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
Mengisi tabel didalam modul
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.
2.3.2 Hukum Kirchoff
Menyusun rangkaian seperti gambar dalam modul
Ukur besar arus pada masing-masing resistor
Ukur besar tegangan
Analisis dan simpulkan hasil percobaan
Mengisi tabel didalam modul
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
Mengisi tabel didalam modul
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
3.1.2 Hukum Kirchoff
- 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
Figure 10: Grafik LM78xx
Figure 11: Grafik LM78xx
24
Figure 12: Grafik LM78xx
Figure 13: Grafik Zener
25
Figure 14: Grafik Zener
Figure 15: Grafik Zener
26
Figure 16: Grafik Zener
27