laporan elektronika dasar

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DASAR 1

Hukum Ohm, Hukum Kirchoff, dan

Catu Daya

Ajeng Nurmalasari(1127030005)

7 September 2013

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2013

1

Abstract

Resistance is the resistance to the flow of electric current. Tool

to inhibit the flow of electricity is called the resistor. In electricity

there Ohms Law and Kirchoffs Law. The purpose of this lab is to

understand the application of ohms law and Kirchoffs law, is able to

calculate the resistor value, and be able to compose a series and paral-

lel circuits and power supply using LM7812CT and zener diode. The

tools and materials used are protoboard, some resistors, multimeters,

DC power supplies, and computer / netbook. While the stringing

technique performed using a series of MultiSIM simulation, the cal-

culation of (theoretical) and experimental. Results obtained from the

three tests showed different results.

Ringkasan

Resistansi adalah hambatan terhadap aliran arus listrik. Alat

untuk menghambat arus listrik disebut dengan resistor. Dalam ke-

listrikan terdapat Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff. Tujuan dari

praktikum ini adalah memahami aplikasi hukum ohm dan hukum kir-

choff,mampu menghitung nilai resistansi resistor, serta mampu merangkai

rangkaian seri dan pararel serta catu daya menggunakan LM7812CT

dan dioda zener. Adapun alat dan bahan yang digunakan yaitu proto-

board, beberapa resistor, multimeter, catu daya DC, dan komputer/netbook.

Sedangkan teknik yang dilakukan yakni merangkai rangkaian menggu-

nakan simulasi MultiSIM, secara perhitungan (teori) dan eksperimen.

Hasil yang diperoleh dari ke tiga percobaan tersebut menunjukkan

hasil yang berbeda.

1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Hukum Ohm adalah hukum yang mengatakan bahwa apabila arus listrik

mengalir ke dalam sebuah penghantar, intensitas arusnya sama dengan tegan-

gan yang mendorongnya dibagi dengan tahanan penghantar. Hukum Ohm

digunakan untuk melihat besarnya arus (I), tegangan (V) dan hambatan (R).

Secara matematis dapat ditulis:

I =V

R(1)

Besarnya kuat arus (I) yang melalui konduktor antara dua titik berband-

ing lurus dengan beda potensial atau tegangan (V) di dua titik tersebut, dan

berbanding terbalik dengan hambatan atau resistansi (R) di antara mereka.

Hukum-hukum Sirkuit Kirchhoff adalah dua persamaan yang membahas

kekekalan muatan dan energi dalam sirkuit listrik, dan pertama dijabarkan

pada tahun 1845 oleh Gustav Kirchhoff. Hukum-hukum ini juga sering dise-

but sebagai Hukum Kirchhoff.

Kedua hukum sirkuit ini dapat diturunkan dari persamaan Maxwell, tapi

Kirchhoff ada sebelum Maxwell dan menggunakan pekerjaan dari Georg Ohm

untuk menghasilkan hukumnya.

Secara umum, istilah catu daya biasanya berarti suatu sistem penyearah

filter yang mengubah tegangan AC menjadi DCmurni. Banya rangkaian catu

daya yang berlainan dapat digunakan untuk pekerjaan tersebut. Komponen

dasar yang digunakan untuk rangkaianyang lebih sederhana adalah transfor-

mator, penyearah, resistor, kapasitor dan inductor. Catu daya yang diatur

secara lebih kompleks dapat menambahkan transistor atau tridioda seba-

gai pengindra tegangan dan pengontrolan tegangan, ditambah dengan dioda

zener sebagai pengatur tegangan yang mempertahankan tegangan keluaran

yang tetap meskipun arus tetap .sistem penyearah sendiri dibagi menjadi 2

yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh.

2

1.2 Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah :

1. Mampu mengenali bentuk dan jenis resistor

2. Mampu menghitung nilai reistansi resitor melalui urutan cincin war-

nanya

3. Mampu merangkai resisitor secara seri maupun pararel

4. Memahami penggunaan hukum ohm pada rangkaian resistor

5. Memahami hukum kirchoff pada rangkaian seri maupun pararel

6. Mampu memahami prinsip kerja penyearah gelombang pada catu daya

7. Mampu merancang catu daya menggunakan LM 7812CT dan dioda

zener

1.3 Dasar Teori

1.3.1 Hukum Ohm

Hukum Ohm adalah hukum yang mengatakan bahwa apabila arus listrik

mengalir ke dalam sebuah penghantar, intensitas arusnya sama dengan tegan-

gan yang mendorongnya dibagi dengan tahanan penghantar. Secara matem-

atis dapat ditulis:

I =V

R(2)

Rangkaian Resistor

- Rangkaian Seri

Untuk menghitung hambatan total, dapat menggunakan persamaan:

Rtotal = R1 + R2 + R3 (3)

3

Rangkaian Seri sebagai Pembagi Tegangan

Berdasarkan Hukum Ohm tegangan yang jatuh di R1 adalah

V1 =R1

R1 + R2V (4)

- Rangkaian Pararel

Untuk membagi hambatan total pada rangkaian resistor pararel berlaku

persamaan:1

Rtotal=

1

R1+

1

R2+

1

R3(5)

Rangkaian Pararel sebagai Rangkaian Pembagi Arus

Berdasarkan Hukum Ohm, arus yang mengalir di resistor 1 dan 2 adalah

I1 =V1R1

(6)

1.3.2 Hukum Kirchoff

Didalam rangkaian listrik (terdiri dari sumber tegangan dan komponen-

komponen), maka akan berlaku hukum-hukum Kirchoff. Hukum ini terdiri

dari Hukum Kirchoff Tegangan (Kirchoff Voltage Low atau KVL) dan Hukum

Kirchoff Arus (Kirchoff Current Low atau KCL).

- Hukum kirchoff Tegangan

Hukum Kirchoff Tegangan menyatakan bahwa didalam suatu loop tertutup

maka jumlah sumber tegangan serta tegangan jatuh adalah sama dengan nol,

seperti ditunjukkan pada persamaan berikut.

V1 + V2 + V3 + V4 E = 0 (7)

- Hukum Kiirchoff Arus

Hukum Kirchoff Arus menyatakan bahwa dalam suatu simpul percabangan,

maka jumlah arus listrik yang menuju simpul percabangan dan yang mening-

galkan percabangan adalah nol,seperti ditunjukkan pada persamaan berikut.

I1 + I2 + I6 I3 I4 I5 = 0 (8)

4

1.3.3 Catu Daya

Power supply terdiri dari empat bagian utama yaitu bagian penurun

tegangan menggunakan transformator step down, bagian penyearah meng-

gunakan diode bridge, filter menggunakan kapasitor, serta bagian regulator

menggunakan diode zener atau menggunakan IC LM78xx.

5

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilakasanakan pada tanggal 7 September 2013 pada pukul

07.00 sampai dengan pukul 09.30.

2.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan antara lain:

1. Protoboard

2. Beberapa transistor

3. Multimeter

4. Catu Daya DC

5. Netbook

6

2.3 Prosedur Percobaan

2.3.1 Hukum Ohm

- Rangkaian Seri

Ambil 3 buah resistor + baca gelang resistor

Ukur hambatan dengan ohmmeter

Susun rangkaian seperti gambar dimodul

Ukur hambatan total dengan ohmmeter

Ukur tegangan jatuh dengan Voltmeter

Ukur besar arus yang mengalir

Simulasikan menggunakan Multisim

Bandingkan + analisis hasil praktikum

Mengisi tabel didalam modul

7

Tiga buah resistor diambil secara sembarang kemudian baca gelang resis-

tor. hambatan diukur menggunakan Ohmmeter. Rangakaian disusun seperti

pada gambar di modul dengan menggunakan resistor diatas. hambatan total

pada rangkaian diukur dengan Ohmmeter. Tegangan jatuh pada masing-

masing resistor (VR1,VR2, VR3)diukur menggunakan Voltmeter. Besar arus

yang mengalir pada masing-masing resistor (IR1,IR2, IR3) diukur. Disim-

ulasikan menggunakan MultiSIM atau proteus. Hasil secara perhitungan,

simulasi MultiSIM atau proteus dan eksperimen dibandingkan. Hasil per-

cobaan dianalisis dan disimpulkan. Tabel didalam modul diisi.

- Rangkaian Pararel

Rangkai skema rangkaian menggunakan MultiSIM

Ukur hambatan yang mengalir pada rangkaian

Ukur arus yang mengalir pada resistor

Simulasikan menggunakan MultiSIM

Bandingkan hasil + analisis secara teori, simulasi MultiSIM dan ekspermen

Simpulkan hasil percobaan


8

Skema rangkaian pararel seperti pada modul dirangkai pada MultiSIM

dan validasinya dibuat. Hambatan R4,R5, R6 yang mengalir pada rangkaian

diukur. Arus I4,I5, I6 yang mengalir pada resistor diukur. Disimulasikan

menggunakan MultiSIM. Hasil secara perhitungan, simulasi MultiSIM atau

proteus dan eksperimen dibandingkan. Hasil percobaan dianalisis dan dis-

impulkan. Tabel didalam modul diisi.


Menyusun rangkaian seperti gambar dalam modul

Ukur besar arus pada masing-masing resistor

Ukur besar tegangan

Analisis dan simpulkan hasil percobaan


Rangkaian disusun seperti gambar pada modul. Besar arus yang mengalir

pada masing-masing resistor (IR1,IR2, IR3) diukur baik secara perhitungan

hukum kirchoff, simulasi MultiSIM dan eksperimen. Besar tegangan yang

mengalir pada masing-masing resistor VBC dan VBD diukur secara perhitun-

gan hukum kirchoff, simulasi MultiSIM dan eksperimen. Hasil percobaan

dianalisis dan disimpulkan. Tabel dalam modul diisi.

9

2.3.3 Catu Daya

Rangkai skema regulator dioda zener dan LM78xx menggunakan simulasi MultiSIM

Uji + analisis tegangan output dari transformator stepdown

Uji + analisis tegangan output dari penyearah diode

Uji + analisis tegangan output dari kapasitor

Uji + analisis tegangan output dari regulator diode zioner atau IC LM78xx

Analisis grafik menggunakan osiloskop pada tiap bagian power supply


10

Skema regulator dioda zener dan LM78xx dirangkai menggunakan simu-

lasi MultiSIM. Tegangan output dari transformator stepdown diuji dan di-

analisis, baik secara teori, simulasi maupun eksperimen. Tegangan output

dari penyearah diode diuji dan dianalisis, baik secara teori, simulasi maupun

eksperimen. Tegangan output dari kapasitor diuji dan dianalisis, baik se-

cara teori, simulasi maupun eksperimen. Tegangan output dari regulator

diode zener atau IC LM78xx diuji dan dianalisis, baik secara teori, simu-

lasi maupun eksperimen. Grafik dianalisis menggunakan osiloskop pada tiap

bagian power supply baik secara teori, simulasi maupun eksperimen. Tabel

didalam modul diisi.

11

3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Data Hasil Pengamatan

3.1.1 Hukum Ohm

- Rangkaian Seri

Figure 1: Rangkaian Seri

No Teori Eksperimen MultiSIM1 0.046 V 0.048 V 0.046163 V2 11.83 V 12.23 V 11.385 V3 0.118 V 0.112 V 0.118364 V

Table 1: Tabel Tegangan

12

- Rangkaian Pararel

Figure 2: Rangkaian Pararel

No Teori Eksperimen MultiSIM1 0.03 A 0.043 A 0.030769 A2 0.00012 A 0.0428 A 0.00012 A3 0.012 A 0.0432 A 0.012 A

Table 2: Tabel Arus

13


- Arus

No Teori Eksperimen MultiSIM1 -1 A - -2 0.66 A - -3 -0.34 A - -

Table 3: Tabel Arus

- Tegangan

No Teori Eksperimen MultiSIM1 1.02 V - -2 3.96 V - -

Table 4: Tabel Tegangan

3.1.3 Catu Daya

- Dioda Zener (Simulasi)

Figure 3: Dioda Zener

14

V Out Dioda V Dioda V Kapasitor V Zener47.405 V 74.249 V 74.268 V 74.272 V

Table 5: Dioda Zener

-LM78xx (Simulasi)

Figure 4: LM78xx

V Out Dioda V Dioda V Kapasitor V LM78xx47.371 V 54.902 V 54.275 V 42.335 V

Table 6: LM78xx

3.2 Pembahasan

Dari praktikum yang telah dilaksanakan yakni tentang hukum Ohm,

hukum Kirchoff, dan catu daya didapatkan hasil yang berbeda pada tiap

percobaan.

Pada percobaan pertama (hukum Ohm) dilakukan dua kali percobaan

menggunakan rangkaian seri dan pararel. Pada rangkaian seri didapatkan

besar tegangan (V) sebesar 0.046V, 11.83 V, 0.118 V (Perhitungan Teori);

0.048 V, 12.23 V, 0.112 V (eksperimen); 0.046163 V, 11.385 V, 0.118364 V

(multisim). Sedangkan pada rangkaian pararel didapatkan besar Arus (A)

15

sebesar 0.03 A, 0.00012 A, 0.012 A (Perhitungan Teori); 0.043 A, 0.0428 A,

0.0432 A (eksperimen); 0.030769 A, 0.00012 A, 0.012 A (multisim).

Resistor yang digunakan untuk percobaan ini sebanyak tiga buah, resistor

pertama berwarna jingga-putih-hitam-hitam-coklat, resistor kedua berwarna

coklat-hitam-hitam-jingga-coklat, dan resistor yang ketiga berwarna coklat-

hitam-hitam-coklat-coklat.

Pada percobaan rangkaian seri, besar tegangan (V) yang dihasilkan dari

perhitungan teori, simulasi MultiSIM dan eksperimen yang didapatkan tidak

terlalu jauh berbeda. Hal ini dapat membuktikan bahwa arus yang mengalir

pada rangkaian seri ini sebanding dengan beda potensial V yang diberikan

pada ujung-ujungnya.

IV (9)

Pada percobaan rangkaian pararel, besar arus (I) yang dihasilkan dari

perhitungan teori, simulasi MultiSIM dan eksperimen mempunyai perbedaan

yang cukup signifikan. Perbedaan paling menonjol terlihat pada besar arus

yang dihasilkan dari data eksperimen. Perbedaan ini salah satunya dapat

disebabkan oleh banyaknya resistor yang digunakan. Resistor digunakan un-

tuk mengendalikan besar arus. Resistor mempunyai hambatan mulai kurang

dari satu ohm sampai jutaan ohm. Pada percobaan rangkaian pararel besar

resistor yang digunakan berbeda-beda, nilai resistor yang digunakan 390,

100k, dan 1k (seperti pada figure 1 dan figure 2).

Pada Percobaan hukum Kirchoff, data yang didapatkan hanya melalui

perhitungan teori saja.Pada percobaan ini, pada setiap titik cabang, jumlah

semua arus yang memasuki cabang harus sama dengan semua arus yang

meniggalkan cabang tersebut.

Pada percobaan ketiga yakni catu daya, hanya didapatkan data dari hasil

simulasi saja. Pada dioda zener, besar tegangan yg didapatkan pada V out

trafo, V diode, V kapasitor, V Zener berturut-turut 47.405 V, 74.249 V,

74.268 V, dan 74.272 V. Serta pada LM78xx besar tegangan yg didapatkan

pada V out trafo, V diode, V kapasitor, V Zener berturut-turut 47.371 V,

54.902 V, 54.275 V, dan 42.335 V.

16

3.3 Analisis Data

Pada percobaan hukum Ohm, tidak ada hambatan yang terlalu besar.

Hasil yang didapatkan pada percobaan ini tidak terlalu jauh, baik dari per-

hitungan (teori), simulasi maupun eksperimen.

Pada percobaan kedua yakni tentang hukum Kirchoff, data yang diper-

oleh kurang sempurna karena adanya kekurangan dan hambatan yang terjadi

pada percobaan ini. Diataranya kurang telitinya praktikan saat praktikum,

adanya arus listrik yang tidak stabil.

Pada percobaan ketiga yakni tentang catu daya, dilakukan dua percobaan,

pertama menggunakan dioda zener dan yang kedua menggunakan LM78xx.

Pada dioda zener, sumber tegangan yang dipakai adalah sumber tegangan

AC. Tegangan masukan bolak-balik (AC) akan mengalirkan sejumlah arus

listrik pada transformator. Tegangan masukan yang masuk ke transformator

akan diturunkan, sehingga jika dilihat pada data besar tegangan yang masuk

di transformator akan turun jika dibandingkan dengan tegangan yang berasal

dari sumber tegangan AC. Tegangan dari transformator yang bercabang akan

disatukan kembali oleh dioda. Lalu disimpan sebentar dalam transformator

yang kemudian tegangan tersebut akan distabilkan oleh zener.

Pada LM78xx, sumber tegangan yang dipakai adalah sumber tegan-

gan AC. Tegangan masukan bolak-balik (AC) akan mengalirkan sejumlah

arus listrik pada transformator. Tegangan masukan yang masuk ke trans-

formator akan diturunkan, sehingga jika dilihat pada data besar tegangan

yang masuk di transformator akan turun jika dibandingkan dengan tegan-

gan yang berasal dari sumber tegangan AC. Tegangan dari transformator

yang bercabang akan disatukan kembali oleh dioda. Lalu disimpan sebentar

dalam transformator yang kemudian tegangan tersebut akan distabilkan oleh

zener.sumber tegangan yang dipakai adalah sumber tegangan AC. Tegangan

masukan bolak-balik (AC) akan mengalirkan sejumlah arus listrik pada trans-

formator. Tegangan masukan yang masuk ke transformator akan diturunkan,

17

sehingga jika dilihat pada data besar tegangan yang masuk di transforma-

tor akan turun jika dibandingkan dengan tegangan yang berasal dari sumber

tegangan AC. Tegangan dari transformator yang bercabang akan disatukan

kembali oleh dioda. Lalu disimpan sebentar dalam transformator yang ke-

mudian tegangan tersebut akan distabilkan atau disearahkan oleh LM78xx.

Pada percobaan ketiga, adapun hambatan yang terjadi pada proses eksperi-

men. Pada tahap eksperimen ini tidak dilakukuan, jadi data yang dihasilkan

hanya berasal dari simulasi MultiSIM.

18

4 Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilaksanakan dapat disimpulkan bahwa pada

suatu rangkaian seri maupun pararel tegangan yang dihasilkan akan seband-

ing dengan kuat arus, dan akan berbanding terbalik dengan hambatan yang

ada. Praktikan mampu mengenali bentuk resistor, menghitung nilai resistor

melalui rutan cincin warnanya, mampu merngkai resistor secara seri maupun

pararel, memahami prinsip kerja penyearah gelombang pada catu daya, serta

praktikan mampu merancang catu daya menggunakan LM78xx dan Dioda

Zener.

19

References

[1] Giancoli,Douglass. Fisika Edisi Kelima . Jakarta: Erlangga

[2] Resnick, Holliday. Fundamental of Physic 8th Edition . Jakarta: Er-

langga

[3] Tipler, Paul A. Fisika Untuk Sains dan Teknologi Jilid 2 . Jakarta:

Erlangga

[4] Paul Malvino, Albert. Prinsip-prinsip Elektronika . Jakarta: Er-

langga

[5] Hasan, E.1990 Rangkaian Elektronika Dasar .Jakarta: Ganeca Ex-

act.

[6] http://id.wikipedia.org/wiki/Diode, tanggal akses: 10 September 2013,

pukul: 15.23

[7] http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum-Sirkuit-Kirchhoff, tanggal akses:

10 September 2013, pukul: 18.58

20

LAMPIRAN

Figure 5: Rangkaian Seri

21

Figure 6: Rangkaian Pararel

Figure 7: Zener

22

Figure 8: LM78xx

Figure 9: Grafik LM78xx

23



24


Figure 13: Grafik Zener

25



26


27

Documents

laporan elektronika dasar