Abstrak—Telah dilakukan
percobaan tentang rangkaian seri dan pararel yang bertujuan untuk mengetahui
karateristik arus dan tegangan pada rangkaian seri dan paralel serta kombinasi
seri paralel dari beberapa buah resistor. Percobaaan
rangkaian seri dan paralel ini menggunakan prinsip hukum Ohm dan hukum
Kirchoff. Digunakan dua macam percobaan, yaitu rangkaian seri
dan paralel dengan 4 variasi tegangan yang tertera pada power supply. pada rangkaian seri nilai I
selalu tetap dan nilai V berbeda untuk setiap resisror pada rangkaian.
Sedangkan pada rangkaian paralel nilai V selalu tetap dan I berbeda karena
berlaku hukum kirchoff.Pada
rangkaian seri didapatkan nilai V hitung dan V ukur. Dimana pada percobaan ini
hasil dari V hitung dan V ukur sebanding dan selisih sedikit. Pada rangkaian
paralel, didapatkan nilai I hitung dan I ukur. Dan hasil dari I hitung berdeda
cukup jauh dengan I ukur.
I. PENDAHULUAN
Muatan
yang bergerak disebut sebagai arus listrik. Arus listrik juga merupakan laju
muatan aliran listrik yang melalui suatu luasan penampang lintang. Dimana
muatan-muatan pada kawat mengalir pada kawat tertentu. Sehingga didapatkan
persamaan
………………..…. (2.1)
Dimana satuan SI
untuk arus adalah ampere(A).
Resistor
adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk mengatur jumlah arus
yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor bersifat resistif dan umumnya
terbuat dari karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut ohm atau
dilambangkan dengan symbol Ω.
Dalam
kelajuan muatan pada kawat, dikenal adanya resistor. Dimana resistor adalah
penghambat dari kelajuan muatan tersebut. Resistansi dari suatu material
bergantung pada panjang, luas penampang lintang, tipe material, dan temperatur.
Untuk kawat-kawat tertentu yang mematuhi hukum Ohm, resistansinya tidak
bergantung pada tegangan dan arus yang mengalir. Hukum Ohm menyatakan bahwa
…………………. (2.2)
Pada
pemasangan resistor, dibagi menjadi 2 bagian, yaitu pemasangan seri dan paralel.
Pada rangkaian seri, kedua resistor haruslah membawa arus yang sama. Sehingga
dalam hukum Ohm, jika resistor membawa arus yang sama tegangan pada setiap
resistor harus dijumlahkan untuk mendapatkan tegangan total pada rangkaian.
Selain itu hambatan total pada rangkaian juga merupakan jumlah-jumlah dari
hambatan yang dipasang secara seri. Jadi seperti pada persamaan di bawah ini.
Pemasangan resistor secara seri juga dikenal sebagai pembagi tegangan dengan
persamaan berikut :
………(2.3)
Dari
persamaan tersebut, dapat dilihat bahwa hokum ohm berlaku untuk dua resistor
bersama, berarti voltase dan arus pada seluruh rangkaian seridari dua resistor
berbanding lurus. Sehinggga bisa didapatkan
=
……………
(2.4)
Sedangkan
pada resistor paralel, berlaku hukum Kirchoff yaitu menyatakan bahwa I masuk
sama dengan I keluar pada rangkaian. Misalkan I adalah arus yang
mengalir pada a ke b. pada titik a arus terpecah menjadi dua bagian, I1
ke resistor 1 dan I2 ke resistor 2. Maka jika kita menggunakan hukum
Kirchoff, I total yang mengalir tersebut adalah penjumlahan I1 dan I2.
Sedangkan untuk tegangan yang jatuh pada kedua resistor tersebut memiliki persamaan
berikut.
……………….(2.4)
Dengan
penurunan rumus yang menggunakan prinsip Ohm dan hukum Kirchoff maka dengan
mudah didapatkan R total jika dipasangkan seri adalah
Rtotal = R1 + R2 + R3
+ R4 + … ……… (2.5)
Sedangkan jika
dirangkai secara parallel maka akan didapatkan persamaan sebagai berikut
……..(2.6)
Tegangan bolak-balik adalah tegangan listrik yang
berubah tanda secara berulang, tegangan bolak-balik dikenal juga sebagai
tegangan AC. Listrik PLN mengginakan tegangan bolak-balik berbentuk gelombang
sinusoida. Sedangkan arus searah yang disebut juga arus DC adalah arus yang
konstan dan tidak berubah terhadap waktu.
II. METODE
Dalam praktikum rangkaian seri dan paralel alat dan bahan yang digunakan
antara lain power supply DC, 4 buah resistor yaitu 10 Ω ; 6,8 Ω; 22 Ω; 56 Ω, VOM, Project Board, dan kabel.
Gambar 2.1 : Rangkaian seri
Pada praktikum kali ini dibagi menjadi dua bagian, yaitu pertama
percobaan pada rangkaian seri dan yang kedua percobaan rangkaian paralel. Pada
rangkaian seri, pertama dipasangkan rangkaian seperti pada gambar (2.1). Lalu
rangkaian resistor seri dihubungkan dengan power supply DC secara parallel dengan
variasi tegangan 5V, 6V, 9V, dan 12 V. Kemudian tegangan diukur pada tiap-tiap
resistor menggunakan VOM dengan memasang paralel. Pada rangkaian seri akan
diperoleh nilai V seri dan VAB, VBC, VCD, VDE.
Gambar 2.2 : Rangkaian paralel
Pada rangkaian paralel, langkah pertama adalah gambar disusun sesuai
dengan gambar 2.2. Lalu rangkaian resistor paralel dihubungkan dengan power
supply DC secara seri dengan variasi tegangan 5V, 6V, 9V, dan 12 V. Kemudian
tegangan diukur pada tiap-tiap resistor menggunakan VOM dengan memasang seri.
Data yang didapatkan adalah I1, I2, I3, dan I4.
III. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Pada percobaan rangkaian seri yang telah dilakukan didapatkan data pada
tabel berikut.
Tabel 3.1 : Data
tegangan ukur pada rangkaian seri.
V
|
VAE
|
VAB
|
VBC
|
VCD
|
VDE
|
5
|
5
|
2
|
1
|
0,5
|
0,7
|
6
|
5,5
|
3
|
1,2
|
0,5
|
0,7
|
9
|
8,5
|
5
|
2
|
0,8
|
1
|
12
|
11,5
|
6,5
|
2,5
|
1
|
1,2
|
Tabel 3.2 : Data
tegangan hitung pada rangkaian seri.
V
|
VAB
|
VBC
|
VCD
|
VDE
|
5
|
2,95
|
1,16
|
0,36
|
0,52
|
6
|
3,54
|
1,39
|
0,43
|
0,63
|
9
|
5,32
|
2,08
|
0,65
|
0,95
|
12
|
7,08
|
2,78
|
0,86
|
1,26
|
Dilihat data yang dapat diambil pada percobaan. Pada tabel 3.1 dan tabel
3.2 dapat dilihat bahwa nilai tegangan ukur dan tegangan hitung hampir sama. , tetapi
tegangan yang terukur selalu lebih besar dengan tegangan hitung. Hal ini
dikarenakan adanya tegangan dalam pada rangkaian tersebut. Diketahui bahwa
tegangan dipengaruhi besar arus yang masuk pada suatu rangkaian dan hambatan
pada rangkaian tersebut. Jadi jika hambatan pada rangkaian tersebut naik maka
tegangan juga akan naik.
Pada percobaan ini dapat diketahui pada rangkaian seri tegangan totalnya
merupakan penjumlahan tegangan-tegangan pada rangkaian yang juga dipasang seri.
Selain rangkaian seri merupakan pembagi tegangan. Jadi pada setiap hambatan
yang dipasangkan secara seri akan memiliki tegangan yang berbeda-beda tetapi
jumlah tegangan-tegangan yang berbeda tersebut akan sama dengan tegangan
masukan.
Berdasarkan data yang didapatkan, sehingga dapat dibuat grafik V ukur
dan V hitung sebagai berikut
Gambar 3.1 : grafik V hitung trhadap V ukur pada rangkaian seri
Pada grafik dapat
dilihat bahwa nilai V ukur dan V hitung selalu sebanding, akan tetapi nilai V
ukur selalu lebih besar dari V hitung. Dan selisih dari tiap – tiap V ukur dan
V hitung selalu tidak lebih dari 1.
Pada percobaan rangkaian paralel yang telah dilakukan didapatkan data
pada tabel berikut.
Tabel 3.3 : Data arus
ukur pada rangkaian paralel.
V (Volt)
|
I1 (A)
|
I2 (A)
|
I3 (A)
|
I4 (A)
|
5
|
0,41
|
0,37
|
0,31
|
0,05
|
6
|
0,49
|
0,36
|
0,125
|
0,05
|
9
|
0,67
|
0,36
|
0,12
|
0,05
|
12
|
0,68
|
0,36
|
0,12
|
0,05
|
Tabel 3.4 : Data arus
hitung pada rangkaian paralel.
V (Volt)
|
I1 (A)
|
I2 (A)
|
I3 (A)
|
I4 (A)
|
5
|
0,5
|
0,735
|
0,227
|
0,089
|
6
|
0,6
|
0,882
|
0,273
|
0,107
|
9
|
0,9
|
1,323
|
0,409
|
0,161
|
12
|
1,2
|
1,764
|
0,545
|
0,214
|
Pada percobaan rangkaian pararel yang telah didapatkan data seperti pada
tabel 3.3 dan tabel 3.4. nilai arus ukur cukup jauh dari nilai arus hitung.
Pada awalnya percobaan ini menggunakan VOM analog untuk mengetahui nilai
arus ukur pada rangkaian paralel. Akan tetapi nilai arus yang diukur
menggunakan VOM analog ini terlalu besar sehingga jarum tidak menunjukkan angka
melainkan terlalu kekanan, sehingga tidak ada angka pada VOM yang ditunjuk oleh
jarum. Karena nilai arus belum dapat di ukur, maka VOM analog diganti dengan
VOM digital. Cara membaca VOM digital pun mempunyai kendala, yaitu harus
mencari nilai arus yang paling sering muncul di VOM tersebut. Hal ini merupakan
salah satu faktor error yang mempengaruhi perbedaan data arus ukur dan arus
hitung.
Selain itu, juga dapat dibuat grafik I hitung terhadap I ukur sebagai
berikut
Gambar 3.2 : grafik I hitung terhadap I ukur pada rangkaian paralel.
Pada grafik terlihat sedikit tidak beraturan untuk nilai I ukur. Karena
pada saat praktikum terjadi sedikit permasalahan pada VOM analog yang
digunakan, sehingga menggunakan VOM digital.
Pada percobaan ini digunakan resistor daya karena resistor ini tersedia
dalam daya yang cukup besar dan nilai resistansinya juga cukup besar. Pada
resistor yang 5 ohm, resistansinya kecil, sehingga kurang bisa mengontrol arus
yang masuk kedalam rangkaian. Jika ditijau dari dayanya, suatu resistor R yang
dilalui arus I akan menerima daya. Daya ini akan menaikkan suhu resistor, dan
jika melebihi kemampuan daya yang ditentukan dapat menyebabkan kerusakan dan
dapat menyebabkan resistor tersebut hangus. Oleh karena itu dalam praktikum ini
digunakan Resistor daya yang disediakan dengan daya yang cukup besar. Range
pada resistor disebabkan karena adanya toleransi pada resistor.
Rangkaian seri adalah rangkaian tanpa cabang, sedangkan rangkaian
paralel adalah rangkaian dengan cabang. Daya yang dibutuhkan untuk rangkaian
seri lebih hemat dari pada di rangkaian paralel. Rangkaian pada percobaan kali
ini termasuk rangkaian kombinasi seri dan paralel bukan rangkaian jembatan
wheatstone, karena tidak perlu membuat tegangan menjadi nol seperti pada
jembatan wheatstone.
Resistor mempunyai nilai maksimum dan nilai minimum. Pada percobaan ini
juga dihitung nilai resistor maksimum dan minimumnya sebagai berikut.
Tabel 3.5 : data R min dan R maks pada resistor.
No
|
R
(Ω)
|
R min
(Ω)
|
R maks
(Ω)
|
1
|
6,8
|
6,46
|
7,14
|
2
|
10
|
9,5
|
10,5
|
3
|
22
|
20,9
|
23,1
|
4
|
56
|
53,2
|
58,8
|
Nilai R min dan R maks ini juga bisa digunakan untuk menghitung nilai
tegangan maksimum, tegangan minimum, arus minimum dan arus maksimum.
IV. KESIMPULAN
Dari praktikum rangkaian seri dan
parallel yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa pada rangkaian seri nilai
I selalu tetap dan nilai V berbeda untuk setiap resisror pada rangkaian.
Sedangkan pada rangkaian paralel nilai V selalu tetap dan I berbeda karena
berlaku hukum kirchoff. Pada
rangkaian seri didapatkan nilai V hitung dan V ukur. Dimana pada percobaan ini
hasil dari V hitung dan V ukur sebanding dan selisih sedikit. Pada rangkaian
paralel, didapatkan nilai I hitung dan I ukur. Dan hasil dari I hitung berdeda
cukup jauh dengan I ukur.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan
terima kasih kepada asisten praktikum rangkaian
seri dan paralel, rekan – rekan praktikan rangkaian seri dan
paralel, dan semua pihak terkait praktikum rangkaian seri
dan paralel dalam melakukan percobaan dan penyelesaian laporan ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1]Richard
Blocher. Dasar Elektronika. Andi. Yokyakarta
[2]Sutrisno.
1986. Elektronika Teori dan Penerapannya. ITB. Bandung.
[3]Tipler, Paul A. 2001. FISIKA untuk Sains dan Teknik. Erlangga. Jakarta.
terimakasih banyak atas infonya
salam rajalistrik.com