Laporan Praktikum Rangkaian Resistor dan
RANGKAIAN RESISTOR & HUKUM KIRCHOFF
Indra Wijaya Putra (12010210040)
Program Pendidikan Fisika
Sekolah Tinggi Keguruan dan Ilmu Pendidikan Surya, Tangerang
2014
1. Pendahuluan
Resistor
adalah
komponen
elektronika yang paling dasar dan paling
banyak digunakan. Prinsip kerja resistor
adalah dengan mengatur elektron (arus
listrik) yang mengalir melewatinya dengan
menggunakan jenis material konduktif
tertentu yang dicampur dengan material lain
sehingga menimbulkan suatu hambatan pada
aliran elektron (arus listrik). Resistor juga
dapat dirangkai secara seri, paralel atau
gabungannya sehingga dapat digunakan
untuk membagi arus listrik, tegangan listrik,
penurun tegangan, filter dan sebagainya.
Resistor yang dirangkai seri dapat dilihat
seperti pada gambar berikut ini.
Gambar 1.1 Rangkaian Seri
Bila resistor dirangkai secara seri maka nilai
hambatan
totalnya
akan
bertambah.
Rangkaian
seri dapat digunakan untuk membagi
tegangan listrik. Hambatan total pada
rangkaian seri untuk n buah resistor adalah
RT=R1+R2+R3+…+Rn
…(1.1)
Resistor yang dirangkai secara paralel dapat
dilihat seperti pada gambar berikut ini.
terjadi proses pembagian arus listrik,
sedangkan tegangan sama untuk tiap
resistor. Hambatan total pada rangkaian
paralel untuk n buah resistor adalah :
= + +
�
�
�
+… +
��
…(1.2)
��
Kemudian, bila resistor membentuk limas
seperti pada gambar berikut ini.
Gambar 1.3 Rangkaian Limas
Rangkaian resistor lainnya adalah rangkaian
resistor berbentuk limas. Secara teori, besar
hambatan resistor yang telah dirangkai
membentuk limas adalah ½ kali dari besar
hambatan resistor sebelum dirangkai. Itu
hanya berlaku jika semua nilai hambatan
resistornya
sama
besar.
Dalam
perhitungannya, rangkaian ini menggunakan
kombinasi hambatan seri dan paralel karena
jika limas tersebut dibongkar atau dibentuk
2 dimensi, akan terlihat gabungan antara
rangkaian seri dan paralel.
Rangkaian berikutnya adalah rangkaian
yang membentuk kubus seperti pada gambar
di bawah ini.
Gambar 1.4 Rangkaian Kubus
Gambar 1.2 Rangkaian Paralel
Bila resistor dirangkai secara paralel, maka
hambatan total akan lebih kecil dari
hambatan resistor terkecil yang ada di dalam
rangkaian. Pada rangkaian resistor paralel
Dalam kasus ini kita anggap nilai semua
resistor besarnya sama yaitu 1 kΩ, maka
terdapat 3 konfigurasi hambatan total yaitu
hambatan total pada rusuk kubus, diagonal
sisi kubus, dan diagonal ruang kubus.
Hambatan total pada rusuk kubus akan
memiliki besar 7/12 kali dari hambatan
masing-masing resistor sebelum dirangkai.
Sementara itu, hambatan total pada diagonal
sisi kubus adalah sebesar ¾ kali dari
hambatan masing-masing resistor sebelum
dirangkai. Kemudian, hambatan totalpada
diagonal ruang kubus adalah sebesar 5/6 kali
dari hambatan masing-masing resistor
sebelum dirangkai. Sama halnya dengan
limas,
rangkaian
kubus
merupakan
kombinasi hambatan seri dan paralel. Bila
resistor dirangkai dalam kombinasi seri dan
paralel, maka terjadi proses pembagian arus
dan tegangan listrik.
Hukum Kirchoff I berbunyi : “ Jumlah kuat
arus yang masuk dalam titik percabangan
sama dengan jumlah kuat arus yang keluar
dari titik percabangan”.Secara matematis
dinyatakan ∑Imasuk = ∑Ikeluar. Sementara
itu, hukum Kirchoff II berbunyi : ”Dalam
rangkaian tertutup, jumlah aljabar tegangan
dan jumlah penurunan potensial sama
dengan nol”. Maksud dari jumlah penurunan
potensial sama dengan nol adalah tidak ada
energi listrik yang hilang dalam rangkaian
tersebut, atau dalam arti semua energi listrik
bisa digunakan atau diserap.
Gambar 1.5 Rangkaian Kirchoff I
Hukum Kirchoff II dipakai untuk
menentukan kuat arus yang mengalir pada
rangkaian bercabang dalam keadaan
tertutup. Hukum Kirchoof II dapat
dirumuskan sebagai ∑V = 0. Gaya gerak
listrik
ɛ
dalam
sumber
tegangan
menyebabkan
arus
listrik
mengalir
sepanjang loop, dan arus listrik yang
mendapat
hambatan
menyebabkan
penurunan tegangan, sehingga persamaan di
atas dapat ditulis ∑ ɛ+∑IR=0 …(1.3)
Gambar 1.6 Rangkaian Kirchoff II
Tujuan praktikum ini adalah
memahami berbagai jenis rangkaian resistor,
menentukan besar hambatan ekuivalen dari
berbagai rangkaian resistor, dan memahami
hukum Kirchoff I dan II.
2. Metodologi Percobaan
Percobaan ini berlangsung pada hari
Senin, 15 September 2014 di ruang 404
gedung Sure. Percobaan ini terbagi dalam 3
sesi. Sesi pertama adalah rangkaian resistor.
Tahap pertama adalah rangkaian dibuat
seperti pada gambar 1.1-1.4 secara
bergantian. Dengan besar hambatan
ditentukan oleh praktikan. Kemudian, tahap
kedua adalah hambatan diukur sesuai
dengan petunjuk asisten. Selanjutnya, sesi
kedua yaitu Hukum Kirchoff I. Tahap
pertama adalah rangkaian dibuat sesuai
dengan gambar 1.5, dengan besar hambatan
yang berbeda dan telah ditentukan oleh
praktikan. Kemudian, tahap kedua yaitu arus
I,I1,I2,I3 diukur dan dicatat pada tabel
percobaan. Sesi terakhir yaitu Hukum
Kirchoff II. Tahap pertama pada sesi ini
adalah 3 resistor berbeda yang akan
digunakan dalam rangkaian diukur oleh
praktikan. Tahap selanjutnya adalah
rangkaian dibuat sesuai gambar 1.6. Tahap
ketiga yaitu nilai ggl pertama dan kedua
diatur masing-masing sebesar 4,5V dan 3V.
Tahap terakhir yaitu besar arus I1,I2,I3 diukur
dan dicatat pada tabel percobaan.
3. Hasil dan Pembahasan
Tabel 3.1 Rangkaian Seri
Hambatan
R1
R2
R3
RTOTAL
Besar hambatan(Ω)
197
9,85x103
1,054x106
1,018x106
Tabel 3.2 Rangkaian Paralel
Hambatan
R1
R2
R3
R4
RTOTAL
Besar hambatan(Ω)
197
9,85x103
1,054x106
4,84x103
190
Tabel 3.3 Rangkaian Limas
Hambatan
R1
R2
R3
R4
R5
R6
RTOTAL
Rpengukuran
(Ω)
0,08x103
0,08x103
0,08x103
0,08x103
0,08x103
0,08x103
0,08x103
Rperhitungan(Ω)
0,085x103
0,085x103
0,085x103
0,085x103
0,085x103
0,085x103
0,085x103
Tabel 3.4 Rangkaian Kubus
Hambatan
Rrusuk
Rdiagonal bidang
Rpengukuran
0,1x103 Ω
0,14x103 Ω
Rdiagonal ruang
0,14x103 Ω
Rperhitungan
0,09x103 Ω
0,1275x103
Ω
0,14x103 Ω
Tabel 3.5 Rangkaian Kirchoff I
Imasuk (A)
95,3x10-3
Ikeluar (A)
I1= 22,8x10-3
I2= 26,1x10-3
I3= 46x10-3
Jumlah: 94,9x10-3
Tabel 3.6 Rangkaian Kirchoff II
Nilai Hambatan (Ω) Nilai Arus (A)
197
9,8x10-3
178
4,1x10-3
99
14,2x10-3
Gambar 1.1. Rangkaian listrik pada gambar
tersebut adalah rangkaian seri. Hambatan R1
menggunakan warna resistor merah, hitam,
coklat, dan emas. Saat diukur dengan
multimeter, nilai hambatan R1 adalah 197Ω
(seperti pada Tabel 3.1). Sedangkan menurut
teori, besar hambatan tersebut adalah
200±5%. Artinya besar hambatan tersebut
antara 190-210 Ω. Kemudian, hambatan R2
menggunakan warna resistor coklat, hitam,
orange, dan emas. Saat diukur dengan
multimeter, nilai hambatan R2 adalah
9,85x103Ω. Sedangkan menurut teori, besar
hambatan tersebut adalah 104±5%. Artinya
besar hambatan tersebut antara 9,5x1031,05x104Ω. Selanjutnya, hambatan R3
menggunakan warna resistor coklat, hitam,
hijau, dan emas. Saat diukur dengan
multimeter, nilai hambatan R3 adalah
1,054x106Ω. Sedangkan menurut teori,
besar hambatan tersebut adalah 106±5%.
Artinya besar hambatan tersebut antara
9,5x105-1,05x106Ω. Berdasarkan persamaan
(1.1), besar hambatan total pada perhitungan
warna resistor adalah 1.010.200±5%Ω atau
berkisat
antara
959.690-1.060.710Ω
Sedangkan besar hambatan total resistor
pada
percobaan/pengukuran
adalah
1,018x106Ω atau 1.018.000 Ω.. Dari dua
hasil tersebut, besar hambatan total pada
percobaan/pengukuran sudah termasuk atau
memenuhi besar hambatan total pada
perhitungan
warna
resistor.
Hasil
pengukuran memang tidak setepat/pas
dengan perhitungan karena dipengaruhi nilai
toleransi resistor. Nilai toleransi resistor
yang dipakai pada percobaan ini adalah
warna emas, besarnya 5%, sehingga nilai
hambatan resistor itu sendiri harus
dijumlahkan dan dikurangkan dengan 5%
dari nilai warna di depan toleransi. Alat ukur
multimeter telah menghitung dengan pas
hambatan resistor termasuk nilai toleransi
tersebut, sehingga terlihat jelas nilai
hambatan sesungguhnya dari resistor
tersebut. Dari kedua hasil ini, maka resistor
yang disusun seri akan memiliki nilai
hambatan yang tinggi. Semakin besar
hambatan resistor yang disusun seri, maka
hambatan total akan semakin besar pula.
Gambar 1.2. Rangkaian listrik pada gambar
tersebut adalah rangkaian paralel. Hambatan
pada resistor R1, R2, dan R3 menggunakan
warna resistor yang sama dengan warna
resistor pada rangkaian seri, sehinggan besar
hambatan
pada
pengukuran/percobaan
dengan
perhitungan
sama
besar.
Selanjutnya, hambatan R4 menggunakan
warna resistor kuning, ungu, merah, dan
emas. Saat diukur dengan multimeter, nilai
hambatan R4 adalah 4,84x103Ω. Sedangkan
menurut teori, besar hambatan tersebut
adalah 47x102±5%. Artinya besar hambatan
tersebut antara 4465-4935Ω. Berdasarkan
persamaan (1.2), besar hambatan total pada
perhitungan warna resistor adalah 188±5%
atau berkisar antara 178,6-197Ω. Sedangkan
besar hambatan total resistor pada
percobaan/pengukuran adalah 190Ω (seperti
pada Tabel 3.2). Dari dua hasil tersebut,
besar
hambatan
total
pada
percobaan/pengukuran sudah termasuk atau
memenuhi besar hambatan total pada
perhitungan
warna
resistor.
Hasil
pengukuran memang tidak setepat/pas
dengan perhitungan karena dipengaruhi nilai
toleransi resistor. Nilai toleransi resistor
yang dipakai pada percobaan ini adalah
warna emas, besarnya 5%, sehingga nilai
hambatan resistor itu sendiri harus
dijumlahkan dan dikurangkan dengan 5%
dari nilai warna di depan toleransi. Alat ukur
multimeter telah menghitung dengan pas
hambatan resistor termasuk nilai toleransi
tersebut, sehingga terlihat jelas nilai
hambatan sesungguhnya dari resistor
tersebut. Dari kedua hasil ini, maka resistor
yang disusun paralel akan memiliki nilai
hambatan yang rendah. Semakin besar
hambatan resistor yang disusun paralel,
maka hambatan total akan semakin kecil.
Gambar 1.3. Gambar ini menunjukkan
rangkaian berbentuk limas. Rangkaian limas
merupakan gabungan antara rangkaian seri
dan paralel, sehingga sering disebut
rangkaian kombinasi resistor yang saling
berhubungan. Secara teori, besar besar
hambatan total ½ kali dari hambatan resistor
sebelum dirangkai. Berdasarkan tabel 3.3,
besar hambatan total yang diukur adalah
0,08x103Ω
dan
Rperhitungan
adalah
3
0,085x10 Ω. Sementara itu, sebelum
dirangkai, besar hambatan resistor yang
diukur dengan multimeter masing-masing
adalah 0,17x103Ω. Kedua hasil ini tidak
terlalu jauh berbeda dengan teori di atas.
Perbedaan nilai perhitungan dengan
pengukuran dipengaruhi oleh besar toleransi
resistor tersebut. Multimeter langsung
membaca warna resistor tersebut sehingga
toleransi sudah termasuk dalam alat ukur
multimeter. Pada perhitungan, kita perlu
memasukkan nilai toleransinya untuk
mengetahui besar hambatan resistor
sesungguhnya. Penulisannya dalam bentuk
interval/rentang nilai, sehingga nilai resistor
tidak persis sama dengan nilai pengukuran
dengan multimeter.
Gambar 1.4. Rangkaian listrik pada gambar
ini adalah rangkaian berbentuk kubus.
Rangkaian kubus merupakan gabungan
antara rangkaian seri dan paralel, sehingga
sering disebut rangkaian kombinasi resistor
yang saling berhubungan. Pada skema ini,
dibagi 3 kali percobaan menghitung
Rrusuk,Rdiagonal bidang,Rdiagonal ruang. Sesuai teori,
Rrusuk
dapat
diperoleh
dengan
menghubungkan multimeter pada rusuk
7
resistor. Besarnya sama dengan
kali dari
hambatan resistor sebelum dirangkai.
Sementara itu, besar hambatan total Rdiagonal
bidang adalah 0,75 kali dari hambatan resistor
sebelum dirangkai. Kemudian, besar
hambatan total Rdiagonal ruang adalah 5/6 kali
hambatan sebelum
dirangkai.
Besar
hambatan resistor sebelum dirangkai adalah
0,17x103Ω.
Berdasarkan
tabel
3.4,
percobaan menghitung besar hambatan
rusuk diperoleh 0,1x103Ω dan Rperhitungan
adalah 0,09x103Ω. Dari hasil perhitungan
tersebut, tidak terdapat perbedaan signifikan
dengan hasil praktikum. Sementara itu,
untuk hambatan diagonal bidang, diperoleh
perhitungan sebesar 0,1275x103 Ω dan
Rpengukuran sebesar 0,14x103 Ω. Dari kedua
hasil ini, terdapat perbedaan yang cukup
jauh karena kesalahan saat menghubungkan
resistor ke multimeter. Selanjutnya, untuk
hambatan diagonal ruang, diperoleh
perhitungan sebesar 0,14x103Ω. Hasil ini
sama persis dengan teori untuk hambatan
diagonal ruang pada kubus. Perbedaan nilai
perhitungan dengan pengukuran dipengaruhi
oleh besar toleransi resistor tersebut.
Multimeter langsung membaca warna
resistor tersebut sehingga toleransi sudah
termasuk dalam alat ukur multimeter. Pada
perhitungan, kita perlu memasukkan nilai
toleransinya untuk mengetahui besar
hambatan
resistor
sesungguhnya.
Penulisannya dalam bentuk interval-rentang
nilai, sehingga nilai resistor tidak persis
sama dengan nilai pengukuran dengan
multimeter.
Gambar 1.5. Berdasarkan teori, pada titik
percabangan tertentu, hukum kirchoff I
menyatakan jumlah arus yang masuk sama
dengan jumlah arus yang keluar. Pada tabel
3.5, diperoleh jumlah arus yang masuk
sebesar Imasuk=95,3x10-3A. Sementara itu, 3
arus yang keluar masing-masing sebesar
I1=22,8x10-3A,I2=26,1x10-3A, dan I3=46x103
A. Jika arus yang meninggalkan titik P
dijumlahkan, hasilnya adalah Ikeluar=
94,9x10-3A. Dari hasil Imasuk dan Ikeluar ini,
tidak terdapat perbedaan signifikan,
sehingga pengukuran dan teori bersifat
ekuivalen. Perbedaan besar arus ini
disebabkan oleh nilai toleransi resistor
tersebut.
Pada
pengukuran
dengan
multimeter, besar hambatan yang tampak
adalah nilai ketiga warna resistor dan nilai
toleransinya,
sehingga
praktikan
meyimpulkan nilai pada multimeter tersebut
sudah masuk di rentang hambatan resistor.
Gambar 1.6. Berdasarkan teori, dalam
rangkaian tertutup, jumlah aljabar tegangan
dan jumlah penurunan potensial sama
dengan nol. Pada tabel 3.6, diperoleh besar
arus I1=9,8x10-3A untuk hambatan 197Ω,
I2=4,1x10-3A untuk hambatan 178Ω, dan
I3=14,2x10-3A untuk hambatan 99 Ω.
Berdasarkan persamaan (1.3), diperoleh
I1=12,34 A dan I2=6,12 A disubstitusikan ke
persamaan menghasilkan I3 sebesar 18,76 A.
Dari kedua hasil ini, diperoleh perbedaan
yang cukup besar antara pengukuran dengan
multimeter dengan teori. Namun, jika dilihat
dari perbandingan masing-masing besar arus
melalui pengukuran memiliki kesamaan
dengan teori Hukum Kirchoff II. Perbedaan
besar arus ini disebabkan oleh nilai toleransi
resistor tersebut. Pada pengukuran dengan
multimeter, besar hambatan yang tampak
adalah nilai ketiga warna resistor dan nilai
toleransinya.
4. Kesimpulan
Bila resistor dirangkai secara seri, maka
nilai hambatan totalnya akan lebih besar dari
hambatan resistor terbesar yang ada di
dalam rangkaian. Sementara itu, bila resistor
dirangkai secara paralel, maka nilai
hambatan totalnya akan lebih kecil dari
hambatan resistor terkecil yang ada di dalam
rangkaian. Hasil pengukuran memang tidak
setepat/pas dengan perhitungan karena
dipengaruhi nilai toleransi resistor. Nilai
toleransi resistor yang dipakai pada
percobaan ini adalah warna emas, besarnya
5%, sehingga nilai hambatan resistor itu
sendiri harus dijumlahkan dan dikurangkan
dengan 5% dari nilai warna di depan
toleransi. Alat ukur multimeter telah
menghitung dengan pas hambatan resistor
termasuk nilai toleransi tersebut, sehingga
terlihat jelas nilai hambatan sesungguhnya
dari resistor tersebut. Kemudian, pada
praktikum
ini
juga
telah berhasil
membuktikan secara langsung hukum I
Kirchoff yang berbunyi “Suatu titik
percabangan, jumlah arus yang masuk sama
dengan jumlah arus yang keluar titik
tersebut”. Kemudian, hukum II Kirchoff
berbunyi: “Suatu rangkaian tertutup, jumlah
aljabar tegangan dan penurunan potensial
sama
dengan
nol.”
Indra Wijaya Putra (12010210040)
Program Pendidikan Fisika
Sekolah Tinggi Keguruan dan Ilmu Pendidikan Surya, Tangerang
2014
1. Pendahuluan
Resistor
adalah
komponen
elektronika yang paling dasar dan paling
banyak digunakan. Prinsip kerja resistor
adalah dengan mengatur elektron (arus
listrik) yang mengalir melewatinya dengan
menggunakan jenis material konduktif
tertentu yang dicampur dengan material lain
sehingga menimbulkan suatu hambatan pada
aliran elektron (arus listrik). Resistor juga
dapat dirangkai secara seri, paralel atau
gabungannya sehingga dapat digunakan
untuk membagi arus listrik, tegangan listrik,
penurun tegangan, filter dan sebagainya.
Resistor yang dirangkai seri dapat dilihat
seperti pada gambar berikut ini.
Gambar 1.1 Rangkaian Seri
Bila resistor dirangkai secara seri maka nilai
hambatan
totalnya
akan
bertambah.
Rangkaian
seri dapat digunakan untuk membagi
tegangan listrik. Hambatan total pada
rangkaian seri untuk n buah resistor adalah
RT=R1+R2+R3+…+Rn
…(1.1)
Resistor yang dirangkai secara paralel dapat
dilihat seperti pada gambar berikut ini.
terjadi proses pembagian arus listrik,
sedangkan tegangan sama untuk tiap
resistor. Hambatan total pada rangkaian
paralel untuk n buah resistor adalah :
= + +
�
�
�
+… +
��
…(1.2)
��
Kemudian, bila resistor membentuk limas
seperti pada gambar berikut ini.
Gambar 1.3 Rangkaian Limas
Rangkaian resistor lainnya adalah rangkaian
resistor berbentuk limas. Secara teori, besar
hambatan resistor yang telah dirangkai
membentuk limas adalah ½ kali dari besar
hambatan resistor sebelum dirangkai. Itu
hanya berlaku jika semua nilai hambatan
resistornya
sama
besar.
Dalam
perhitungannya, rangkaian ini menggunakan
kombinasi hambatan seri dan paralel karena
jika limas tersebut dibongkar atau dibentuk
2 dimensi, akan terlihat gabungan antara
rangkaian seri dan paralel.
Rangkaian berikutnya adalah rangkaian
yang membentuk kubus seperti pada gambar
di bawah ini.
Gambar 1.4 Rangkaian Kubus
Gambar 1.2 Rangkaian Paralel
Bila resistor dirangkai secara paralel, maka
hambatan total akan lebih kecil dari
hambatan resistor terkecil yang ada di dalam
rangkaian. Pada rangkaian resistor paralel
Dalam kasus ini kita anggap nilai semua
resistor besarnya sama yaitu 1 kΩ, maka
terdapat 3 konfigurasi hambatan total yaitu
hambatan total pada rusuk kubus, diagonal
sisi kubus, dan diagonal ruang kubus.
Hambatan total pada rusuk kubus akan
memiliki besar 7/12 kali dari hambatan
masing-masing resistor sebelum dirangkai.
Sementara itu, hambatan total pada diagonal
sisi kubus adalah sebesar ¾ kali dari
hambatan masing-masing resistor sebelum
dirangkai. Kemudian, hambatan totalpada
diagonal ruang kubus adalah sebesar 5/6 kali
dari hambatan masing-masing resistor
sebelum dirangkai. Sama halnya dengan
limas,
rangkaian
kubus
merupakan
kombinasi hambatan seri dan paralel. Bila
resistor dirangkai dalam kombinasi seri dan
paralel, maka terjadi proses pembagian arus
dan tegangan listrik.
Hukum Kirchoff I berbunyi : “ Jumlah kuat
arus yang masuk dalam titik percabangan
sama dengan jumlah kuat arus yang keluar
dari titik percabangan”.Secara matematis
dinyatakan ∑Imasuk = ∑Ikeluar. Sementara
itu, hukum Kirchoff II berbunyi : ”Dalam
rangkaian tertutup, jumlah aljabar tegangan
dan jumlah penurunan potensial sama
dengan nol”. Maksud dari jumlah penurunan
potensial sama dengan nol adalah tidak ada
energi listrik yang hilang dalam rangkaian
tersebut, atau dalam arti semua energi listrik
bisa digunakan atau diserap.
Gambar 1.5 Rangkaian Kirchoff I
Hukum Kirchoff II dipakai untuk
menentukan kuat arus yang mengalir pada
rangkaian bercabang dalam keadaan
tertutup. Hukum Kirchoof II dapat
dirumuskan sebagai ∑V = 0. Gaya gerak
listrik
ɛ
dalam
sumber
tegangan
menyebabkan
arus
listrik
mengalir
sepanjang loop, dan arus listrik yang
mendapat
hambatan
menyebabkan
penurunan tegangan, sehingga persamaan di
atas dapat ditulis ∑ ɛ+∑IR=0 …(1.3)
Gambar 1.6 Rangkaian Kirchoff II
Tujuan praktikum ini adalah
memahami berbagai jenis rangkaian resistor,
menentukan besar hambatan ekuivalen dari
berbagai rangkaian resistor, dan memahami
hukum Kirchoff I dan II.
2. Metodologi Percobaan
Percobaan ini berlangsung pada hari
Senin, 15 September 2014 di ruang 404
gedung Sure. Percobaan ini terbagi dalam 3
sesi. Sesi pertama adalah rangkaian resistor.
Tahap pertama adalah rangkaian dibuat
seperti pada gambar 1.1-1.4 secara
bergantian. Dengan besar hambatan
ditentukan oleh praktikan. Kemudian, tahap
kedua adalah hambatan diukur sesuai
dengan petunjuk asisten. Selanjutnya, sesi
kedua yaitu Hukum Kirchoff I. Tahap
pertama adalah rangkaian dibuat sesuai
dengan gambar 1.5, dengan besar hambatan
yang berbeda dan telah ditentukan oleh
praktikan. Kemudian, tahap kedua yaitu arus
I,I1,I2,I3 diukur dan dicatat pada tabel
percobaan. Sesi terakhir yaitu Hukum
Kirchoff II. Tahap pertama pada sesi ini
adalah 3 resistor berbeda yang akan
digunakan dalam rangkaian diukur oleh
praktikan. Tahap selanjutnya adalah
rangkaian dibuat sesuai gambar 1.6. Tahap
ketiga yaitu nilai ggl pertama dan kedua
diatur masing-masing sebesar 4,5V dan 3V.
Tahap terakhir yaitu besar arus I1,I2,I3 diukur
dan dicatat pada tabel percobaan.
3. Hasil dan Pembahasan
Tabel 3.1 Rangkaian Seri
Hambatan
R1
R2
R3
RTOTAL
Besar hambatan(Ω)
197
9,85x103
1,054x106
1,018x106
Tabel 3.2 Rangkaian Paralel
Hambatan
R1
R2
R3
R4
RTOTAL
Besar hambatan(Ω)
197
9,85x103
1,054x106
4,84x103
190
Tabel 3.3 Rangkaian Limas
Hambatan
R1
R2
R3
R4
R5
R6
RTOTAL
Rpengukuran
(Ω)
0,08x103
0,08x103
0,08x103
0,08x103
0,08x103
0,08x103
0,08x103
Rperhitungan(Ω)
0,085x103
0,085x103
0,085x103
0,085x103
0,085x103
0,085x103
0,085x103
Tabel 3.4 Rangkaian Kubus
Hambatan
Rrusuk
Rdiagonal bidang
Rpengukuran
0,1x103 Ω
0,14x103 Ω
Rdiagonal ruang
0,14x103 Ω
Rperhitungan
0,09x103 Ω
0,1275x103
Ω
0,14x103 Ω
Tabel 3.5 Rangkaian Kirchoff I
Imasuk (A)
95,3x10-3
Ikeluar (A)
I1= 22,8x10-3
I2= 26,1x10-3
I3= 46x10-3
Jumlah: 94,9x10-3
Tabel 3.6 Rangkaian Kirchoff II
Nilai Hambatan (Ω) Nilai Arus (A)
197
9,8x10-3
178
4,1x10-3
99
14,2x10-3
Gambar 1.1. Rangkaian listrik pada gambar
tersebut adalah rangkaian seri. Hambatan R1
menggunakan warna resistor merah, hitam,
coklat, dan emas. Saat diukur dengan
multimeter, nilai hambatan R1 adalah 197Ω
(seperti pada Tabel 3.1). Sedangkan menurut
teori, besar hambatan tersebut adalah
200±5%. Artinya besar hambatan tersebut
antara 190-210 Ω. Kemudian, hambatan R2
menggunakan warna resistor coklat, hitam,
orange, dan emas. Saat diukur dengan
multimeter, nilai hambatan R2 adalah
9,85x103Ω. Sedangkan menurut teori, besar
hambatan tersebut adalah 104±5%. Artinya
besar hambatan tersebut antara 9,5x1031,05x104Ω. Selanjutnya, hambatan R3
menggunakan warna resistor coklat, hitam,
hijau, dan emas. Saat diukur dengan
multimeter, nilai hambatan R3 adalah
1,054x106Ω. Sedangkan menurut teori,
besar hambatan tersebut adalah 106±5%.
Artinya besar hambatan tersebut antara
9,5x105-1,05x106Ω. Berdasarkan persamaan
(1.1), besar hambatan total pada perhitungan
warna resistor adalah 1.010.200±5%Ω atau
berkisat
antara
959.690-1.060.710Ω
Sedangkan besar hambatan total resistor
pada
percobaan/pengukuran
adalah
1,018x106Ω atau 1.018.000 Ω.. Dari dua
hasil tersebut, besar hambatan total pada
percobaan/pengukuran sudah termasuk atau
memenuhi besar hambatan total pada
perhitungan
warna
resistor.
Hasil
pengukuran memang tidak setepat/pas
dengan perhitungan karena dipengaruhi nilai
toleransi resistor. Nilai toleransi resistor
yang dipakai pada percobaan ini adalah
warna emas, besarnya 5%, sehingga nilai
hambatan resistor itu sendiri harus
dijumlahkan dan dikurangkan dengan 5%
dari nilai warna di depan toleransi. Alat ukur
multimeter telah menghitung dengan pas
hambatan resistor termasuk nilai toleransi
tersebut, sehingga terlihat jelas nilai
hambatan sesungguhnya dari resistor
tersebut. Dari kedua hasil ini, maka resistor
yang disusun seri akan memiliki nilai
hambatan yang tinggi. Semakin besar
hambatan resistor yang disusun seri, maka
hambatan total akan semakin besar pula.
Gambar 1.2. Rangkaian listrik pada gambar
tersebut adalah rangkaian paralel. Hambatan
pada resistor R1, R2, dan R3 menggunakan
warna resistor yang sama dengan warna
resistor pada rangkaian seri, sehinggan besar
hambatan
pada
pengukuran/percobaan
dengan
perhitungan
sama
besar.
Selanjutnya, hambatan R4 menggunakan
warna resistor kuning, ungu, merah, dan
emas. Saat diukur dengan multimeter, nilai
hambatan R4 adalah 4,84x103Ω. Sedangkan
menurut teori, besar hambatan tersebut
adalah 47x102±5%. Artinya besar hambatan
tersebut antara 4465-4935Ω. Berdasarkan
persamaan (1.2), besar hambatan total pada
perhitungan warna resistor adalah 188±5%
atau berkisar antara 178,6-197Ω. Sedangkan
besar hambatan total resistor pada
percobaan/pengukuran adalah 190Ω (seperti
pada Tabel 3.2). Dari dua hasil tersebut,
besar
hambatan
total
pada
percobaan/pengukuran sudah termasuk atau
memenuhi besar hambatan total pada
perhitungan
warna
resistor.
Hasil
pengukuran memang tidak setepat/pas
dengan perhitungan karena dipengaruhi nilai
toleransi resistor. Nilai toleransi resistor
yang dipakai pada percobaan ini adalah
warna emas, besarnya 5%, sehingga nilai
hambatan resistor itu sendiri harus
dijumlahkan dan dikurangkan dengan 5%
dari nilai warna di depan toleransi. Alat ukur
multimeter telah menghitung dengan pas
hambatan resistor termasuk nilai toleransi
tersebut, sehingga terlihat jelas nilai
hambatan sesungguhnya dari resistor
tersebut. Dari kedua hasil ini, maka resistor
yang disusun paralel akan memiliki nilai
hambatan yang rendah. Semakin besar
hambatan resistor yang disusun paralel,
maka hambatan total akan semakin kecil.
Gambar 1.3. Gambar ini menunjukkan
rangkaian berbentuk limas. Rangkaian limas
merupakan gabungan antara rangkaian seri
dan paralel, sehingga sering disebut
rangkaian kombinasi resistor yang saling
berhubungan. Secara teori, besar besar
hambatan total ½ kali dari hambatan resistor
sebelum dirangkai. Berdasarkan tabel 3.3,
besar hambatan total yang diukur adalah
0,08x103Ω
dan
Rperhitungan
adalah
3
0,085x10 Ω. Sementara itu, sebelum
dirangkai, besar hambatan resistor yang
diukur dengan multimeter masing-masing
adalah 0,17x103Ω. Kedua hasil ini tidak
terlalu jauh berbeda dengan teori di atas.
Perbedaan nilai perhitungan dengan
pengukuran dipengaruhi oleh besar toleransi
resistor tersebut. Multimeter langsung
membaca warna resistor tersebut sehingga
toleransi sudah termasuk dalam alat ukur
multimeter. Pada perhitungan, kita perlu
memasukkan nilai toleransinya untuk
mengetahui besar hambatan resistor
sesungguhnya. Penulisannya dalam bentuk
interval/rentang nilai, sehingga nilai resistor
tidak persis sama dengan nilai pengukuran
dengan multimeter.
Gambar 1.4. Rangkaian listrik pada gambar
ini adalah rangkaian berbentuk kubus.
Rangkaian kubus merupakan gabungan
antara rangkaian seri dan paralel, sehingga
sering disebut rangkaian kombinasi resistor
yang saling berhubungan. Pada skema ini,
dibagi 3 kali percobaan menghitung
Rrusuk,Rdiagonal bidang,Rdiagonal ruang. Sesuai teori,
Rrusuk
dapat
diperoleh
dengan
menghubungkan multimeter pada rusuk
7
resistor. Besarnya sama dengan
kali dari
hambatan resistor sebelum dirangkai.
Sementara itu, besar hambatan total Rdiagonal
bidang adalah 0,75 kali dari hambatan resistor
sebelum dirangkai. Kemudian, besar
hambatan total Rdiagonal ruang adalah 5/6 kali
hambatan sebelum
dirangkai.
Besar
hambatan resistor sebelum dirangkai adalah
0,17x103Ω.
Berdasarkan
tabel
3.4,
percobaan menghitung besar hambatan
rusuk diperoleh 0,1x103Ω dan Rperhitungan
adalah 0,09x103Ω. Dari hasil perhitungan
tersebut, tidak terdapat perbedaan signifikan
dengan hasil praktikum. Sementara itu,
untuk hambatan diagonal bidang, diperoleh
perhitungan sebesar 0,1275x103 Ω dan
Rpengukuran sebesar 0,14x103 Ω. Dari kedua
hasil ini, terdapat perbedaan yang cukup
jauh karena kesalahan saat menghubungkan
resistor ke multimeter. Selanjutnya, untuk
hambatan diagonal ruang, diperoleh
perhitungan sebesar 0,14x103Ω. Hasil ini
sama persis dengan teori untuk hambatan
diagonal ruang pada kubus. Perbedaan nilai
perhitungan dengan pengukuran dipengaruhi
oleh besar toleransi resistor tersebut.
Multimeter langsung membaca warna
resistor tersebut sehingga toleransi sudah
termasuk dalam alat ukur multimeter. Pada
perhitungan, kita perlu memasukkan nilai
toleransinya untuk mengetahui besar
hambatan
resistor
sesungguhnya.
Penulisannya dalam bentuk interval-rentang
nilai, sehingga nilai resistor tidak persis
sama dengan nilai pengukuran dengan
multimeter.
Gambar 1.5. Berdasarkan teori, pada titik
percabangan tertentu, hukum kirchoff I
menyatakan jumlah arus yang masuk sama
dengan jumlah arus yang keluar. Pada tabel
3.5, diperoleh jumlah arus yang masuk
sebesar Imasuk=95,3x10-3A. Sementara itu, 3
arus yang keluar masing-masing sebesar
I1=22,8x10-3A,I2=26,1x10-3A, dan I3=46x103
A. Jika arus yang meninggalkan titik P
dijumlahkan, hasilnya adalah Ikeluar=
94,9x10-3A. Dari hasil Imasuk dan Ikeluar ini,
tidak terdapat perbedaan signifikan,
sehingga pengukuran dan teori bersifat
ekuivalen. Perbedaan besar arus ini
disebabkan oleh nilai toleransi resistor
tersebut.
Pada
pengukuran
dengan
multimeter, besar hambatan yang tampak
adalah nilai ketiga warna resistor dan nilai
toleransinya,
sehingga
praktikan
meyimpulkan nilai pada multimeter tersebut
sudah masuk di rentang hambatan resistor.
Gambar 1.6. Berdasarkan teori, dalam
rangkaian tertutup, jumlah aljabar tegangan
dan jumlah penurunan potensial sama
dengan nol. Pada tabel 3.6, diperoleh besar
arus I1=9,8x10-3A untuk hambatan 197Ω,
I2=4,1x10-3A untuk hambatan 178Ω, dan
I3=14,2x10-3A untuk hambatan 99 Ω.
Berdasarkan persamaan (1.3), diperoleh
I1=12,34 A dan I2=6,12 A disubstitusikan ke
persamaan menghasilkan I3 sebesar 18,76 A.
Dari kedua hasil ini, diperoleh perbedaan
yang cukup besar antara pengukuran dengan
multimeter dengan teori. Namun, jika dilihat
dari perbandingan masing-masing besar arus
melalui pengukuran memiliki kesamaan
dengan teori Hukum Kirchoff II. Perbedaan
besar arus ini disebabkan oleh nilai toleransi
resistor tersebut. Pada pengukuran dengan
multimeter, besar hambatan yang tampak
adalah nilai ketiga warna resistor dan nilai
toleransinya.
4. Kesimpulan
Bila resistor dirangkai secara seri, maka
nilai hambatan totalnya akan lebih besar dari
hambatan resistor terbesar yang ada di
dalam rangkaian. Sementara itu, bila resistor
dirangkai secara paralel, maka nilai
hambatan totalnya akan lebih kecil dari
hambatan resistor terkecil yang ada di dalam
rangkaian. Hasil pengukuran memang tidak
setepat/pas dengan perhitungan karena
dipengaruhi nilai toleransi resistor. Nilai
toleransi resistor yang dipakai pada
percobaan ini adalah warna emas, besarnya
5%, sehingga nilai hambatan resistor itu
sendiri harus dijumlahkan dan dikurangkan
dengan 5% dari nilai warna di depan
toleransi. Alat ukur multimeter telah
menghitung dengan pas hambatan resistor
termasuk nilai toleransi tersebut, sehingga
terlihat jelas nilai hambatan sesungguhnya
dari resistor tersebut. Kemudian, pada
praktikum
ini
juga
telah berhasil
membuktikan secara langsung hukum I
Kirchoff yang berbunyi “Suatu titik
percabangan, jumlah arus yang masuk sama
dengan jumlah arus yang keluar titik
tersebut”. Kemudian, hukum II Kirchoff
berbunyi: “Suatu rangkaian tertutup, jumlah
aljabar tegangan dan penurunan potensial
sama
dengan
nol.”