Laporan Praktikum LE Acara 1 - Muhammad Farhan Hidayat [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM LISTRIK DAN ELEKTRONIKA (TPT 1014) ACARA 1 RANGKAIAN-RANGKAIAN DC



Disusun oleh : Nama



: Muhammad Farhan Hidayat



NIM



: 20/460591/TP/12801



CO.ASS



: Shafa Anindha Nabila



LABORATORIUM ENERGI DAN MESIN PERTANIAN DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2021



ACARA I RANGKAIAN-RANGKAIAN DC



1. Tujuan: a. Mengenal kode warna resistor b. Mengenal prinsip kerja alat ukur DC c. Melatih penggunaan alat-alat tersebut pada rangkaian DC d. Memahami hukum ohm serta resistor yang linier dan non linier 2. Alat yang digunakan: a. Multimeter b. Voltmeter c. Amperemeter d. Experiment-board e. Resistor berbagai nilai dan berbagai toleransi 3. Prosedur praktikum: a. Asisten akan menjelaskan kode warna resistor b. Asisten akan menjelaskan bagian-bagian multimeter yang umum yaitu bagian Voltmeter-DC, Amperemeter-DC, Ohmeter, dan bagian Voltmeter-AC c. Asisten akan menjelaskan Sensitivity (Kepekaan) dan tahanan dalam yang dimiliki alat ukur d. Asisten akan menjelaskan perbedaan cara penggunaan dari bagian VoltmeterDC, Amperemeter-DC, Ohmeter, dan bagian Voltmeter-AC e. Praktikan melaksanakan pengamatan terhadap alat ukur f. Praktikan melaksanakan pengukuran dengan alat ukur. 4. Petunjuk Cara Penggunaan Alat Ukur Multimeter (=AVOmeter): Multimeter adalah alat ukur banyak fungsi, yang umumnya dapat difungsikan sebagai voltmeter DC, amperemeter DC, voltmeter AC, dan ohmmeter dengan mengatur posisi selector switchnya.



1. Cara penggunaan Voltmeter DC (pengukuran tegangan DC): 1. Yakinkan bahwa besar tegangan yang diukur tidak melampaui jangkau ukur tegangan dari voltmeter. Posisikan selector switch multimeter pada posisi DCV di jangkau ukur tegangan tertinggi. (Awas: Biasakan sebelum menghubungkan alat ukur ke rangkaian lihat dulu posisi selector switch dan sesuaikan posisinya dengan maksud anda. Jangan langsung menghubungkan alat ukur ke rangkaian tanpa melihat dan menyesuaikan posisi selector switch! Bisa rusak!) 2. Dengan memperhatikan polaritas tegangan. Colokkan probe +/plus (merah) ke ujung tegangan tinggi dari komponen yang ingin diukur serta probe -/minus/COM (hitam) ke ujung yang bertegangan rendah. (Jadi voltmeter harus disambung paralel dengan komponen yang akan diukur!) 3. Baca simpangan jarum pada skala yang sesuai dengan posisi selector switch. (Jika simpangan jarum kearah negatif berarti polaritasnya terbalik, sehingga probe + dicolokkan ke ujung yang lain dulu. Jika simpangan jarum ke arah positif berarti polaritasnya sudah betul) 2. Cara penggunaan Amperemeter DC (pengukuran arus DC): 1. Perhatikanlah bahwa besar arus yang akan diukur tidak melampaui jangkau ukur arus dari amperemeter). Posisikan selector switch pada posisi DCA (OC Ampere) pada posisi jangkau ukur arus tertinggi. Perkirakan arah arus yang ingin diukur. Putuskan jalur rangkaian yang ingin diukur arusnya sehingga menciptakan dna ujung lepas, yaitu ujung jalan keluar arus dari rangkaian dan ujung jalan masuk arus kembali ke rangkaian. 2. Perhatikan polaritas, probe +/plus (merah) disambungkan ke ujung jalan keluar arus dari rangkaian, sedangkan probe -/minus (hitam) disambungkan ke ujung jalan arus masuk ke dalam rangkaian. (Jadi amperemeter harus disambung seri dengan komponen yang akan diukur!). (Awas: jika selector switch sedang dalam posisi DCA jangan sekali-kali menyambungkan kedua probenya kepada dua titik yang berbeda. Arus short circuitnya bisa membuat amperemeter rusak!! Kecuali jika rangkaiannya punya rcsistansi Thievenin yang cukup besar nilai ohmnya)



3. Baca simpangan jarum pada skala yang sesuai dengan jangkau ukur arus dari posisi selector switch. (Jika simpangan jarum ke arah negatif berarti polaritasnya terbalik, sehingga probe + dan probe - harus saling dipertukarkan sambungannya ke ujung- ujung yang lain dulu, sedangkan jika simpangan jarum ke arah positif berarti polaritasnya sudah betul) 4. Jika pembacaan terlalu kecil, lepaskan probe dari rangkaian (Awas: ini harus anda lakukan lebih dahulu sebelum anda memindahkan posisi selector switch agar amperemeter tidak rusak!) terus pindahkan posisi selector switch ke jangkau lebih rendah terdekat, ulangi langkah 2 dan seterusnya hingga hasil bacaan jarum di skala cukup besamya untuk bisa terbaca. 3. Cara penggunaan voltmeter AC (pengukuran tegangan AC): 1. Yakinkan bahwa besar tegangan AC yang akan diukur tidak melampaui jangkau ukur tegangan dari voltmeter AC. Posisikan selector switch multimeter pada posisi ACV dijangkau ukur tegangan tertinggi. 2. Tanpa memperhatikan polaritas tegangan, colokkan kedua probe masingmasing ke kedua ujung dari komponen yang ingin diukur. (Jadi alat ukur tegangan harus disambung paralel dengan komponen yang akan diukur!). 3. Baca simpang jarum pada skala yang sesuai dengan posisi selector switch. 4. Jika pembacaan terlalu kecil lepaskan probe dan pindahkan posisi selector switch ke jangkau lebih terdekat, ulangi langkah 2 dan seterusnya hingga hasil bacaan jarum di skala cukup bisa terbaca. (Ket.: Skala tegangan AC yang terbaca oleh multimeter sudah merupakan nilai efektif (r.m.s) dari tegangan AC-nya). 4. Cara Penggunaan Ohmmeter: 1. Pindahkan Selector switch ke posisi Ohm (Ω) pada angka multiplier tertentu. 2. Lakukan kalibrasi ohmeter dengan cara kedua ujung probe disatukan dan tombol kalibrasi diputar agar jarum menunjuk tepat ke angka 0 Ω (simpangan terkanan) 3. Putuskan (lepaskan) resistor yang akan diukur dari rangkaian-nya!



4. Colokkan kedua probe masing-masing pada kedua ujung resistor yang akan diukur dari rangkaiannya 5. Kedudukan jarum di selang sepertiga rentangan di tengah adalah yang paling akurat. Lihatlah, jika kedudukan jarum masuk di wilayah sepertiga dari rentangan di kiri maka pindahkan selector switch ke posisi multiplier yang lebih besar, dan jika jarum masuk di wilayah sepertiga dari rentangan di kanan maka pindahkan selector switch ke posisi multiplier yang lebih kecil. Kembali ke langkah 2 dan seterusnya, hingga jika jarum sudah di sepertiga rentang tengah dilanjutkan ke langkah 6. (Ingat: Setiap kali mengganti posisi multiplier, ohmeter harus dikalibrasi ulang!) 6. Bacalah penunjukan jarum pada skala Ω, khusus angka skala ini dibaca dari kanan ke kiri, karena nilai 0 Ω ada di paling kanan. Hasil pembacaan dikalikan dengan angka multiplier yañg dipilih dengan selector switch dan diperoleh nilai ohm dari resistansi yang diukur.



PELAKSANAAN DAN HASIL



a. Kode warna tahanan Ambil tahanan dengan kode warna seperti pada tabel berikut, kemudian tuliskan nilai nominal resistansi berdasarkan kode warna, kemudian tuliskan juga nilai resistansi terukur dengan alat ohmeter pada tabel berikut: Nilai Tahanan (resistansi) No



Warna Cincin



Nominal Tahanan



Toleransi



1.



Coklat-Hitam-Coklat-Emas



100



5



2.



Kuning-Ungu-Hijau-Emas



4700k



235k



3.



Merah-Merah-Coklat-Emas



220



11



4.



Coklat-Merah-Coklat-Emas-Merah



12,1



0,242



5.



Biru-Kelabu-Hitam-Hitam-Coklat



680



6,8



Tuliskan kode warnanya untuk nilai-nilai resistor dalam tabel berikut: No



Nilai Nominal Resistensi



Kode Warna



1.



820 Ω ± 41 Ω



Abu abu-Merah-Coklat-Emas



2.



27 Ω ± 2,7 Ω



Merah-Ungu-Hitam-Perak



3.



5,1 Ω ± 0,255 Ω



Hijau-Coklat-Emas-Emas



4.



1 Ω ± 0,01 Ω



Coklat-Hitam-Emas-Coklat



5.



4,12k Ω ± 82,4 Ω



Kuning-Coklat-Merah-Coklat-Merah



b. Hasil pengamatan statis terhadap multimeter



1) Spesifikasi Multimeter Panel: DC-Sensitivity : 20k Ω/V



Merek-Model



: Heles



No. Seri



: YX-367TR



AC-Sensitivity : 9k Ω/V



2) Bagian Amperemeter-DC No



Jangka Ukur



Sensitivitas (Ω/V)



Tahanan dalam meter (Ω)



1.



0 - + 50 µA



2000



2000



2.



0 - + 2,5 mA



400



40



3.



0 - + 25 mA



40



4



4.



0 - + 250 mA



4



0,4



3) Bagian Voltmeter-DC No



Jangka Ukur



Sensitivitas (Ω/V)



Tahanan dalam meter (Ω)



1.



0 - + 0,1 Volt



2000



2k



2.



0 - + 0,5 Volt



2000



10k



3.



0 - + 2,5 Volt



2000



50k



4.



0 - + 10 Volt



2000



200k



5.



0 - + 50 Volt



2000



1000k



6.



0 - + 250 Volt



2000



5000k



7.



0 - + 1000 Volt



2000



20000k



4) Bagian Voltmeter-AC No



Jangka Ukur



Sensitivitas (Ω/V) Tahanan dalam meter (Ω)



1. 0 - + 10 Volt AC



9000



90k



2. 0 - + 50 Volt AC



9000



450k



3. 0 - + 250 Volt AC



9000



2250k



4. 0 - + 1000 Volt AC



9000



9000k



5) Bagian Ohmeter No



𝟏



Multiplier Jangka Ukur Rekomendasi ( 𝟑 Rentang di Tengah)



1.



1x



5 Ω -- 100 Ω



2.



10 x



50 Ω -- 1000 Ω



3.



1k x



5k Ω -- 10k Ω



4.



10k x



50k Ω -- 100k Ω



c. Rangkaian resistor seri Ambil power supply arus searah (DC) dan experiment board. Sambungkan secara seri resistor R1 = 100 Ω resistor R2 = 1 kΩ dan resistor R3 = 2 kΩ yang ada pada board dengan sumber tegangan DC. Hidupkan sumber tegangan dan atur tegangannya hingga pada nilai 15 volt. Gambarkan posisi vo ltmeter (lingkaran bertuliskan V1, dst.) di skema berikut untuk mengukur tegangan pada R1, R2, R3 dan tegangan gabungan ketiga resistor tersebut. Juga posisi amperemeter (lingkaran bertuliskan A) untuk mengukur arus gabungan. Kemudian laksanakan pengukuran-pengukuran tersebut.



R1



R2



R3



15 V



Hasil pengukuran : V1 = 0,484 V ; V2 = 4,84 V ; V3 = 9,68 V ; Vgab = 15 V ; I = 0,00484 mA



Hukum Ohm: I = V1 / R1 = 0,484/100 = 0,00484 A I = V2 / R2 = 4,84/1000 = 0,00484 A I = V3 / R3 = 9,68/2000 = 0,00484 A I = Vgab / Rgab = 15/3100 = 0,00484 A



Pertanyaan 1 : Bandingkan nilai arus terhitung dari hukum Ohm dengan nilai arus terukur. Cocokkah? Beri komentar. Jawab: Setelah dihitung didapatkan nilai arus sebesar 0,00484 A dan nilai arus yang terukur pada alat sebesar 0,00484 A. Maka nilai arus yang terhitung sama dengan nilai arus yang terukur.



Pertanyaan 2 : Periksalah apa benar perbandingan R1:R2:R3 = V1:V2:V3 ? Jawab: R1: R2 : R3 = 100 : 1000 : 2000 = 1 : 10 : 20 V1 : V2 : V3 = 0,484 : 4,84 : 9,68 = 1 : 10 : 20 Jadi, perbandingan antara R1:R2:R3 = V1:V2:V3 dinyatakan benar karena memiliki nilai perbandingan yang sebanding.



Pertanyaan 3 : Jika jawabannya di atas adalah benar, maka dapat disimpulkan bahwa rangkaian resistor seri berfungsi sebagai pembagi apa? Jawab: Dari jawaban diatas maka dapat disimpulkan rangkaian resistor seri berfungsi sebagai pembagi tegangan. Jadi dapat dikatakan pada rangkaian seri tiap tegangan pada resistor berbanding lurus dengan hambatannya.



d. Rangkaian resistor paralel Rangkailah secara paralel R1 = 470, R2 = 4700, R3 = 10.000 sesuai gambar berikut, kemudian ukurlah arus-arus yang lewat R1, R2, R3 dan arus gabungan total, serta ukurlah tegangan total yang sebelumnya gambarkanlah posisi voltmeter dan amperemeter dengan polaritasnya pada gambar.



15 V



R1



R2



R3



Hasil pengukuran : V = 15 V ; Igab = 36,6 mA, I1 = 31,9 mA , I2 =3,19 mA, I3 = 1,50 mA Hukum Ohm: V1 = R1 x I1 = 470 Ω x 0,0319 A = 14,993 V ≈ 15 V V2 = R2 x I2 = 4700 Ω x 0,00319 A = 14,993 V ≈ 15 V V3 = R3 x I3 = 10000 Ω x 0,0015 A = 15 V Rgab = 1/(1/Rgab) = 1/(1/R1 + 1/R2 + 1/R3) = 1/(1/470 + 1/4700 + 1/10000) = 409,765 Ω



Pertanyaan 4 : Bandingkan nilai tegangan terhitung dari hukum Ohm dengan nilai tegangan terukur. Cocokkah? Beri komentar. Jawab: Nilai tegangan yang terhitung adalah 15 V dan nilai arus yang terukur adalah 15 V.Maka,nilai tegangan terhitung sama dengan nilai tegangan terukur. Hal ini karena pada rangkaian parallel,besar tegangan di setiap titik adalah sama,begitu pula dengan energi potensial totalnya yang sama di setiap titik sehingga V=V₁=V₂=V₃=Vₙ.



Pertanyaan 5 : Periksalah apa benar perbandingan 1/R 1:1/R2:1/R3 = I1:I2:I3 Jawab: 1/R1 : 1/R2 : 1/R3 = 1/470 : 1/4700 : 1/10000 = 0,00213 : 0,000213 : 0,0001 = 21 : 2 : 1 I1 : I 2 : I 3



= 31,9 : 3,19 : 1,50 = 21 : 2 : 1



Jadi , perbandingan 1/R1 : 1/R2 : 1/R3 dan I1 : I2 : I3 memiliki nilai sama yaitu 21 : 2 : 1



Pertanyaan 6 : Jika jawabannya di atas adalah benar, maka dapat disimpulkan bahwa rangkaian resistor paralel berfungsi sebagai pembagi apa? Jawab:



Maka dapat disimpulkan rangkaian paralel resistor adalah sebagai



pembagi arus.Jadi, dapat dinyatakan pada rangkaian paralel resistor-resistor tegangan setiap resistornya adalah berbanding lurus dengan konduktansi (C).



PEMBAHASAN



Pada rangkaian listirk terdapat komponen bernama resistor, resistor adalah salah satu komponen suatu elektronika yang mempunyai fungsi untuk memperlihatkan suatu hambatan terhadap fatwa arus listrik (Budiman, 2008). Resistor terbagi menjadi dua bentuk berdasarkan pemasangan pada PCB, yaitu bentuk axial/radial (nilai resistor ditentukan oleh kode warna) dan komponen chip (nilai resistor ditentukan oleh kode tertentu). Kode-kode warna pada resistor memiliki nilai yang berbeda beda seperti pada tabel di bawah



Cara menentukan nilai resistansi nya adalah sebagai berikut. Pertama tentukan nilai warna dari gelang pertama, kedua tentukan nilai warna pada gelang kedua lalu gabungkan dengan nilai gelang pertama, ketiga masukkan jumlah nol sesuai dengan nilai warna gelang ke tiga atau dijadikan pangkat pada 10, keempat tentukan nilai toleransi dari warna gelang terakhir. Contoh : Kuning – Biru – Merah – Perak



= 4 – 6 – 10 2 – 10% = 46 x 10 2 Ω toleransi 10% = 4600 Ω dengan toleransi sebesar 10%



Selain resistor komponen listrik dan elektronika yang sering dipakai lainnya adalah multimeter. Multimeter adalah alat ukur yang dipakai untuk mengukur tegangan listrik, arus listrik, dan tahanan (resistansi) dalam satu unit (Martias, 2017). Itu adalah pengertian multimeter secara umum, sedangkan pada perkembangannya multimeter masih bisa digunakan untuk beberapa fungsi seperti mengukur temperatur, induktansi, frekuensi, dan sebagainya. Multimeter memiliki bagian bagian yang fungsi nya berbeda beda sebagai berikut. 1.



Sekrup pengatur posisi jarum multimeter yang berfungsi sebagai penera jarum penunjuk dalam angka nol yang letaknya berda di sebelah kiri papan skala.



2.



Papan Skala Multimeter yang berfungsi untuk membaca hasil akhir dari



komponen listrik yang diukur dalam multimeter analog. 3.



Skalar Sector berfungsi untuk memilih posisi pengukuran serta batas



pengukurannya. Umumnya alat ukur ini memiliki 4 posisi pilihan yaitu pengukuran resistansi (ohm), arus DC (ampere), tegangan DC (volt), serta tegangan AC (volt). 4.



Lubang kutub (+) dan (-) berfungsi sebagai tempat masuknya test lead



positif (+) dengan warna merah dan negatif (–) dengan warna hitam. 5.



Jarum Penunjuk digunakan untuk menunjukkan hasil pengukuran. Jarum



petunjuk ini khusus untuk multimeter analog. 6.



Tombol pengatur jarum pada posisi nol yang memiliki fungsi untuk menera jarum penunjuk agar benda di angka 0 sebelum multimeter digunakan.



7.



Skalar Selektor Polaritas berfungsi untuk memilih polaritas arus AC atau DC.



Rangkaian listrik dibagi menjadi dua jenis yaitu rangkaian seri dan parallel. Rangkaian seri adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara sejajar (seri). Rangkaian seri terdiri dari dua atau lebih beban listrik yang dihubungkan ke satu daya lewat satu rangkaian. Rangkaian seri memiliki ciri yaitu, Tegangan sumber akan dibagi. Jika salah satu beban atau bagian dalam rangkaian terputus aliran arus akan terhenti. Arus yang mengalir pada masing-masing beban adalah sama. Arus yang mengalir tergantung jumlah besar tahanan beban dalam rangkaian. Rangkaian parallel adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara berderet (paralel) Rangkaian Paralel merupakan salah satu yang memiliki lebih dari satu bagian garis edar untuk mengalirkan arus. Ciri dari rangkaian ini adalah besar kuat arus berbeda beda disetiap cabangnya tergantung besar tahanan cabang. Arus total lebih besar karena tahanan total rangkaian yang mengecil. Jika salah satu cabang diputus maka arus pada cabang lain tidak akan terhenti. Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan sumber. (Rosman, dkk, 2020). Cara penggunaan amperemeter dan voltmeter dengan baik, maka harus mengetahui cara memasang amperemeter dan voltmeter itu sendiri. Penggunaan amperemeter harus dipasang secara seri dengan rangkaian, bila ingin mengukur kuat arus suatu rangkaian maka amperemeter di pasangkan secara seri dengan beban listrik yang ingin diukur. Sedangkan voltmeter harus dipasang secara parallel dengan rangkaian, bila ada rangkaian yang ingin diukur tegangannya maka voltmeter dipasang parallel dengan beban listrik (Manurung dan Sinambela, 2018). Langkah-langkah menyusun amperemeter adalah sebagai berikut. Pertama amperemeter dipasang secara seri pada rangkaian listrik dengan memotong konduktornya agar arus listrik dapat melewati amperemeter. Kedua konduktor yang telah dipotong disambungkan ke amperemeter.



Langkah-langkah menyusun voltmeter adalah sebagai berikut. Pertama voltmeter dipasang secara paralel pada rangkaian listrik yang memiliki potensial berbeda. Kedua kutub-kutub voltmeter dipasangkan sesuai dengan potensialnya. Berikut adalah gambar pemasangan amperemeter dan voltmeter yang baik dan benar.



Amperemeter



Voltmeter



PENUTUP



A.



Kesimpulan Setelah dilakukan praktikum dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut. Pertama resistor adalah suatu komponen yang memperlihatkan suatu hambatan pada arus listrik, resistor memiliki kode warna untuk menentukan nilainya. Kedua multimeter adalah alat untuk mengukur kuat arus, tegangan, hambatan, dsb, alat ini terdiri dari beberapa bagian yaitu, sekrup pengatur jarum, papan skalar, tombol pengatur jarum penunjuk, scalar selector, lubang kutub (+) dan (-), scalar selektor polaritas, jarum penunjuk, dan skala. Ketiga rangkaian seri memiliki kuat arus yang sama dengan tegangan berbeda sedangkan rangkaian parallel memiliki tegangan yang sama dengan kuat arus berbeda. Keempat amperemeter dipasang secara seri sedangkan voltmeter dipasang secara parallel.



B.



Saran Sarannya untuk praktikum ini adalah sebaiknya dapat mencoba langsung terkait rangkaian seri dan parallel penggunaan multimeter, dan pemasangan ampere dan volt meter.



DAFTAR PUSTAKA Budiharto, W. 2008. Elektronika Digital Dan Mikroprosesor. ANDI: Jakarta. Manurung, S,R.,& Sinambela, M. (2018). Perangkat pembelajaran IPA berbentuk LKS berbasis laboratorium. Jurnal Inovasi Pembelajaran Fisika (INPAFI), 6(1), 80-87. Martias. (2017). Penerapan dan penggunaan alat ukur multimeter pada pengukuran komponen elektronika. Konferensi Nasional Ilmu Sosial & Teknologi, 3:222226 Rosman A., Risdayana, Eva Y., Vovi. (2019). Karakteristik arus dan tegangan pada rangkaian seri dan rangkaian parallel dengan menggunakan resistor. Jurnal Ilmiah d’Computare, 9:40-43 Salam, Zulfikar A. (2020). Mudahnya Menjadi Programer with Arduino. Sukabumi, Jawa Barat: CV Jejak



LAMPIRAN



Gambar rangkaian seri



Gambar rangkaian paralel