18
1.16 Mengukur Resistansi dengan Tegangan dan Arus
Mengukur besaran resistor yang tidak diketahui bisa juga dilakukan dengan metode pengukuran tegangan dan arus. Digunakan dua alat ukur yaitu Voltmeter
untuk mengukur tegangan dan Ampermeter untuk mengukur arus. Ada dua cara pengukuran yang hampir sama, tetapi akan menghasilkan dua persamaan yang
berbeda.
Cara Pertama periksa Gambar 1-27
Sumber tegangan DC dipasang dengan posisi Voltmeter dekat catu daya dan Ampermeter
di seri dengan beban R. Arus total yang keluar dari catu daya besarnya sebesar I + I
iV
.
Pada ujung Ampermeter terjadi drop tegangan sebesar U
iA
= I R
iA
. Sehingga
besarnya tegangan pada beban R besarnya UR = U – U
iA
. Dengan mengukur besarnya arus I pada Ampermeter, mengukur tegangan U pada Voltmeter, dan
mengetahui besarnya tahanan dalam Ampeter sebesar R
iA
. Maka besarnya resistansi beban R adalah: R =
iA
U U
I −
= U
I – R
iA
Ω
Cara Kedua periksa Gambar 1.28. Catu daya tegangan DC terhubung seri
dengan Ampermeter. Sebuah Voltmeter pengukur tegangan dipasangkan paralel
dengan beban resistor R. Arus yang terukur pada Ampermeter besarnya I. Arus yang
mengalir ke beban I – I
N
. Dengan mengukur arus pada Ampermeter dan mengukur
tegangan pada Voltmeter, dan mengetahui tahanan dalam Voltmeter yang besarnya R
iV
. Dapat dihitung besarnya resistansi R sebesar:
R =
iV
U I
I −
= U
I – R
iV
Ω
1.17 Tahanan dalam Baterai
Catu daya DC dapat berupa baterai atau akumulator. Sebuah catu daya DC memiliki tahanan dalam yang besarannya bisa diketahui dengan cara melakukan
pengukuran tegangan dan arus. Catu daya DC 4,5 Volt, dipasangkan resistor variable RL yang dapat diatur besarannya dari 0 sampai 500
Ω . Tahanan dalam
Ampermeter diketahui besarnya R
iA
0,1 Ω
Gambar 1.29. Untuk memperoleh
tahanan dalam catu daya DC dilakukan pengukuran dengan mengatur tahanan RL, kemudian dicatat data pengukuran tegangan V dan pengukuran arus A,
yang dibuat dalam bentuk tabel di bawah ini.
Gambar 1.28 Pengukuran tahanan nilai R besar
Gambar 1.27 Pengukuran tahanan nilai R kecil
19
Tabel 1.8 Pengukuran
Gambar 1.29 Pengukuran tahanan dalam baterai
RL Ω
Ω Ω
Ω Ω
≈ 50,1
20,1 10,1
6,1 4,1
3,1 2,1
1,1 0,6
0,1 I A
0,24 0,55
0,94 1,33
1,67 1,91
2,24 2,71
3,02 3,42
U V 13
12,1 11,0
9,5 8,1
6,8 5,9
4,7 3,0
1,8 0,38
P W 2,9
6.0 8,9
10,8 11,4
11,3 10,5
8,1 5,4
1,2
Dengan data pengukuran tegangan dan arus, maka tabel daya dapat diisi dengan menggunakan persamaan P = U I. Dari tabel di atas dapat dibuat tabel yang
hasilnya seperti gambar di bawah. Karakteristik tegangan fungsi arus Gambar 1.30, garis beban dapat ditarik pada dua titik, yaitu pada saat tegangan tanpa
beban besarnya 13,1 V dan saat terjadi hubung singkat 3,42 A. Dari tabel diperoleh baris daya akan meningkat maksimum sampai 11,4 W dan kemudian menurun
kembali. Saat terjadi daya maksimum tercatat tegangan besarnya 6,8 V dan arus 1,67 A. Titik ini disebut sebagai daya maksimum di titik A. Di titik A ini jika
nilai R
L
bisa membesar atau jika digeser akan mengecil.
Karakteristik daya fungsi arus Gambar 1.31 merupakan ploting dari Tabel 2 di atas. Tampak garis daya melengkung dari kecil kemudian membesar sampai
dicapai titik daya maksimum di titik P
mak
. Jika tahanan R
L
diturunkan dan arus makin meningkat daya justru menurun kembali. Saat di titik P
maks
. yang terjadi adalah besarnya R
L
= R
i
, di mana R
i
merupakan tahanan dalam catu daya DC.
Gambar 1.30 Karakteristik tegangan fungsi arus
Gambar 1.31 Karakteristik daya fungsi arus
20
1.18 Ekivalen Sumber Tegangan dan Sumber Arus
Kategori