Tugas Modul Pet [PDF]

Citation preview

MODUL PENGANTAR ELEKTRO TEKNIK



FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO



PENYUSUN: IRFAN MAHRUBI PENDDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA 5215122634 JAKARTA 2012



KATA PENGANTAR



Modul dasar rangkaian listrik digunakan sebagai panduan kegiatan belajar untuk salah satu kompetensi, yaitu: melakukan operasi penghitungan pada rangkaian elektronika. Modul ini menekankan pada penguasaan ilmu kelistrikan yang mencakup tentang dasar rangkaian listrik arus sarah, arus boak-balik dan hukum-hukun kelistrikan. Kegiatan belajar I berisi uraian materi tentang hukum I kirchoff, prinsip jembatan wheatstone, dan rangkaian seri-paralel.



Jakarta, 11 November 2012 Penyusun.



Irfan Mahrubi



ii



DAFTAR ISI MODUL



Halaman HALAMAN DEPAN............................................................................................ i KATA PENGANTAR .......................................................................................... ii DAFTAR ISI......................................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN..................................................................................... 1 A. DESKRIIPSI MODUL ............................................................................. 1 B. PRASYARAT........................................................................................... 1 C. TUJUAN AKHIR ..................................................................................... 1 BAB II PEMBELAJARAN .................................................................................. 2 1. Hukum I Kirchoff...................................................................................... 2 2. Prinsip Jembatan Wheatstone ................................................................... 3 3. Rangkaian Seri-Paralel (campuran) .......................................................... 3 BAB IV PRAKTEK.............................................................................................. 7 1. PRAKTEK I Menginstal Program Live Wire Dan Petunjuk.......................................... 7 2. PRAKTEK II Hukum I Kirchoff...................................................................................... 13 3. PRAKTEK III Prinsip Jembatan Wheatstone ................................................................... 15 4. PRAKTEK IV Rangkaian Seri- Paralel (campuran) ......................................................... 17 BABA V LATIHAN ............................................................................................. 19 1. Hukum I Kirchoff...................................................................................... 19 2. Prinsip Jembatan Wheatstone ................................................................... 20 3. Rangkaian Seri-Paralel.............................................................................. 20 PENUTUP............................................................................................................. 21



iii



BAB I PENDAHULUAN



A. DESKRIPSI MODUL Dasar rangkaian lstrik merupakan suatu dasar dalam melakukan perhitungan rangkaian listrik. Oleh karena itu dasar yang berupa teori sangatlah penting untuk memudahkan di dalam perhitungan rangkaian listrik dan prakteknya. B. PRASYARAT Pelaksanaan modul pengantar elektro teknik memerlukan persyaratan yang harus dimiliki oleh peserta didik, yaitu mampu mengoperasikan komputer. Dikarnakan kegiatan praktek di dalam modul ini menggunakan program komputer dalam proses penghitunganya. C. TUJUAN AKHIR Peserta didik mampu melaksanakan perhitungan resistor seri-paralel, resistor yang disusun dg prinsip jembatan wheatstone dan konsep hukum I kirchoff.



1



BAB II PEMBELAJARAN



1. Hukum I Kirchoff Dalam rangkaian tidak bercabang (rangkaian seri), setiap bagian pada rangkaian itu mempunyai kuat arus yang sama besar. Kalian dapat membuktikan bahwa hasil pengukuran dari amperameter 1, 2, dan 3 menunjukkan kuat arus yang sama besar.



Gambar 1.1 Pengukuran kuat arus pada rangkaian seri.



Gambar 1.2 Pengukuran kuat arus pada rangkaian paralel Pada rangkaian bercabang seperti ditunjukkan gambar 1.2 jumlah kuat arus I1 + I2 ( rangkaian paralel ) sama besarnya dengan kuat arus pada I3. Jika rangkaian pada Gambar 1.2 dibalik, hasil pengukuranya akan sesuai dengan pernyataan yang dikemukakan oleh Kirchoff bahwa jumlah arus yang masuk ke satu titik percabangan sam dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut. Secara matematis pernyataan Kirchoff ini dirumuskan dengan persamaan berikut :



 Imasuk =  Ikeluar Pernyataan dalam bentuk di atas kemudian dikenal dengan Hukum I Kirchoff.



2



Keimpulan  Setiap bagian pada rangkaian seri mempunyai kuat arus yang sama besar.  Pada rangkaan paralel kuat penjumlahan kuat arus sama dengan kuat arus yang masuk dan keluar 2. Prinsip Jembatan Wheatstone Rangkaian jembatan Wheatstone digunakan untuk menyederhanakan susunan hambatan yang semula tidak dapat disederhanakan secara seri – paralel menjadi dapat disederhanakan secara seri – paralel. Suatu rangkaian hambatan dapat dihitung dengan prinsip jembatan Wheatstone jika hasil kali dua hambatan yang saling berhadapan sama besar. Perhatikan gambar 1.3 !



Gambar 1.3 Bentuk umum rangkaian jembatan Wheatstone. Apabila R1 dan R5 berhadapan, demikian pula R2 dan R3 juga berhadapan, sehingga jika :



R1 . R5 = R2 . R4



Maka R3 tidak dialiri arus dan R3 dianggap tidak ada. Selanjutnya kita dapat gunakan prinsip seri – paralel untuk menyelesaiakan rangkaian dengan bentuk seperti itu. Kesimpulan  Bahwa pada rangkaian jembatan wheatstone R3 tidak dihitung. 3. Rangkaian Seri – Paralel ( Campuran ) Yang di maksud dengan rangkaian seri-paralel adalah gabungan dari rangkaian seri dan rangkaian paralel. Oleh karena itu, rangkaian seriparalel biasa disebut rangkaian campuran. Gambar rangkaian:



3



IR2 IR3



I



ER1



ER 2,3



ER3



 Besar tahanan totalnya adalah Pertama-tama kita cari dahulu tahanan paralel R2 dan R3,



R2 , 3 =



+



Setelah kita hitung tahanan seri R 2,3, gmbar rangkaian diatas menjadi seperti dibawah ini.



Maka tahanan totalnya adalah RT = R1 + R 2,3 + R4



 Besar arus listriknya adalah



4



IT = RT



Untuk arus pada cabang R2 Dan R3 adalah



IR2 =



IR3 = Jumlah besarnya arus listrik tiap cabang besarnya sama dengan



arus total. Dimana besarnya. IT = I R2 + IR3



 Besar tegangan listriknya adalah : ER1 = I . R1 ER 2 = ER3 = I . R Paralel 2,3 ER4 = I . R4 Dimana besar tegangan total adalah jumlah tegangan tiap-tiap tahanan. E = ER1 + ER 2,3 + ER4



Kesimpulan Sifat-sifat rangkaian: a. Rangkaian seri 



Tahanan totalnya lebih besar dari tahanan lainya







Besar arusnya sama dalam setiap tahanan







Tegangan listriknya terbagi tergantung besar tahanan yang dilalui



b. Rangkaian paralel  Tahanan totalnya lebih kecil atau sama dengan tahanan lainya



5



 Besar arus listriknya terbagi dalam setiap cabang tergantung nilai tahanan cabang  Tegangan dalam setiap cabang besarnya sama.



6



BAB IV PRAKTEK



PRAKTEK I



MENGINSTALL PROGRAM LIVE WIRE DAN PETUNJUK PENGGUNAAN



A. Tujuan :  Siswa dapat menginstal program live wire.  Siswa dapat menjalankan program livewire secara profesional. B. Alat dan Bahan 1. Komputer/Laptop menggunakan



1 set



operating sistem Windows Xp/vista/7. 2. Aplikasi Livewire 1.11 Pro



1 buah



C. Cara menginstal program livewire . 1. klik kanan pada file livewire 1.11 Pro.rar



7



2. Pilih “extract here”.



3. lalu tunggu, sampai proses peng-extract-kan selesai.



4. Setelah proses selesai, buka folder livewire dan pilih livewire.exe 8



5. Proses instalasi livewire sukses.



9



D. Tutorial menggunakan livewire. 1. Setelah proses instalasi selesai, buka aplikasi livewire.



TAMPILAN PERTAMA LIVE WIRE



10



2. Pilih Tutorials



3. Pilih “drawing a transistor sensing circuit”.



4. Kemudian ikuti semua instruksi yang ada pada tab “beginner”. 11



12



PRAKTEK II



HUKUM I KIRCHOFF A. Tujuan :  Siswa dapat menghitung arus dengan menggunakan bantuan software.  Siswa dapat merangkai rangkaian listrik sederhana.  Membuktikan rumus Hukum Kirchoff 1 (  i Masuk =  i Keluar ) B. Alat dan bahan :  Seperangkat komputer ataupun laptop menggunakan OS Windows XP / Vista / 7  Software simulator rangkaian elektronik (Live Wire) C. Skema Rangkaian : 1. Rangkaian Seri :



13



2. Rangkaian Paralel :



D. Langkah Kerja :  Buatlah rangkaian seperti gambar diatas menggunakan aplikasi livewire pada komputer anda.   



Klik run ( ) yang ada pada livewire atau tombol F9 pada keyboard anda. Lihat dan perhatikan angka yang timbul pada ampermeter. Tuliskan hasil pengamatan anda pada tabel hasil pengukuran dibawah ini.



E. Hasil Pengukuran : 1. Rangkaian Seri : a. arus yang masuk



?



b. arus pada I1, I2 dan I3



?



c. arus yang keluar



?



2. Rangkaian Paralel : a. arus yang masuk



?



b. arus pada I1, I2 dan I3



?



c. arus yang keluar



?



14



PRAKTEK III



PRINSIP JEMBATAN WHEATSTONE



A. Tujuan :  Siswa dapat menyederhanakan susunan hambatan yang semula tidak dapat disederhanakan secara seri – paralel menjadi dapat disederhanakan secara seri – paralel dengan menggunakan prinsip jembatan wheatsone. B. Alat dan bahan :  Seperangkat komputer ataupun laptop menggunakan OS Windows XP / Vista / 7  Software simulator rangkaian elektronik (Live Wire) C. Skema Rangkaian :



D. Langkah Kerja :  Buatlah rangkaian seperti gambar diatas menggunakan aplikasi livewire pada komputer anda. 



Klik run ( anda.



) yang ada pada livewire atau tombol F9 pada keyboard 15



Lihat dan perhatikan angka yang timbul pada ohmmeter dan amperameter.  Tuliskan hasil pengamatan anda pada tabel hasil pengukuran dibawah ini. E. Hasil Pengukuran : 



a. tahanan total b. arus yang mengalir pada rangkaian



16



? ?



PRAKTEK IV RANGKAIAN SERI-PARALEL (CAMPURAN)



A. Tujuan :  Siswa dapat menyelesaikan soal operasi hitung pada rangkaian seri-paralel (campuran). B. Alat dan bahan :  Seperangkat komputer ataupun laptop menggunakan OS Windows XP / Vista / 7  Software simulator rangkaian elektronik (Live Wire) C. Skema Rangkaian :



D. Langkah Kerja :  Buatlah rangkaian seperti gambar diatas menggunakan aplikasi livewire pada komputer anda. Klik run ( ) yang ada pada livewire atau tombol F9 pada keyboard anda.  Lihat dan perhatikan angka yang timbul pada ohmmeter dan amperameter.  Tuliskan hasil pengamatan anda pada tabel hasil pengukuran dibawah ini. E. Hasil Pengukuran : 



17



a. kuat arus yang mengalir pada R1 ? b. kuat arus yang mengalir pada R2 ? c. kuat arus yang mengalir pada R3 ?



18



BAB V LATIHAN



LATIHAN



1. Hukum I Kirchoff Perhatikan gambar berikut :



Tentukanlah besar kuat arus I4 ! a. Jika I4 meninggalkan percabangan b. Jika I4 menuju percabangan



19



! !



2. Prinsip Jembatan Wheatstone Perhatikan gambar berikut :



Hitunglah tahanan total pada rangkaian diatas



!



3. Rangkaian seri-paralel Perhatikan gambar berikut :



Hitunglah tahanan total pada rangkaian diatas



20



!



PENUTUP



Mahasiswa yang telah mencapai syarat kelulusan minimal yang ditetapkan dapat melanjutkan ke modul berikutnya, sebaliknya apabila tidak memenuhi nilai tersebut maka dinyatakan belum lulus dan diwajibkan untuk mengulang modul ini serta belum diperkenankan untuk melenjutkan ke modul berikutnya.



21