Menghitung Resistor untuk LED
LED memang device kecil yg sepele, tapi kadang kita pusing saat mo nentuin resistor yang akan di seri ke LED untuk membatasi arus yang masuk. Karena bingung akhirnya maen comot aja nilai R nya, dan hasilnya nyala LED gak maksimal klo R nya ke besaren. Ato LED nya gampang meleduk klo R nya terlalu kecil.
Rumus menghitung nilai R untuk LED
R= V / I
Weheee.... sederhana kan... itu kan rumus dasar tegangan.
Nilai tegangan(V) adalah nilai tegangan sumber(Vs) dikurangi nilai tegangan LED(VL) (nilai tegangan LED diasumsikan 2,2 volt).
Arus yg boleh melewati LED kira-kira 20mA (0,02 A)
Jika tegangan sumber 12V besar VL nya adalah: 12-2,2 = 9.8 volt
R=9.8/ 0.02 = 490 ohm
Di pasaran sudah nyari R 490 ohm jadi kita nyari yang di atasnya dikit 510 ohm.
Setiap alat yang di aliri listrik pasti menimbulkan panas, begitu juga R yg kita gunakan ini. Semakin besar Daya maka panas yg dihasilkan juga semakin tinggi. So... kita harus memilih R dengan kapasitas daya yang sesuai agar R nya gak meleduk.. He3.....
P= V*I
So.... P= 9.8*0.02 = 0.196 watt
jadi minimal kita harus memilih LED yang 1/4 Watt (0.25 watt)
untuk ngitung berapa nilai transistor cuma dengan ngeliat aja, caranya gampang kok. First of All, coba kamu perhatiin and pahamin table acuan di bawah ini (kalo kamu bingung, cepetan pegangan kaki meja…). Di table itu dijelasin nilai pita berwarna yang ada di badan resistor.
Ada beberapa gaya transistor dalam berpita, ada yang pake 4 pita, ada juga yang pake 5 pita, and yang terakhir pake 6 pita (mungkin mereka kakak beradik ya, buktinya mereka pake pita jumlahnya berurutan, mulai dari 4, 5, and 6. Yang pake pita 6, kemungkinan besar adalah adik terkecil…).
Next, Ladies and Gantlemen, marikan kita saksilah…….tabel di bawah ini….(Jreng Jreng…)
Oentoek lebih jelasnya, kita latihan bareng yuks…
1. Resistor 1
Kalo resistor di atas berapa nilai nya hayo????? (saya hitung ampe 5 ya, 1….2….3….4….5…., wah kelamaaaaaaaaaaaaaaan, nih dikasih tau caranya deh…)
Pita ke-1 = MERAH = 2 (Nilai digit ke-2)
Pita ke-2 = COKLAT = 1 (Nilai digit ke-1)
Pita ke-3 = KUNING = 1K = 1000 (Faktor Pengali)
Pita ke-4 = HIJAU = 0,5 % (Toleransi)
So, Jawabannnya adalah….. 21 x 1000 ± 0,5% = 21.000 ± 0,5%
R maks = 21.000 + (0,5% x 21.000) = 21.105 Ω
R min = 21.000 – (0,5% x 21.000) = 20.895 Ω
Udah tau kan bro, gimana caranya ngitung nilai resistor. Kita latihan lagi yukz…
2. Selanjutnya, kita akan coba ngitung bareng resistor dengan 5 pita. Oce…
Resistor 4 pita diatas, berapa nilainya hayo???? (yah…beginian sih nggak ada apa2nya…)
Pita ke-1 = HIJAU = 5 (Nilai digit ke-2)
Pita ke-2 = HITAM = 0 (Nilai digit ke-1)
Pita ke-3 = KUNING= 4 (Nilai digit ke-3)
Pita ke-4 = MERAH = 100 (Faktor Pengali)
Pita ke-5 = EMAS = 5% (Toleransi)
Ya sebenernya, kalo kamu udah hafal sampe di luar kepala (asal jangan sampe lari aja), ga di uraikan diatas juga ga apa2 kok
Jadinya…
504 x 100 ± 5% = 50.400 ± 5%
R maks = 50.400 + (5% x 50.400) = 52.920 Ω
R min = 50.400 – (5% x 50.400) = 47.880 Ω
3. Yang 4 pita udah, yang 5 pita juga udah, terakhir yang 6 pita nih.
Langsung kita itung aja dah cuy…
Pita ke-1 = UNGU = 7 (Nilai digit ke-2)
Pita ke-2 = HIJAU = 5 (Nilai digit ke-1)
Pita ke-3 = KUNING= 4 (Nilai digit ke-3)
Pita ke-4 = COKLAT = 10 (Faktor Pengali)
Pita ke-5 = COKLAT = 1% (Toleransi)
Pita ke-6 = MERAH = 50 ppm (Koefisien temperatur)
Hasilnye jadinye bigini…
754 x 10 ± 1% = 50.400 ± 5%, 50 ppm
R maks = 7.540 + (1% x 7.540) = 7.615,4 Ω
R min = 7.540 - (1% x 7.540) = 7464,6 Ω
Dengan koefisien temperature 50 ppm.
MENGENAL & MENGUKUR KOMPONEN ELEKTRONIKA
1. RESISTOR
Resistor adalah komponen elektronika yang terbuat dari arang yang bersifat sebagai tahanan / penghambat. Satuan Resistor adalah Ohm (Ω). Ukuran lainnya adalah Watt.
1 Mega Ohm (MΩ) = 1.000 Kilo Ohm (KΩ)
1 Kilo Ohm (KΩ) = 1.000 Ohm (Ω)
Resistor memiliki gelang warna yang merupakan kode ukuran dari resistor tersebut. Resistor terbagi menjadi :
a. Fixed resistor ( resistor biasa ) adalah resistor yang ukurannya tetap.
b. Variable resistor adalah resistor yang ukurannya dapat dirubah.
Variable resistor ada 5 jenis yaitu :
• Potensiometer • Trimmer Potensio (Trimpot) • NTC (Negative Temperatur Coefficient) : semakin panas hambatannya semakin kecil • PTC (Positive Temperatur Coefficient) : semakin panas hambatannya semakin besar • LDR (Light Dependence Resistor) : bila terkena cahaya maka hambatan akan mengecil
Fungsi resistor dalam rangkaian elektronika :
• Sebagai beban rangkaian • Untuk membagi tegangan atau arus
Simbol Resistor dalam rangkaian :
Berikut daftar kode warna resistor :
Misal :
Resistor dengan gelang warna :
I. Coklat : 1
II. Hitam : 0
III. Merah : 00
IV. Perak : 10%
Jadi nilai resistor tersebut adalah 1000 Ohm atau 1 K Ohm dengan toleransi 10% artinya nilai aslinya bisa berkisar antara 900 Ohm – 1100 Ohm. Angka 900 didapat dari 1000 – (1000 x 10%) dan 1100 Ohm dari 1000 + (1000 x 10%).
GABUNGAN RESISTOR
Resistor Hubung Seri
Resistor yang dihubungkan seri nilai hambatannya adalah Rt = R1 + R2 + R ...
Misal : 1K Ohm + 1K Ohm = 2K Ohm
Resistor Hubung Paralel
Resistor yang dihubungkan paralel hasilnya adalah 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R .....
Misal : 1K Ohm diparalel dengan 1K Ohm hasilnya adalah 0,5 K Ohm.
Mengukur Resistor Dengan Multi Tester
1. Pastikan anda sudah melakukan zerro Ohm adj.
2. Putar batas ukur pada Ohmmeter (pastikan batas ukur lebih tinggi atau hampir sama dengan perkiraan resistor yang diukur).
3. Hubungkan probe ke masing-masing kaki resistor (bolak balik sama saja)
4. Lihat penunjukan jarum pada papan skala.
Kesimpulan Hasil Pengukuran
1. Jarum menunjuk angka sesuai dengan ukuran aslinya : resistor baik
2. Jarum menunjuk angka lebih besar / kecil dari ukuran aslinya : resistor rusak
3. Jarum tidak bergerak sama sekali : resistor putus
4. Jarum menunjuk angka nol : resistor short
Rangkaian resistor
TEKNOLOGI ELEKTRONIKA DANLISTRIK
RANGKAIAN RESISTOR SERI DAN PARALEL
Resistor Disambung Secara Seri
Sambungan seri/deret yaitu sambungan ujung kaki yang satu Disambung dengan lain secara beruntun. Perhatikan gambar. Nilai hambatan total dari A ke B sama dengan jumlah nilai semua resistor disambungkan.
Disambung Secara Paralel
Sambungan Parelel/ Jajar yaitu sambungan ujung kaki satu sama lain disambung dengan lainnya saling disatukan. Perhatikan gambar. hambatan total dari A ke B sama dengan jumlah nilai semua resistor disambungkan.
Resistor Disambung Secara Seri-Paralel
Gabungan resistor yang disambung secara seri dengan resistor yang Disambung secara paralel disebut sambungan campuran atau seri-paralel.
Arus Listrik dalam Rangkaian
Rangkaian Resistor
Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor. Rangkaian resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel.
1. Rangkaian Resistor Seri
Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar.
Pada rangkaian seri, arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar.
R1, R2, dan R3 disusun secara seri, resistansi dari gabungan R1, R2, dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rs.
Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti, yang besarnya dapat dirumuskan: Jika semua nilai R yang disusun sama, dapat ditulis:
Rs = R1+ R2 + R3 + .... + Rn
dengan n banyaknya R yang disusun.
Contoh rangkaian resisitor seri:
1. Hitung nilai resistor pengganti dari ketiga resistor yang dirangkai seperti di bawah ini !
Penyelesaian:
Diketahui: R1 = 2 ohm
R2 = 4 ohm
R3 = 3 ohm
Ditanyakan: Rs = ........ ?
Dijawab :
Rs = R1+ R2 + R3
Rs = 2 + 4 + 3
Rs = 9
Jadi nilai resistor pengganti adalah 9 ohm.
2. Rangkaian Resistor Paralel
Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil. Pada rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor, tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar.
Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1, R2, dan R3 disusun secara paralel, resistansi dari gabungan R1, R2, dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp.
Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti, yang besarnya dapat dirumuskan:
1/ Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + .... + 1/Rn
Jika semua nilai R yang disusun sama besar, maka resistor penggantinya dapat ditulis:
Rp = R / n
dengan n banyaknya R yang disusun.
Contoh menghitung rangkaian resistor paralel:
Hitung ?
Penyelesaian:
a) Diketahui:
R1 = 20 ohm
R2 = 30 ohm
R3 = 60 ohm
Ditanyakan: Rp = ........ ?
Dijawab:
1/ Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
1/ Rp = 1/20 + 1/30 + 1/30
1/ Rp = 3/60 + 2/60 + 1/60
1/ Rp = 6/60
Rp = 10 ohm
Jadi nilai resistor pengganti adalah 10 ohm.
Penyelesaian:
b) Diketahui:
R1 = 6 ohm
R2 = 2 ohm
R3 = 4 ohm
R6 = 6 ohm
Ditanyakan: Rp = ........ ?
Dijawab:
Seri antara resistor 2 ohm dan 4 ohm
R s = 2 + 4
R s = 6
Sehingga rangkaian dapat diganti ini :
Paralel antara 6 ohm, 6 ohm, dan 6 ohm
1/ Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
1/ Rp = 1/6 + 1/6 + 1/6
1/ Rp = 3/6
Rp = 2 ohm
Karena nilai dari masing-masing resistor sama yaitu 6 ohm, maka dapat juga dihitung dengan:
Rp = R / n
Rp = 6 / 3
Rp = 2 ohm
Jadi nilai resistor pengganti adalah 2 ohm
Rangkaian Seri, Paralel, dan … Fraktal
Posted by suksmono on April 28, 2008
Selama ini kita mengenal dua macam susunan dasar dari rangkaian listrik, yaitu susunan atau rangkaian seri dan rangkaian paralel. Jika ada k buah tahanan (resistor) dengan nilai seragam sebesar R, cara penyusuan k buah resistor ini akan mempengaruhi nilai tahanan total yang kita peroleh. Gambar-gambar berikut meyatakan susunan satu buah resistor R, rangkaian seri dari k buah resistor, dan rangkaian paralel-nya:
Gambar 1. Satu buah R, rangkaian seri, dan rangkaian paralel
Pada pelajaran Fisika tingkat SMA atau kuliah awal dalam Dasar Rangkaian Elektrik, kita tahu bahwa nilai total dari k buah tahanan seragam R yang disusun secara seri adalah
Rangkaian Seri: RS = R + R + … + R = kR
Sedangkan jika tahanan tersebut disusun secara paralel, maka nilai total di kedua ujung rangkaian akan menjadi
Rangkaian Paralel: RP = R //R// … //R = R/k
Notasi “+” telah dipakain untuk menyatakan susunan beberapa tahanan secara serial sedangkan notasi garis miring sejajar “//” dipakai untuk menyatakan rangkaian paralel. Tentu kita dapat mencampurkan kedua jenis susunan ini, lalu melakukan perhitungan secara bertahap dengan membagi tiap susunan ke elemen dasarnya, seri atau paralel.
Sebelum diskusi ini berlanjut, terlebih dahulu akan diperkenalkan suatu susunan jenis baru yang disebut sebagai susunan serupa-diri (self-similar) atau secara singkat disebut sebagai susunan fraktal. Nama ini dipilih karena bentuk dan proses konstruksinya mirip dengan fraktal deterministik, misalnya kurva Koch, Koch Snowflake, Sierpinsky Gasket, atau objek-objek geometri fraktal lainnya.
Gambar 2. Rangkaian tersusun fraktal RF[1], RF[2], dan RF[3]
Proses pembentukan rangkaian fraktal diawali dengan suatu elemen dasar fraktal, yaitu rangkaian paling kiri pada Gambar 2, berupa 4 buah tahanan teran
Kapasistansi Seri dan Paralel
Kapasitor adalah komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik, dan secara sederhana terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik). Atau dengan kata lain, kapasitor terbentuk dari dua konduktor sembarang yang dipisahkan oleh sebuah isolator (atau ruang hampa).
Suatu kapasitor memiliki lambang berikut ini: Lambang kapasitor dengan C = 1 μF Struktur sebuah kapasitor terbuat dari dua buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama, muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, fenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.
Prinsip kerja kapasitor
Dalam rangkaian listrik, kapasitor dapat digunakan sebagai : 1. Pencari gelombang radio (tuning) 2. Salah satu komponen pengapian 3. Penyimpan energi dalam rangkaian penyala elektronik 4. Filter dalam catu daya Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan listrik dinyatakan oleh besaran kapasitas atau kapasitansi (yang dinotasikan dengan “C”), dan didefinisikan sebagai perbandingan antara muatan listrik Q yang tersimpan dalam kapasitor dan beda potensial V antara kedua keping.
Dimana: Q = muatan elektron, satuan C (coulomb) C = nilai kapasitansi, satuan F (farad) V = besar tegangan, satuan V (volt) Satuan kapasitansi dalam SI adalah farad, sehingga dari persamaan di atas dapat diperoleh hubungan : [Modul Praktikum Rangkaian Listrik, hal. 13-15]. Kita definisikan kapasitansi C dengan hubungan tegangan arus, di mana v dan i memenuhi konvensi untuk sebuah elemen pasif, sehingga : Jika dan v = 0 pada t = 0 ; Maka: 2 Jadi, pada kapasitor pun terjadi penyimpanan energi dalam bentuk medan listrik. [Prinsip Dasar Elektroteknik, hal. 13]. Hubungan Kapasitor Salah satu pertimbangan penting dalam menggunakan sebuah kapasitor adalah pemilihan kapasitas yang sesuai dengan kebutuhan. Apabila sebuah kapasitor tunggal dengan kapasitas dan tegangan kerja yang diinginkan tidak tersedia, maka pada umumnya kita dapat mengkombinasikan dua atau lebih kapasitor untuk memperoleh kapasitas maupun tegangan yang dibutuhkan. Ada dua cara yang umum untuk menghubungkan beberapa kapasitor, yaitu seri dan paralel. [Bob Foster. Terpadu Fisika SMU Jilid 2A, hal. 36] a. Hubungan Seri Jika beberapa kapasitor dihubungkan satu sama lain dengan cara menghubungkan keping – keping yang bermuatan berlawanan seperti pada gambar, hubungan tersebut dinamakan hubungan seri. Setelah seimbang, semua kapasitor akan mempunyai muatan yang sama. Akibatnya, muatan ekivalen di dalam garis putus – putus adalah nol sehingga muatan gabungan sama dengan muatan setiap kapasitor, sama dengan q. Sumber tegangan V yang dihubungkan pada kapasitor hanya akan mengakibatkan pergeseran muatan.
Pada hubungan seri diperoleh: Karena, qtotal = q = q1 = q2 = q3 Vtotal = V1 + V2 + V3 Maka, atau Secara umum, untuk n buah kapasitor yang disusun seri, kapasitas gabungan (Ctot) dirumuskan sebagai: Khusus untuk dua kapasitor yang dirangkai secara seriCatatan: Khusus untuk n buah kapasitor yang kapasitasnya sama danberlaku: dirangkai secara seri berlaku: Dari persamaan di atas diperoleh bahwa kapasitas pengganti susunan seri beberapa buah kapasitor selalu lebih kecil dari kapasitas terkecil kapasitor dalam rangkaian tersebut. Perbandingan potensial pada masing – masing kapasitor seri adalah: [http://www.myfisika.net/materi/Fadli_Yusuf_kapasitor/New%20/Folder/index.htm] b.
Hubungan Paralel Jika beberapa kapasitor dihubungkan satu sama lain dengan cara menghubungkan keping-keping yang bermuatan sejenis seperti pada gambar, maka hubungan tersebut dinamakan hubungan paralel. Setelah seimbang, tegangan semua kapasitor adalah sama. Maka tegangan kapasitor hubungan paralel didefinisikan : Vtot = V1 = V2 = V3 Akan tetapi, karena muatan – muatan yang sejenis saling dihubungkan, maka muatan total (qtot) merupakan penjumlahan dari muatan seluruh kapasitor yang dirangkai paralel. qtot = q + q1 + q2 + q3 Ctot V = C1 V + C2 V + C3 V atau Ctot = C1 + C2 + C3 Secara umum, untuk n buah kapasitor yang disusun parallel, kapasitas total (Ctot) dirumuskan sebagai: Dari persamaan di atas diperoleh bahwa kapasitas pengganti susunan paralel beberapa buah kapasitor selalu lebih besar dari kapasitas terbesar kapasitor dalam rangkaian tersebut. Perbandingan muatan pada masing – masing kapasitor paralel adalah Menghitung Kapasitansi Kapasitor Dalam Ruang Hampa +Q A Vab d -Q 2T Apabila pada rangkaian tersebut diberikan beda potensial V, akan terbentuk medan listrik, dan kapasitor mendapat muatan. Semakin besar beda potensial, semakin besar pula muatannya. Meskipun besaran Q dan V dalam persamaan tersebut tampak menentukan nilai C, namun kapasitas itu sendiri bernilai konstan. Kapasitas suatu kapasitor tergantung pada jenis konstruksi fisiknya, yaitu luas keping kapasitor, jarak antara keduanya, dan bahan jenis dielektrik yang digunakannya. Jika sebuah kapasitor keping sejajar diberi beda potensial V, sehingga setiap kapasitor mendapat muatan listrik Q, kemudian dengan menggunakan hukum Gauss, kuat medan listrik (E) dapat diperoleh dari: ϕ = E.A = Dimana, E = permitivitas dielektrik yang digunakan, berarti: E = , karena E = Maka: = Sehingga: C = Dengan: E = = permitivitas relatif bahan dielektrik = permitivitas vakum (8,54 x 10-12 C2 N-1 m-2) Jika ruang diantara kedua keping kapasitor adalah vakum atau udara, besarnya kapasitas adalah: Permitivitas relatif suatu bahan dielektrik dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara kapasitas dalam bahan dielektrik dan kapasitas dalam vakum (udara).
Beda Potensial Kedua Keping Jika pada suatu kapasitor keping sejajar beda potensial antar kepingnya diijinkan berubah, maka prinsip yang kita pegang: muatan adalah kekal. Jadi, muatan kapasitor sebelum disisipkan bahan penyekat (q0) sama dengan muatan kapasitor sedudah V0 = V0 = Er Vbdisisipkan bahan penyekat (qb). q0 = qb C0V0 = CbVb Jadi, beda potensial kedua keping setelah disisipkan bahan penyekat Vb, berkurang dibandingkan dengan beda potensial dalam vakum atau udara V0. [Modul Praktikum Rangkaian Listrik, hal. 16-17] Jenis-jenis kapasitor 1. Electrostatic Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang populer serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. 2. Electrolytic dan electrochemical Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan – di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub negatif katoda.
Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah batere dan accu. Pada kenyataannya, batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. [http://duniaelektronika.blogspot.com/2007/09/kapasitor.html] 5. Prosedur Percobaan • Dalam percobaan ini kita akan mengukur harga kapasitansi yang didasarkan pada sistem time konstan baik yang panjang maupun yang pendek, penggambaran hasil oscilloscope dan gelombang persegi. • Untuk lebih memudahkan perhitungan, perhatikan gambar C1 dan C2 mengenai rangkaian proses pengisian dan pelepasan yang berbanding langsung dengan time constant,
dimana : T (time constant) = C (kapasitansi) x R (resistansi) • Set-lah function generator pada gelombang persegi dengan 5 Vpeak to peak. • Catat pada tabel hasil time constant yang didapat berdasarkan inputan yang diberikan. Gambar C1 Rangkaian Seri Kapasitor Gambar C2 Rangkaian parallel kapasitor C (µF) R (Ω) Frekuensi (Hz) V peak-peak Vc Vx 5 10 Seri Paralel 6. Data Hasil Percobaan V (V) C (μF) R (Ω) τ (ms) 6 6 10 k 60 6 7 10 k 70 6 3,23 10 k 32 5,8 13 10 k 130 N.B: Data untuk τ didapat dari percobaan yang dilakukan praktikan sendiri. 7. Pengolahan Data a. Perhitungan time constant (τ) berdasarkan teori 1. Untuk C = 6 μF 2. Untuk C = 7 μF 3. Untuk C = 3,23 μF (seri) 4. Untuk C = 13 μF (paralel) b. Perhitungan τ berdasarkan percobaan 1. Untuk C = 6 μF 2. Untuk C = 7 μF 3. Untuk C = 3,23 μF (seri) 4. Untuk C = 13 μF (paralel)
Prinsip Dasar Hukum Pembagi Tegangan
Gambar Rangkaian Hukum Pembagi Tegangan
Salah satu aturan yang paling mendasar yang harus dipahami dalam rangkaian listrik ataupun elektronika adalah hukum pembagi tegangan. Atau setidaknya bisa langsung membayangkan perbandingan tegangan yang jatuh dari setiap beban atau tahanan yang terhubung seri atau parallel. Karena dengan memahami aturan ini kita dapat dengan cepat merespon kondisi suatu rangkaian tanpa melakukan perhitungan terlebih dahulu. Ataupun kita bisa mengetahui bahwa setiap beban yang kita pasang pada setiap terminal output suatu rangkaian akan membuat tegangan output tersebut turun akibat hubungan parallel antara tahanan pada terminal output dengan tahanan beban. Setiap resistansi atau tahanan yang terhubung parallel akan membuat tahanan totalnya lebih kecil dari kedua tahanan yang terhubung parallel tersebut, akibatnya dengan turunya tahanan pada terminal tersebut maka pada pembagian tegangan dengan rangkaian seri yang lain terminal tadi akan memperoleh tegangan yang lebih kecil.
Mari kita perhatikan rangkaian pada gambar i. Sesuai dengan rumus pembagi tegangan maka tegangan pada R1 = (R1/(R1+R2)) 9V = (1K/4K)9 = 9/4=2,25 volt. Begitu juga jika kita ingin menghitung tegangan pada R2. Yang pasti jumlah dari tegangan yang terhubung seri tersebut sama dengan tegangan supply. Kemudian pada gambar ii terlihat dua tahanan yang sama terhubung seri kemudian pada salah satu tahanan diparalelkan dengan tahanan yang lain. Jika kita coba analisa pada saat kedua tahanan yang sama itu dipasang seri maka tegangan yang akan jatuh pada masing-masing tahanan tersebut akan berbagi rata (sama=4,5 volt), tetapi dengan ditambahnya satu tahanan lagi pada salah satunya maka tegangan akan turun pada tahanan yang terbebani tersebut. Untuk nilai tegangannya bisa kita hitung dengan rumus pembagi tegangan setelah kita hitung tahanan pengganti pada tahanan parallel tersebut.
Untuk aturan pada rangkaian gambar iii dan iv merupakan prinsip favorit saya dalam aturan pembagi tegangan. Pada gambar iii merupakan rangkaian satu tahanan dengan ujung yang terbuka (open circuit). Dari rangkaian tersebut banyak orang menyimpulkan bahwa tegangan yang jatuh pada ujung yang terbuka adalah o volt, padahal jika kita memahami prinsip pembagi tegangan maka dengan cepat kita bisa menyimpulkan bahwa tegangan yang jatuh adalah sama dengan tegangan supply. Pada dasarnya rangkaian tersebut bagai rangkaian dengan dua tahanan terhubung seri, satu tahanan R3 dan tahanan yang lain adalah udara. Nilai tahanan dari udara sangat besar sekali mendekati tak terhingga sehingga arus yang mengalir hampir tidak ada. Tetapi jika kita gunakan rumus pembagi tegangan maka perbandingan antara tahanan udara dengan R3 sangat jauh sekali sehingga sebagian besar jatuh pada tahanan udara ( VRu = (Ru / (R3+Ru)) 9 v = ( ∞ / (1K + ∞ )) 9 v = ( ∞ / ∞) 9v = (1) 9v = 9 volt). Untuk rangkaian pada gambar iv bisa kita simpulkan bahwa tegangan yang jatuh pada kawat tanpa adanya tahanan adalah 0 volt. Hal ini dikarenakan tahanan yang ada pada kawat idealnya adalah 0 ohm, dengan demikian tidak akan ada pembagian tegangan yang jatuh padanya.
Sebenarnya untuk hukum pembagi tegangan ini saya punya pengalaman tersendiri. Dengan bermodal keyakinan pada hukum yang bersifat absolut, saya pernah mengajak dua teman kuliah saya untuk membentuk hubungan seri dengan tahanan adalah masing-masing tubuh kami walaupun dengan susah payah merayu agar kedua teman tersebut mau ikut membuktikannya. Saat itu saya menantang dengan mencoba membagi tegangan PLN 220 volt ke masing-masing tubuh kami bertiga. Dengan asumsi tegangan yang akan jatuh pada masing-masing adalah 220 / 3 = 73 volt, kemudian saya ajak kedua teman untuk naik ke atas kursi plastik agar tidak terjadi hubungan parallel dengan ground. Satu terminal langsung saya pegang dan kedua teman secara seri memegang terminal satunya, lalu saya menyentuh teman yang ujung dengan pelan-pelan. Maka memang benarlah apa yang sudah menjadi hukum alam atau kententuan Allah SWT, tegangan yang kami rasakan hanya kejutan yang tidak terlalu besar. Dengan senangnya setelah itu salah satu teman tanpa sadar menurunkan kakinya ke lantai maka dengan serentak kami semua melompat akibat sengatan listrik 220 volt. Dengan demikian isu kebanyakan orang yang menyatakan bahwa tegangan listrik akan lebih besar jatuh pada orang yang berada diujung adalah salah. Pernyataan itu tidak sejalan dengan hukum pembagi tegangan baik pada hubungan seri ataupun parallel. Mengapa demikian ? saya pikir anda sudah bisa menyimpulkan.
LED memang device kecil yg sepele, tapi kadang kita pusing saat mo nentuin resistor yang akan di seri ke LED untuk membatasi arus yang masuk. Karena bingung akhirnya maen comot aja nilai R nya, dan hasilnya nyala LED gak maksimal klo R nya ke besaren. Ato LED nya gampang meleduk klo R nya terlalu kecil.
Rumus menghitung nilai R untuk LED
R= V / I
Weheee.... sederhana kan... itu kan rumus dasar tegangan.
Nilai tegangan(V) adalah nilai tegangan sumber(Vs) dikurangi nilai tegangan LED(VL) (nilai tegangan LED diasumsikan 2,2 volt).
Arus yg boleh melewati LED kira-kira 20mA (0,02 A)
Jika tegangan sumber 12V besar VL nya adalah: 12-2,2 = 9.8 volt
R=9.8/ 0.02 = 490 ohm
Di pasaran sudah nyari R 490 ohm jadi kita nyari yang di atasnya dikit 510 ohm.
Setiap alat yang di aliri listrik pasti menimbulkan panas, begitu juga R yg kita gunakan ini. Semakin besar Daya maka panas yg dihasilkan juga semakin tinggi. So... kita harus memilih R dengan kapasitas daya yang sesuai agar R nya gak meleduk.. He3.....
P= V*I
So.... P= 9.8*0.02 = 0.196 watt
jadi minimal kita harus memilih LED yang 1/4 Watt (0.25 watt)
untuk ngitung berapa nilai transistor cuma dengan ngeliat aja, caranya gampang kok. First of All, coba kamu perhatiin and pahamin table acuan di bawah ini (kalo kamu bingung, cepetan pegangan kaki meja…). Di table itu dijelasin nilai pita berwarna yang ada di badan resistor.
Ada beberapa gaya transistor dalam berpita, ada yang pake 4 pita, ada juga yang pake 5 pita, and yang terakhir pake 6 pita (mungkin mereka kakak beradik ya, buktinya mereka pake pita jumlahnya berurutan, mulai dari 4, 5, and 6. Yang pake pita 6, kemungkinan besar adalah adik terkecil…).
Next, Ladies and Gantlemen, marikan kita saksilah…….tabel di bawah ini….(Jreng Jreng…)
Oentoek lebih jelasnya, kita latihan bareng yuks…
1. Resistor 1
Kalo resistor di atas berapa nilai nya hayo????? (saya hitung ampe 5 ya, 1….2….3….4….5…., wah kelamaaaaaaaaaaaaaaan, nih dikasih tau caranya deh…)
Pita ke-1 = MERAH = 2 (Nilai digit ke-2)
Pita ke-2 = COKLAT = 1 (Nilai digit ke-1)
Pita ke-3 = KUNING = 1K = 1000 (Faktor Pengali)
Pita ke-4 = HIJAU = 0,5 % (Toleransi)
So, Jawabannnya adalah….. 21 x 1000 ± 0,5% = 21.000 ± 0,5%
R maks = 21.000 + (0,5% x 21.000) = 21.105 Ω
R min = 21.000 – (0,5% x 21.000) = 20.895 Ω
Udah tau kan bro, gimana caranya ngitung nilai resistor. Kita latihan lagi yukz…
2. Selanjutnya, kita akan coba ngitung bareng resistor dengan 5 pita. Oce…
Resistor 4 pita diatas, berapa nilainya hayo???? (yah…beginian sih nggak ada apa2nya…)
Pita ke-1 = HIJAU = 5 (Nilai digit ke-2)
Pita ke-2 = HITAM = 0 (Nilai digit ke-1)
Pita ke-3 = KUNING= 4 (Nilai digit ke-3)
Pita ke-4 = MERAH = 100 (Faktor Pengali)
Pita ke-5 = EMAS = 5% (Toleransi)
Ya sebenernya, kalo kamu udah hafal sampe di luar kepala (asal jangan sampe lari aja), ga di uraikan diatas juga ga apa2 kok
Jadinya…
504 x 100 ± 5% = 50.400 ± 5%
R maks = 50.400 + (5% x 50.400) = 52.920 Ω
R min = 50.400 – (5% x 50.400) = 47.880 Ω
3. Yang 4 pita udah, yang 5 pita juga udah, terakhir yang 6 pita nih.
Langsung kita itung aja dah cuy…
Pita ke-1 = UNGU = 7 (Nilai digit ke-2)
Pita ke-2 = HIJAU = 5 (Nilai digit ke-1)
Pita ke-3 = KUNING= 4 (Nilai digit ke-3)
Pita ke-4 = COKLAT = 10 (Faktor Pengali)
Pita ke-5 = COKLAT = 1% (Toleransi)
Pita ke-6 = MERAH = 50 ppm (Koefisien temperatur)
Hasilnye jadinye bigini…
754 x 10 ± 1% = 50.400 ± 5%, 50 ppm
R maks = 7.540 + (1% x 7.540) = 7.615,4 Ω
R min = 7.540 - (1% x 7.540) = 7464,6 Ω
Dengan koefisien temperature 50 ppm.
MENGENAL & MENGUKUR KOMPONEN ELEKTRONIKA
1. RESISTOR
Resistor adalah komponen elektronika yang terbuat dari arang yang bersifat sebagai tahanan / penghambat. Satuan Resistor adalah Ohm (Ω). Ukuran lainnya adalah Watt.
1 Mega Ohm (MΩ) = 1.000 Kilo Ohm (KΩ)
1 Kilo Ohm (KΩ) = 1.000 Ohm (Ω)
Resistor memiliki gelang warna yang merupakan kode ukuran dari resistor tersebut. Resistor terbagi menjadi :
a. Fixed resistor ( resistor biasa ) adalah resistor yang ukurannya tetap.
b. Variable resistor adalah resistor yang ukurannya dapat dirubah.
Variable resistor ada 5 jenis yaitu :
• Potensiometer • Trimmer Potensio (Trimpot) • NTC (Negative Temperatur Coefficient) : semakin panas hambatannya semakin kecil • PTC (Positive Temperatur Coefficient) : semakin panas hambatannya semakin besar • LDR (Light Dependence Resistor) : bila terkena cahaya maka hambatan akan mengecil
Fungsi resistor dalam rangkaian elektronika :
• Sebagai beban rangkaian • Untuk membagi tegangan atau arus
Simbol Resistor dalam rangkaian :
Berikut daftar kode warna resistor :
Misal :
Resistor dengan gelang warna :
I. Coklat : 1
II. Hitam : 0
III. Merah : 00
IV. Perak : 10%
Jadi nilai resistor tersebut adalah 1000 Ohm atau 1 K Ohm dengan toleransi 10% artinya nilai aslinya bisa berkisar antara 900 Ohm – 1100 Ohm. Angka 900 didapat dari 1000 – (1000 x 10%) dan 1100 Ohm dari 1000 + (1000 x 10%).
GABUNGAN RESISTOR
Resistor Hubung Seri
Resistor yang dihubungkan seri nilai hambatannya adalah Rt = R1 + R2 + R ...
Misal : 1K Ohm + 1K Ohm = 2K Ohm
Resistor Hubung Paralel
Resistor yang dihubungkan paralel hasilnya adalah 1/Rt = 1/R1 + 1/R2 + 1/R .....
Misal : 1K Ohm diparalel dengan 1K Ohm hasilnya adalah 0,5 K Ohm.
Mengukur Resistor Dengan Multi Tester
1. Pastikan anda sudah melakukan zerro Ohm adj.
2. Putar batas ukur pada Ohmmeter (pastikan batas ukur lebih tinggi atau hampir sama dengan perkiraan resistor yang diukur).
3. Hubungkan probe ke masing-masing kaki resistor (bolak balik sama saja)
4. Lihat penunjukan jarum pada papan skala.
Kesimpulan Hasil Pengukuran
1. Jarum menunjuk angka sesuai dengan ukuran aslinya : resistor baik
2. Jarum menunjuk angka lebih besar / kecil dari ukuran aslinya : resistor rusak
3. Jarum tidak bergerak sama sekali : resistor putus
4. Jarum menunjuk angka nol : resistor short
Rangkaian resistor
TEKNOLOGI ELEKTRONIKA DANLISTRIK
RANGKAIAN RESISTOR SERI DAN PARALEL
Resistor Disambung Secara Seri
Sambungan seri/deret yaitu sambungan ujung kaki yang satu Disambung dengan lain secara beruntun. Perhatikan gambar. Nilai hambatan total dari A ke B sama dengan jumlah nilai semua resistor disambungkan.
Disambung Secara Paralel
Sambungan Parelel/ Jajar yaitu sambungan ujung kaki satu sama lain disambung dengan lainnya saling disatukan. Perhatikan gambar. hambatan total dari A ke B sama dengan jumlah nilai semua resistor disambungkan.
Resistor Disambung Secara Seri-Paralel
Gabungan resistor yang disambung secara seri dengan resistor yang Disambung secara paralel disebut sambungan campuran atau seri-paralel.
Arus Listrik dalam Rangkaian
Rangkaian Resistor
Rangkaian resistor digunakan untuk mendapatkan suatu nilai dari beberapa resistor. Rangkaian resistor terdiri dari rangkaian seridan rangkaian paralel.
1. Rangkaian Resistor Seri
Resistor yang disusun seri selalu menghasilkan resistansi yang lebih besar.
Pada rangkaian seri, arus yang mengalir pada setiap resistor sama besar.
R1, R2, dan R3 disusun secara seri, resistansi dari gabungan R1, R2, dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rs.
Resistor yang dirangkai secara seri mempunyai nilai pengganti, yang besarnya dapat dirumuskan: Jika semua nilai R yang disusun sama, dapat ditulis:
Rs = R1+ R2 + R3 + .... + Rn
dengan n banyaknya R yang disusun.
Contoh rangkaian resisitor seri:
1. Hitung nilai resistor pengganti dari ketiga resistor yang dirangkai seperti di bawah ini !
Penyelesaian:
Diketahui: R1 = 2 ohm
R2 = 4 ohm
R3 = 3 ohm
Ditanyakan: Rs = ........ ?
Dijawab :
Rs = R1+ R2 + R3
Rs = 2 + 4 + 3
Rs = 9
Jadi nilai resistor pengganti adalah 9 ohm.
2. Rangkaian Resistor Paralel
Resistor yang disusun secara paralel selalu menghasilkan resistansi yang lebih kecil. Pada rangkaian paralel arus akan terbagi pada masing-masing resistor pada masing-masing resestor, tetapi tegangan pada ujung-ujung resistor sama besar.
Pada rangkaian fresestor disamping untuk R1, R2, dan R3 disusun secara paralel, resistansi dari gabungan R1, R2, dan R3 dapat diganti dengan satu resistor pengganti yaitu Rp.
Resistor yang dirangkai secara paralel mempunyai nilai pengganti, yang besarnya dapat dirumuskan:
1/ Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + .... + 1/Rn
Jika semua nilai R yang disusun sama besar, maka resistor penggantinya dapat ditulis:
Rp = R / n
dengan n banyaknya R yang disusun.
Contoh menghitung rangkaian resistor paralel:
Hitung ?
Penyelesaian:
a) Diketahui:
R1 = 20 ohm
R2 = 30 ohm
R3 = 60 ohm
Ditanyakan: Rp = ........ ?
Dijawab:
1/ Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
1/ Rp = 1/20 + 1/30 + 1/30
1/ Rp = 3/60 + 2/60 + 1/60
1/ Rp = 6/60
Rp = 10 ohm
Jadi nilai resistor pengganti adalah 10 ohm.
Penyelesaian:
b) Diketahui:
R1 = 6 ohm
R2 = 2 ohm
R3 = 4 ohm
R6 = 6 ohm
Ditanyakan: Rp = ........ ?
Dijawab:
Seri antara resistor 2 ohm dan 4 ohm
R s = 2 + 4
R s = 6
Sehingga rangkaian dapat diganti ini :
Paralel antara 6 ohm, 6 ohm, dan 6 ohm
1/ Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
1/ Rp = 1/6 + 1/6 + 1/6
1/ Rp = 3/6
Rp = 2 ohm
Karena nilai dari masing-masing resistor sama yaitu 6 ohm, maka dapat juga dihitung dengan:
Rp = R / n
Rp = 6 / 3
Rp = 2 ohm
Jadi nilai resistor pengganti adalah 2 ohm
Rangkaian Seri, Paralel, dan … Fraktal
Posted by suksmono on April 28, 2008
Selama ini kita mengenal dua macam susunan dasar dari rangkaian listrik, yaitu susunan atau rangkaian seri dan rangkaian paralel. Jika ada k buah tahanan (resistor) dengan nilai seragam sebesar R, cara penyusuan k buah resistor ini akan mempengaruhi nilai tahanan total yang kita peroleh. Gambar-gambar berikut meyatakan susunan satu buah resistor R, rangkaian seri dari k buah resistor, dan rangkaian paralel-nya:
Gambar 1. Satu buah R, rangkaian seri, dan rangkaian paralel
Pada pelajaran Fisika tingkat SMA atau kuliah awal dalam Dasar Rangkaian Elektrik, kita tahu bahwa nilai total dari k buah tahanan seragam R yang disusun secara seri adalah
Rangkaian Seri: RS = R + R + … + R = kR
Sedangkan jika tahanan tersebut disusun secara paralel, maka nilai total di kedua ujung rangkaian akan menjadi
Rangkaian Paralel: RP = R //R// … //R = R/k
Notasi “+” telah dipakain untuk menyatakan susunan beberapa tahanan secara serial sedangkan notasi garis miring sejajar “//” dipakai untuk menyatakan rangkaian paralel. Tentu kita dapat mencampurkan kedua jenis susunan ini, lalu melakukan perhitungan secara bertahap dengan membagi tiap susunan ke elemen dasarnya, seri atau paralel.
Sebelum diskusi ini berlanjut, terlebih dahulu akan diperkenalkan suatu susunan jenis baru yang disebut sebagai susunan serupa-diri (self-similar) atau secara singkat disebut sebagai susunan fraktal. Nama ini dipilih karena bentuk dan proses konstruksinya mirip dengan fraktal deterministik, misalnya kurva Koch, Koch Snowflake, Sierpinsky Gasket, atau objek-objek geometri fraktal lainnya.
Gambar 2. Rangkaian tersusun fraktal RF[1], RF[2], dan RF[3]
Proses pembentukan rangkaian fraktal diawali dengan suatu elemen dasar fraktal, yaitu rangkaian paling kiri pada Gambar 2, berupa 4 buah tahanan teran
Kapasistansi Seri dan Paralel
Kapasitor adalah komponen listrik yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik, dan secara sederhana terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik). Atau dengan kata lain, kapasitor terbentuk dari dua konduktor sembarang yang dipisahkan oleh sebuah isolator (atau ruang hampa).
Suatu kapasitor memiliki lambang berikut ini: Lambang kapasitor dengan C = 1 μF Struktur sebuah kapasitor terbuat dari dua buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama, muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, fenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.
Prinsip kerja kapasitor
Dalam rangkaian listrik, kapasitor dapat digunakan sebagai : 1. Pencari gelombang radio (tuning) 2. Salah satu komponen pengapian 3. Penyimpan energi dalam rangkaian penyala elektronik 4. Filter dalam catu daya Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan listrik dinyatakan oleh besaran kapasitas atau kapasitansi (yang dinotasikan dengan “C”), dan didefinisikan sebagai perbandingan antara muatan listrik Q yang tersimpan dalam kapasitor dan beda potensial V antara kedua keping.
Dimana: Q = muatan elektron, satuan C (coulomb) C = nilai kapasitansi, satuan F (farad) V = besar tegangan, satuan V (volt) Satuan kapasitansi dalam SI adalah farad, sehingga dari persamaan di atas dapat diperoleh hubungan : [Modul Praktikum Rangkaian Listrik, hal. 13-15]. Kita definisikan kapasitansi C dengan hubungan tegangan arus, di mana v dan i memenuhi konvensi untuk sebuah elemen pasif, sehingga : Jika dan v = 0 pada t = 0 ; Maka: 2 Jadi, pada kapasitor pun terjadi penyimpanan energi dalam bentuk medan listrik. [Prinsip Dasar Elektroteknik, hal. 13]. Hubungan Kapasitor Salah satu pertimbangan penting dalam menggunakan sebuah kapasitor adalah pemilihan kapasitas yang sesuai dengan kebutuhan. Apabila sebuah kapasitor tunggal dengan kapasitas dan tegangan kerja yang diinginkan tidak tersedia, maka pada umumnya kita dapat mengkombinasikan dua atau lebih kapasitor untuk memperoleh kapasitas maupun tegangan yang dibutuhkan. Ada dua cara yang umum untuk menghubungkan beberapa kapasitor, yaitu seri dan paralel. [Bob Foster. Terpadu Fisika SMU Jilid 2A, hal. 36] a. Hubungan Seri Jika beberapa kapasitor dihubungkan satu sama lain dengan cara menghubungkan keping – keping yang bermuatan berlawanan seperti pada gambar, hubungan tersebut dinamakan hubungan seri. Setelah seimbang, semua kapasitor akan mempunyai muatan yang sama. Akibatnya, muatan ekivalen di dalam garis putus – putus adalah nol sehingga muatan gabungan sama dengan muatan setiap kapasitor, sama dengan q. Sumber tegangan V yang dihubungkan pada kapasitor hanya akan mengakibatkan pergeseran muatan.
Pada hubungan seri diperoleh: Karena, qtotal = q = q1 = q2 = q3 Vtotal = V1 + V2 + V3 Maka, atau Secara umum, untuk n buah kapasitor yang disusun seri, kapasitas gabungan (Ctot) dirumuskan sebagai: Khusus untuk dua kapasitor yang dirangkai secara seriCatatan: Khusus untuk n buah kapasitor yang kapasitasnya sama danberlaku: dirangkai secara seri berlaku: Dari persamaan di atas diperoleh bahwa kapasitas pengganti susunan seri beberapa buah kapasitor selalu lebih kecil dari kapasitas terkecil kapasitor dalam rangkaian tersebut. Perbandingan potensial pada masing – masing kapasitor seri adalah: [http://www.myfisika.net/materi/Fadli_Yusuf_kapasitor/New%20/Folder/index.htm] b.
Hubungan Paralel Jika beberapa kapasitor dihubungkan satu sama lain dengan cara menghubungkan keping-keping yang bermuatan sejenis seperti pada gambar, maka hubungan tersebut dinamakan hubungan paralel. Setelah seimbang, tegangan semua kapasitor adalah sama. Maka tegangan kapasitor hubungan paralel didefinisikan : Vtot = V1 = V2 = V3 Akan tetapi, karena muatan – muatan yang sejenis saling dihubungkan, maka muatan total (qtot) merupakan penjumlahan dari muatan seluruh kapasitor yang dirangkai paralel. qtot = q + q1 + q2 + q3 Ctot V = C1 V + C2 V + C3 V atau Ctot = C1 + C2 + C3 Secara umum, untuk n buah kapasitor yang disusun parallel, kapasitas total (Ctot) dirumuskan sebagai: Dari persamaan di atas diperoleh bahwa kapasitas pengganti susunan paralel beberapa buah kapasitor selalu lebih besar dari kapasitas terbesar kapasitor dalam rangkaian tersebut. Perbandingan muatan pada masing – masing kapasitor paralel adalah Menghitung Kapasitansi Kapasitor Dalam Ruang Hampa +Q A Vab d -Q 2T Apabila pada rangkaian tersebut diberikan beda potensial V, akan terbentuk medan listrik, dan kapasitor mendapat muatan. Semakin besar beda potensial, semakin besar pula muatannya. Meskipun besaran Q dan V dalam persamaan tersebut tampak menentukan nilai C, namun kapasitas itu sendiri bernilai konstan. Kapasitas suatu kapasitor tergantung pada jenis konstruksi fisiknya, yaitu luas keping kapasitor, jarak antara keduanya, dan bahan jenis dielektrik yang digunakannya. Jika sebuah kapasitor keping sejajar diberi beda potensial V, sehingga setiap kapasitor mendapat muatan listrik Q, kemudian dengan menggunakan hukum Gauss, kuat medan listrik (E) dapat diperoleh dari: ϕ = E.A = Dimana, E = permitivitas dielektrik yang digunakan, berarti: E = , karena E = Maka: = Sehingga: C = Dengan: E = = permitivitas relatif bahan dielektrik = permitivitas vakum (8,54 x 10-12 C2 N-1 m-2) Jika ruang diantara kedua keping kapasitor adalah vakum atau udara, besarnya kapasitas adalah: Permitivitas relatif suatu bahan dielektrik dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara kapasitas dalam bahan dielektrik dan kapasitas dalam vakum (udara).
Beda Potensial Kedua Keping Jika pada suatu kapasitor keping sejajar beda potensial antar kepingnya diijinkan berubah, maka prinsip yang kita pegang: muatan adalah kekal. Jadi, muatan kapasitor sebelum disisipkan bahan penyekat (q0) sama dengan muatan kapasitor sedudah V0 = V0 = Er Vbdisisipkan bahan penyekat (qb). q0 = qb C0V0 = CbVb Jadi, beda potensial kedua keping setelah disisipkan bahan penyekat Vb, berkurang dibandingkan dengan beda potensial dalam vakum atau udara V0. [Modul Praktikum Rangkaian Listrik, hal. 16-17] Jenis-jenis kapasitor 1. Electrostatic Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang populer serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. 2. Electrolytic dan electrochemical Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan – di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub negatif katoda.
Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah batere dan accu. Pada kenyataannya, batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. [http://duniaelektronika.blogspot.com/2007/09/kapasitor.html] 5. Prosedur Percobaan • Dalam percobaan ini kita akan mengukur harga kapasitansi yang didasarkan pada sistem time konstan baik yang panjang maupun yang pendek, penggambaran hasil oscilloscope dan gelombang persegi. • Untuk lebih memudahkan perhitungan, perhatikan gambar C1 dan C2 mengenai rangkaian proses pengisian dan pelepasan yang berbanding langsung dengan time constant,
dimana : T (time constant) = C (kapasitansi) x R (resistansi) • Set-lah function generator pada gelombang persegi dengan 5 Vpeak to peak. • Catat pada tabel hasil time constant yang didapat berdasarkan inputan yang diberikan. Gambar C1 Rangkaian Seri Kapasitor Gambar C2 Rangkaian parallel kapasitor C (µF) R (Ω) Frekuensi (Hz) V peak-peak Vc Vx 5 10 Seri Paralel 6. Data Hasil Percobaan V (V) C (μF) R (Ω) τ (ms) 6 6 10 k 60 6 7 10 k 70 6 3,23 10 k 32 5,8 13 10 k 130 N.B: Data untuk τ didapat dari percobaan yang dilakukan praktikan sendiri. 7. Pengolahan Data a. Perhitungan time constant (τ) berdasarkan teori 1. Untuk C = 6 μF 2. Untuk C = 7 μF 3. Untuk C = 3,23 μF (seri) 4. Untuk C = 13 μF (paralel) b. Perhitungan τ berdasarkan percobaan 1. Untuk C = 6 μF 2. Untuk C = 7 μF 3. Untuk C = 3,23 μF (seri) 4. Untuk C = 13 μF (paralel)
Prinsip Dasar Hukum Pembagi Tegangan
Gambar Rangkaian Hukum Pembagi Tegangan
Salah satu aturan yang paling mendasar yang harus dipahami dalam rangkaian listrik ataupun elektronika adalah hukum pembagi tegangan. Atau setidaknya bisa langsung membayangkan perbandingan tegangan yang jatuh dari setiap beban atau tahanan yang terhubung seri atau parallel. Karena dengan memahami aturan ini kita dapat dengan cepat merespon kondisi suatu rangkaian tanpa melakukan perhitungan terlebih dahulu. Ataupun kita bisa mengetahui bahwa setiap beban yang kita pasang pada setiap terminal output suatu rangkaian akan membuat tegangan output tersebut turun akibat hubungan parallel antara tahanan pada terminal output dengan tahanan beban. Setiap resistansi atau tahanan yang terhubung parallel akan membuat tahanan totalnya lebih kecil dari kedua tahanan yang terhubung parallel tersebut, akibatnya dengan turunya tahanan pada terminal tersebut maka pada pembagian tegangan dengan rangkaian seri yang lain terminal tadi akan memperoleh tegangan yang lebih kecil.
Mari kita perhatikan rangkaian pada gambar i. Sesuai dengan rumus pembagi tegangan maka tegangan pada R1 = (R1/(R1+R2)) 9V = (1K/4K)9 = 9/4=2,25 volt. Begitu juga jika kita ingin menghitung tegangan pada R2. Yang pasti jumlah dari tegangan yang terhubung seri tersebut sama dengan tegangan supply. Kemudian pada gambar ii terlihat dua tahanan yang sama terhubung seri kemudian pada salah satu tahanan diparalelkan dengan tahanan yang lain. Jika kita coba analisa pada saat kedua tahanan yang sama itu dipasang seri maka tegangan yang akan jatuh pada masing-masing tahanan tersebut akan berbagi rata (sama=4,5 volt), tetapi dengan ditambahnya satu tahanan lagi pada salah satunya maka tegangan akan turun pada tahanan yang terbebani tersebut. Untuk nilai tegangannya bisa kita hitung dengan rumus pembagi tegangan setelah kita hitung tahanan pengganti pada tahanan parallel tersebut.
Untuk aturan pada rangkaian gambar iii dan iv merupakan prinsip favorit saya dalam aturan pembagi tegangan. Pada gambar iii merupakan rangkaian satu tahanan dengan ujung yang terbuka (open circuit). Dari rangkaian tersebut banyak orang menyimpulkan bahwa tegangan yang jatuh pada ujung yang terbuka adalah o volt, padahal jika kita memahami prinsip pembagi tegangan maka dengan cepat kita bisa menyimpulkan bahwa tegangan yang jatuh adalah sama dengan tegangan supply. Pada dasarnya rangkaian tersebut bagai rangkaian dengan dua tahanan terhubung seri, satu tahanan R3 dan tahanan yang lain adalah udara. Nilai tahanan dari udara sangat besar sekali mendekati tak terhingga sehingga arus yang mengalir hampir tidak ada. Tetapi jika kita gunakan rumus pembagi tegangan maka perbandingan antara tahanan udara dengan R3 sangat jauh sekali sehingga sebagian besar jatuh pada tahanan udara ( VRu = (Ru / (R3+Ru)) 9 v = ( ∞ / (1K + ∞ )) 9 v = ( ∞ / ∞) 9v = (1) 9v = 9 volt). Untuk rangkaian pada gambar iv bisa kita simpulkan bahwa tegangan yang jatuh pada kawat tanpa adanya tahanan adalah 0 volt. Hal ini dikarenakan tahanan yang ada pada kawat idealnya adalah 0 ohm, dengan demikian tidak akan ada pembagian tegangan yang jatuh padanya.
Sebenarnya untuk hukum pembagi tegangan ini saya punya pengalaman tersendiri. Dengan bermodal keyakinan pada hukum yang bersifat absolut, saya pernah mengajak dua teman kuliah saya untuk membentuk hubungan seri dengan tahanan adalah masing-masing tubuh kami walaupun dengan susah payah merayu agar kedua teman tersebut mau ikut membuktikannya. Saat itu saya menantang dengan mencoba membagi tegangan PLN 220 volt ke masing-masing tubuh kami bertiga. Dengan asumsi tegangan yang akan jatuh pada masing-masing adalah 220 / 3 = 73 volt, kemudian saya ajak kedua teman untuk naik ke atas kursi plastik agar tidak terjadi hubungan parallel dengan ground. Satu terminal langsung saya pegang dan kedua teman secara seri memegang terminal satunya, lalu saya menyentuh teman yang ujung dengan pelan-pelan. Maka memang benarlah apa yang sudah menjadi hukum alam atau kententuan Allah SWT, tegangan yang kami rasakan hanya kejutan yang tidak terlalu besar. Dengan senangnya setelah itu salah satu teman tanpa sadar menurunkan kakinya ke lantai maka dengan serentak kami semua melompat akibat sengatan listrik 220 volt. Dengan demikian isu kebanyakan orang yang menyatakan bahwa tegangan listrik akan lebih besar jatuh pada orang yang berada diujung adalah salah. Pernyataan itu tidak sejalan dengan hukum pembagi tegangan baik pada hubungan seri ataupun parallel. Mengapa demikian ? saya pikir anda sudah bisa menyimpulkan.
