirchoff.
Hukum I Kirchoff :
“Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang keluar dari cabang tersebut “.
secara matematika dituliskan sebagai berikut :
Σ Imasuk = Σ Ikeluar ........................................................................................................ (3.2)
bagaimana tentang hubungan antar hambatan-hambatan listrik? Misalkan kita mempunyai lampu pertama dan kedua yang dianggap sebagai hambatan listrik (R1) dan hambatan listrik (R2). Seperti ditunjukkan pada gambar 3.1.
R1 R2
Gambar 3.1 Hambatan listrik
Gambar 3.1 Hambatan listrik
gambar 3.2 tersebut secara matematis adalah:
Rs = R1 + R2...................................................................................................................(3.2)
R1 R2 RS
Gambar 3.2 Dua hambatan listrik disusun seri
Hambatan pengganti untuk rangkaian hambatan R1
dan R2 yang disusun secara pararel seperti pada gambar 3.3
Rp
R2
Gambar 3.3 Dua Hambatan listrik disusun pararel
Besar rangkaian hambatan pengganti adalah
Aplikasi
rangkaian seri untuk pembagi tegangan ditunjukkan pada gambar 3.4 berikut
R1 V1
+
- V
- V
R2 V2
Gambar 3.4 rangkaian seri untuk pembagi tegangan
Penerapan hokum
Ohm untuk gambar rangkaian seri adalah
V1 = IR1 dan V2 = IR2 atau
V1 = IR1 dan V2 = IR2 atau
- R1 R2
Gambar 3.5. Rangkaian pararel untuk pembagi aliran arus listrik
Penerapan
hukum I kirchoff pada rangkaian pararel
pembagi aliran arus listrik adalah:
I = I1 + I2 .................................................................................................................. (3.6)
Dengan mensubstitusikan persamaan 3.1, maka diperoleh :
............................
(3.7)
I = I1 + I2 .................................................................................................................. (3.6)
Dengan mensubstitusikan persamaan 3.1, maka diperoleh :
ALAT DAN BAHAN
1. Ampere meter
2. Voltmeter
3. Lampu LED
4. Kabel Penghubung
5. Sumber tegangan Listrik DC
6. Beberapa hambatan listrik
7. Papan sirkuit yang sudah dirangkai
1. Ampere meter
2. Voltmeter
3. Lampu LED
4. Kabel Penghubung
5. Sumber tegangan Listrik DC
6. Beberapa hambatan listrik
7. Papan sirkuit yang sudah dirangkai
1. Apa yang dimaksud dengan arus listrik?
2. Apakah syarat dari suatu rangkaian agar arus listrik dapat mengalir pada suatu hambatan?
3. Apakah membedakan antara hambatan ohmik dan non-ohmik?
4. Sebutkan hukum kirchoff I?
5. Gambarkan suatu rangkaian hambatan yang dipasang secara seri dan pararel?
JAWABAN
1. Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan dari pergerakan elektron-elektron, mengalir melalui suatu titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu.
2. Harus terdapat perbedaan potensial
3. Ohmik = sifat kelistrikan suatu benda yang mengikuti hukum ohm
non-ohmik = sifat kelistrikan suatu benda yang tidak mengikuti hukum ohm
4. Hukum I Kirchoff :
“Jumlah kuat arus yang masuk ke suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang keluar dari cabang tersebut “.
5.
R1 R3
R2
PROSEDUR PERCOBAAN
1. Menyiapkan papan sirkuit yang telah dirangkai.
2. Memasang sumber tegangan listrik DC / Baterai
3. Memasang lampu LED dan Hambatan R1 dan R2 pada papan sirkuit secara seri
4. Mencatat tegangan pada sumber tegangan listrik DC / Baterai
5. Mengukur beda potensial antar ujung hambatan R1 dan R2
6. Mengukur arus listrik yang mengalir pada kedua ujung hambatan R1 dan R2
7. Menuliskan hasil pengukuran beda potensial dan arus listrik pada table pengamatan
8. Lakukan pengukuran sebanyak 5 kali pengukuran
9. Mengganti rangkaian dengan memasang lampu LED dan Hambatan R1 dan R2 pada papan sirkuit secara pararel
10. Mencatat tegangan pada sumber tegangan listrik DC/Baterai
11. Mengukur beda potensial antar ujung Hambatan R1 dan R2
12. Mengukur arus listrik yang mengalir pada kedua ujung hambatan R1 dan R2
13. Menuliskan hasil pengukuran beda potensial dan arus listrik pada tabel pengamatan
14. Lakukan pengukuran sebanyak 5 kali pengukuran
1. Menyiapkan papan sirkuit yang telah dirangkai.
2. Memasang sumber tegangan listrik DC / Baterai
3. Memasang lampu LED dan Hambatan R1 dan R2 pada papan sirkuit secara seri
4. Mencatat tegangan pada sumber tegangan listrik DC / Baterai
5. Mengukur beda potensial antar ujung hambatan R1 dan R2
6. Mengukur arus listrik yang mengalir pada kedua ujung hambatan R1 dan R2
7. Menuliskan hasil pengukuran beda potensial dan arus listrik pada table pengamatan
8. Lakukan pengukuran sebanyak 5 kali pengukuran
9. Mengganti rangkaian dengan memasang lampu LED dan Hambatan R1 dan R2 pada papan sirkuit secara pararel
10. Mencatat tegangan pada sumber tegangan listrik DC/Baterai
11. Mengukur beda potensial antar ujung Hambatan R1 dan R2
12. Mengukur arus listrik yang mengalir pada kedua ujung hambatan R1 dan R2
13. Menuliskan hasil pengukuran beda potensial dan arus listrik pada tabel pengamatan
14. Lakukan pengukuran sebanyak 5 kali pengukuran
TUGAS AKHIR
1. Bagaimana hubungan antar hambatan yang dipasang secara seri dan pararel?
2. Bagaimana karakteristik tegangan dan arus listrik dari rangkaian yang dipasang secara seri?
3. Bagaimana karakteristik tegangan dan arus dari rangkaian yang dipasang secara pararel?
4. Hitung besar hambatan masing-masing R1 dan R2?
5. Tentukan besar hambatan pengganti dari rangkaian seri dan pararel?
JAWABAN
1. hambatan disusun secara seri atau berderet, maka hambatan semakin besar, sehingga akan mengurangi besarnya arus listrik yang mengalir pada rangkaian .sedangkan Apabila beberapa hambatan disusun secara paralel atau berjajar, maka hambatan total semakin kecil, hambatan yang disusun secara paralel berfungsi untuk membagi arus listrik yang mengalir .
2. Rangkaian seri memiliki kelebihan yaitu kuat arus listrik (I) yang mengalir pada tiap bagian sama, lampu lebih terang, lebih sederhana dan memerlukan sedikit kabel
3. Rangkaian paralel memiliki kelebihan yaitu tegangan (V) yang mengalir pada tiap bagian sama, serta bila satu bagian terputus tidak mempengaruhi yang lain dan lebih hemat listrik
4. R1 dan R2 = 100Ω
5. Rumus Hambatan Pengganti Pada Rangkaian Seri:
R = R1 + R2 + R3 + …
Rumus Hambatan Pengganti Pada Rangkaian Paralel:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
di mana R1, R2, dan R3 adalah hambatan-hambatan pada rangkaian
Pembahasan:
Hambatan pengganti adalah besarnya hambatan setara dengan total hambatan yang dihasilkan semua hambatan-hambatan di suatu rangkaian listrik. Besar dan cara perhitungan hambatan pengganti dihitung dengan cara yang berbeda pada rangkaian listrik yang tersusun secara berurutan atau seri dengan pada rangkaian yang tersusun secara sejajar atau paralel.
A. Hambatan Pengganti Pada Rangkaian Seri
Pada rangkaian seri, besar dari hambatan pengganti (R) nilainya adalah sama dengan penjumlahan sederhana dari seluruh hambatan pada rangkaian. Atau bila ditulis dengan rumus menjadi:
R = R1 + R2 + R3 + …
Misalnya, bila pada rangkaian seri besar hambatan adalah R1 = 100 ohm, R2 = 100 ohm, maka besar hambatan pengganti adalah:
R = R1 + R2
= 100 + 100
= 200 ohm
1. Bagaimana hubungan antar hambatan yang dipasang secara seri dan pararel?
2. Bagaimana karakteristik tegangan dan arus listrik dari rangkaian yang dipasang secara seri?
3. Bagaimana karakteristik tegangan dan arus dari rangkaian yang dipasang secara pararel?
4. Hitung besar hambatan masing-masing R1 dan R2?
5. Tentukan besar hambatan pengganti dari rangkaian seri dan pararel?
JAWABAN
1. hambatan disusun secara seri atau berderet, maka hambatan semakin besar, sehingga akan mengurangi besarnya arus listrik yang mengalir pada rangkaian .sedangkan Apabila beberapa hambatan disusun secara paralel atau berjajar, maka hambatan total semakin kecil, hambatan yang disusun secara paralel berfungsi untuk membagi arus listrik yang mengalir .
2. Rangkaian seri memiliki kelebihan yaitu kuat arus listrik (I) yang mengalir pada tiap bagian sama, lampu lebih terang, lebih sederhana dan memerlukan sedikit kabel
3. Rangkaian paralel memiliki kelebihan yaitu tegangan (V) yang mengalir pada tiap bagian sama, serta bila satu bagian terputus tidak mempengaruhi yang lain dan lebih hemat listrik
4. R1 dan R2 = 100Ω
5. Rumus Hambatan Pengganti Pada Rangkaian Seri:
R = R1 + R2 + R3 + …
Rumus Hambatan Pengganti Pada Rangkaian Paralel:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …
di mana R1, R2, dan R3 adalah hambatan-hambatan pada rangkaian
Pembahasan:
Hambatan pengganti adalah besarnya hambatan setara dengan total hambatan yang dihasilkan semua hambatan-hambatan di suatu rangkaian listrik. Besar dan cara perhitungan hambatan pengganti dihitung dengan cara yang berbeda pada rangkaian listrik yang tersusun secara berurutan atau seri dengan pada rangkaian yang tersusun secara sejajar atau paralel.
A. Hambatan Pengganti Pada Rangkaian Seri
Pada rangkaian seri, besar dari hambatan pengganti (R) nilainya adalah sama dengan penjumlahan sederhana dari seluruh hambatan pada rangkaian. Atau bila ditulis dengan rumus menjadi:
R = R1 + R2 + R3 + …
Misalnya, bila pada rangkaian seri besar hambatan adalah R1 = 100 ohm, R2 = 100 ohm, maka besar hambatan pengganti adalah:
R = R1 + R2
= 100 + 100
= 200 ohm
B. Hambatan Pengganti Pada Rangkaian Paralel
Pada rangkaian paralel, besar dari hambatan pengganti (R) nilainya adalah sebesar penjumlahan dengan rumus:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….
Misalnya bila pada rangkaian paralel besar hambatan adalah R1 = 100 ohm, R2 = 100 ohm, maka besar hambatan pengganti adalah:
1/R-total = 1/100Ω + 1/100Ω
1/R-total = 2/100Ω
R-total = 100Ω/2
R-total = 50Ω
Pada rangkaian paralel, besar dari hambatan pengganti (R) nilainya adalah sebesar penjumlahan dengan rumus:
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….
Misalnya bila pada rangkaian paralel besar hambatan adalah R1 = 100 ohm, R2 = 100 ohm, maka besar hambatan pengganti adalah:
1/R-total = 1/100Ω + 1/100Ω
1/R-total = 2/100Ω
R-total = 100Ω/2
R-total = 50Ω
|
Rangkaian Pararel
|
|||
|
Tegangan ∑ = 7.83 v
|
|||
|
R. Hambatan = 100 Ω
|
|||
|
V (L1 & L2) = 5.86 V
|
|||
|
NO
|
I L1
|
I L2
|
v ab
|
|
1
|
4.77
|
5.91
|
5.91
|
|
2
|
5.36
|
6.08
|
5.84
|
|
3
|
5.10
|
4.95
|
5.87
|
|
4
|
4.71
|
5.34
|
5.83
|
|
5
|
4.60
|
5.43
|
5.85
|
|
6
|
4.94
|
5.81
|
5.83
|
|
7
|
4.14
|
5.61
|
5.79
|
|
8
|
4.47
|
5.58
|
5.80
|
|
9
|
4.41
|
5.59
|
5.82
|
|
10
|
4.97
|
5.56
|
5.80
|
DATA HASIL PERCOBAAN
|
Rangkaian seri
|
|||||
|
Tegangan ∑ = 7.57 v
|
|||||
|
R. Hambatan = 100 Ω
|
|||||
|
Vab (L1 & L2) =
6.62 V
|
|||||
|
NO
|
VL1
|
VL2
|
I ab
|
||
|
1
|
3.75
|
2.61
|
3.06
|
||
|
2
|
3.72
|
2.61
|
3.81
|
||
|
3
|
3.75
|
2.61
|
4.31
|
||
|
4
|
3.73
|
2.61
|
3.39
|
||
|
5
|
3.68
|
2.61
|
3.84
|
||
|
6
|
3.79
|
2.61
|
4.17
|
||
|
7
|
3.72
|
2.61
|
4.17
|
||
|
8
|
3.75
|
2.61
|
4.32
|
||
|
9
|
3.69
|
2.61
|
3.94
|
||
|
10
|
3.66
|
2.61
|
4.28
|
||
PEMBAHASAN
Pada
praktikum ini memahami tentang hukum kirchoff , dimana hukum kirchoff ada 2
yaitu hukum tegangan kirchoff dan hukum arus kirchoff . Hukum tegangan kirchoff
menyatakan bahwa tegangan yang diberikan pada suatu rangkaian tertutup sama
dengan penjumlahan jatuh tegangan dalam rangkaian tersebut dan untuk hukum arus
kirchoff menyatakan bahwa penjumlahan arus yang masuk satu simpul sama dengan
jumlah arus yang meninggalkaan simpul tersebut . Dengan kata lain , penjumlahan
pada satu simpul harus sama dengan nol .
Pada
saat melaksanaan praktikum kita melakukan percobaan hokum kirchoff pada
rangkaian seri dan parallel. Pada rangkaian seri kita mendapatkan hasil untuk R
totalnya 104Ω, jika kita bandingkan antara hasil
pengukuran dan perhitungan dari nilai yang diperoleh adalah hampir sama untuk
rangkaian seri , dimana perbandingan antara pengukuran dan perhitungan tegangan
adalah 3.75 : 2,61 untuk V1 , dan 1,1 : 1,07 untuk V2 dan
V3 hal ini berarti membuktikan percobaan yang telah kita
lakukan sudah benar . dan untuk hokum kirchoff pada rangkaian parallel kita
dapatkan untuk resistansi penggantinya adalah 919,402 Ω. Untuk
membandingkan arus pada hasil pengukuuran dan perhitunagan perbedaan tidk
terlalu jauh dan untuk perbandingannya 0,9mA : 1mA untuk I1 dan
2,273 mA : 3,5 mA untuk I1 dn I2 . Percobaan
yang sudah dilakukan sudah benar akan tetapi kesalahan seperti ini disebabkan
kurang telitinya praktikan dan alat yang digunakan dala praktikum.
H. KESIMPULAN
Dari
percobaan yang telah yang dilakukan kita dapat simpulkan :
v Hukum tegangan kirchoff
merupakan tegangan yang diberikan pada suatu rangkaian tertutup sama dengan
penjumlahan tegangsan jatuh
v Hukum arus kirchoff
menyatakan penjumlahan rus yang masuk satu simpul sama dengan penjumlahan arus
yang meninggalkan simpul tersebut.
v Pada percobaan hokum
kirchoff pada rangkaian seri kita peroleh resistansi totalnya 104Ω,
dan tegangan masing – masing V1 = 2,8 V, V2 =
1,1v dan V3 = 1,1 v.
v Pada percobaan hokum
kirchoff pada rangkaian parallel kita peroleh resistansi penggantinya
919,402 Ω = 0,9 kΩ, dan untuk arus yang diperoleh I1 =
0,9 mA, I2= 2,273 mA dan I3= 2,273mA
v Jika dibandingkan antara
nilai dari perhitungan dan pengukuran sudah mendekati kesamaan.
0 Response to "KARAKTERISTIK RANGKAIAN LISTRIK"
Post a Comment