HUKUM DAN TEOREMA

RANGKAIAN ELEKTRONIK

Ryan Nur Iman(1147030043)

September 24, 2015

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2015

1

Ringkasan

Telah dilakukan percobaan dengan judul Hukum dan Teorema

Rangkaian Elektronik. Percobaan dilakukan dengan tujuan untuk

memahami Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff pada rangkaian seri

dan paralel. Adapun alat yang digunakan diantaranya Laptop dan

Aplikasi Multisim 10. Pengambilan data dilakukan dengan melakukan

simulasi pada aplikasi Multisim 10. Pertama, percobaan untuk rangka-

ian seri. Pada alikasi Multisim 10 dibuat rangkaian seri dengan meng-

gunakan 3 buah tahanan/resistor, dihubungkan ground pada ujung

kawat dan dipasang multimeter pada setiap resistornya kemudian diukur

besar tegangan pada masing2 resistornya. Kedua, Percobaan pada

rangkaian paralel. Masih menggunakan aplikasi Multisim 10, dirangkaikan

rangkaian paralel dengan 6 buah resistor. Dihubungkan Ground di-

ujung kawatnya, kemudian dipasang multimeter pada setiap resis-

tornya. Selanjutnya, diukur besar arus pada setiap resistor. Berdasarkan

data yang dihasilkan, didapat perbandingan nilai (tegangan V dan

arus I) yang sangat mendekati dengan menggunakan aplikasi Multi-

sim 10 dan perhitungan secara manual.

Kata Kunci: Hukum Ohm, Hukum Kirchhoff, Resistor, Rangkaiam

Seri, Rangkaian Paralel

1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Hukum Ohm berbunyi bahwa besar arus listrik yang mengalir pada suatu

tempat ke tempat lain sebanding dengan beda potensialnya. Hukum Ohm di-

gunakan dalam kasus-kasus pemecahan masalah pengukuran arus dan tegan-

gan.

oleh karena hukum Ohm belum memadai dalam memecahkan kasus-kasus

dalam menentukan besar arus dan tegangan, maka digunakanlah hukum

Kirchhoff. Hukum Kirchhoff terbagi atas Hukum arus Kirchhoff dan Hukum

Tegangan Kirchhoof.

Teorema Thevenin dan Norton digunakan untuk menyederhanakan rangka-

ian yang kompleks. perbedaan dari Thevenin dan Norton ialah, Norton di-

hubungkan secara paralel.

Dengan dasar-dasar diatas, maka praktikum ini dilaksanakan agar praktikan

memahami Hukum Ohm dan Kirchhoff pada rangkaian seri dan paralel,

serta mampu menggunakan teorema Thevenin dan Norton sebagai penyeder-

hanaan suatu rangkaian yang kompleks.

1.2 Tujuan

Praktikum bertujuan untuk memahami Hukum Ohm dan Kirchoff pada

rangkaian resistor seri dan paralel, menerapkan Hukum Kirchoff pada rangka-

ian resistor seri maupun paralel, menggunakan Teorema Thevenin untuk

menyederhanakan rangkaian kompleks, dan menggunakan Teorema Norton

untuk menyederhanakan rangkaian kompleks. Sehingga, pada akhirnya prak-

tikkan dapat mengaplikasikannya pada permasalahan yang berhubungan den-

gan judul praktikum ini.

2

1.3 Dasar Teori

Muatan listrik dapat mengalir dari satu tempat ke tempat lain karena adanya

beda potensial. Tempat yang memiliki potensial tinggi melepaskan muatan

ke tempat yang memiliki potensial rendah. Besarnya arus yang mengalir

berbanding lurus dengan beda potensial antara dua tempat, atau . Kese-

bandingan di atas selanjutnya dapat ditulis I∞V .

I=V 1R

...... (i)

dengan V : beda potensial antara dua titik, dan R : tahanan listrik antara dua

titik dengan satuan Ohm dan disingkat . Yang dinamakan dengan hukum

Ohm.[1]

Pada sebarang rangkaian seri, suatu arus I akan mengalir ke semua bagian

karena adanya beda potensial yang diberikan oleh V . Oleh karena itu, dapat

dikatakan bahwa nilai arus di semua rangkaian pada suatu rangkaian seri

adalah sama . Persamaan untuk hambatan rangkaian seri adalah :

Itot = I1 = I2 = I3 ... In(ii)

Rs = R1+R2+R3+....Rn .......(iii)

Gambar.1 Rangkaian Seri

Sedangkan pada paralel , sepanjang semua cabang rangkian memiliki tegan-

gan yang sama. Total arus yang mengalir akan dibagi ketika mencari rangka-

ian resistor menjadi I1,I2,I3, sehingga persamaan untuk rangkaian hambat-

annya[2]:

Vtot= V1 = V2 = V3 ... = Vn ...(iV)1Rp

= 1R1

+ 1R2

+ ... 1Rn

... (V)

3

Gambar.2 Rangkaian Paralel

Hukum Ohm saja belum memedai untuk menentukan seberapa besar arus

dan tegangan yang terdapat pada sebuah rangkaian. oleh karena itu digu-

nakan Hukum Kirchhoff.

Hukum Arus Kirchoff

Jumlah arus yang masuk oada suatu rangkain sama dengan jumlah arus yang

keluar.

Imasuk = I keluar ... (Vi)

Gambar.3 Hukum Kirchhoff 1 (Hk. Arus Kirchhoff)

Hukum Tegangan Kirchhoff Jumlah tegangan pada suatu rangkaian

sama dengan nol.

∈ - V = 0 ... (Vii)[3]

4

Gambar.4 Hukum Kirchhoff 2(Hk. Tegangan Kirchhoff)

Teorema Thevenin

Teorema ini digunakan untuk menyederhanakan suatu rangkaian loop ganda

dengan sebuah tahananbeban menjadi sebuah rangkaian pengganti loop tun-

gal dengan tahanan beban yang sama.

Tegangan Thevenin adalah adalah tegangan yang tampak pada terminal-

terminal beban jika dilepaskan tahanan beban.

Tahanan Thevenin adalah tahanan yang diukur pada terminal-terminal

beban ke arah sumber, bila semua sumber yang ada dihilangkan.

Teorema Norton Teorema Norton sangat melengkapi Teorema Thevenin,

karena Teorema Norton mempunyai sumber arus ideal yang dihubungkan

paralel dengan sebuah tahan sumber. Dimana arah arus menunjukkan arah

arus konvensional.

Tahanan Norton

Nilai tahanan pada Thevenin sama dengan nilai tahanan pada Norton, na-

mun pada Norton terhubung secara Paralel.[4]

5

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum Elektronika Dasar 1 dengan judul modul HUKUM DAN TEO-

REMA ELEKTRONIK dilaksanakan pada hari kamis,tanggal 23 September

2015 Pkl.10.00 wib di Laboratorium Advanced Physics, Lt. 4 Gedung LAB

TERPADU UIN SGD BANDUNG.

2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain:

1. Resistor

2. Project board

3. Catu daya

4. Multimeter

5. Software Multisim

2.3 Prosedur Percobaan:

2.3.1 Rangkaian Seri

Pertama, laptop dinyalakan. Kemudian aplikasi multisim 10 dibuka. Dibuat

rangkaian pada lembar kerja dengan tahanan sebanyak 3 buah(R1,R2,R3)

yang disusun secara seri. Pasang Ground diujung kawat sebagai pemberi

tegangan. multimeter dipasangkan pada tiap-tiap resistor. selanjutnya sak-

lar dinyalakan dengan pilihan pada multimeter dipilih V, karena yang diukur

praktikan adlah besar tegangannya. Besar tegangan pada tiap-tiap multi-

meter dicatat pada sebuah kertas pengolah data. percobaan ini dilakukan

sebanyak 5 kali.

6

2.3.2 Paralel

Setelah percobaan untuk rangkaian seri selesai, dilanjutkan dengan percobaan

pada rangkaian paralel. pada percobaan ini yang akan diukur oleh praktikan

adalah besar arusnya.

langkah pertama, penyusunan rangkaian paralel pada lembar kerja dengan

tahanan/resistor sebanyak 6 buah. Pasang Ground diujung kawat sebagai

pemberi tegangan. Selanjutnya 6 buah multimeter dipasang pada masing-

masing tahanan. Dipilih A pada opsi yang ada pada multimeter untuk men-

gukur besar arus. Nilai yang muncul pada multimeter dalam aplikasi multi-

sim 10 dicatat. percobaan dilakukan sebanyak 5 kali.

7

2.3.3 Diagram Alir

2.3.3.1 Rangkaian Seri

Nyalakan Laptop/PC

Buka software multisim

Buat Rangkaian Seri dengan 3 resistor

Pasang Ground di ujung kawat

Pasang Multimeter

Pilih opsi V pada Multimeter

Nyalakan saklar

Data dicatat

8

2.3.3.2 Rangkaian Paralel

Aplikasi Multisim sudah siap digunakan(asumsi)

Buat Rangkaian Paralel dengan 6 buah resistor

Pasang Ground diujung kawat

Pasang 6 buah multimeter

Pilih Opsi A pada Multimeter

Nyalakan saklar

Data dicatat

9

3 Data dan Pembahasan

3.1 Rangkaian Seri

Percoabaan pertama dilakukan dengan percobaan rangkaian seri terlebih

dahulu. Pada percobaan ini digunakan 3 buah resistor yang dihubungkan

dengan sebuah ground diujung kawatnya sebagai pemberi tegangan. Per-

cobaan pertama menggunakan tegangan sumber sebesar 10 Volt. Yang mana

dilakukan 5 kali pengulangan pengukuran untuk dijadikan sebagai data pem-

banding terhadap perhitungan secara manual. Dibawah ini adalah data hasil

pengukuran Tegangan V dengan menggunanakan rangkaian seri:

Sebagian kolom tabel diisi dengan data yang dihitung secara manual oleh

praktikan, yaitu Itotal dan Vs(V1+V2+V3). Besar arus I merupakan hasil

dari tegangan sumber dibagi dengan tahanan totalnya. Besar arus ini meru-

pakan I total, dan karena ini adalah rangkaian seri. Maka besar arus di R1,

R2, dan R3 akan sama.

Pada percobaan ini praktikan membuktikan bahwa pada rangkaian seri

merupakan pembagi tegangan. Dapat dilihat dari nilai Vs, yang mana

merupakan penjumlahan aljabar dari V1+V2+V3. Besar Vs(V1+V2+V3)

sama dengan besar tegangan sumber yang digunakan(Vsumber) meskipun

ada beberapa yang besarnya kurang nol koma sekian. Tahanan yang di-

gunakan pada sebuah rangkaian sangat mempengaruhi nilai tegangannya.

Rangkaian yang menggunakan Tahanan yang nilainya besar akan memiliki

besar tegangan pada tahanan yang jauh lebih kecil daripada besar tegan-

gan pada tahanan yang kecil. Dengan kata lain, pada saat muatan listrik

mengalir(arus) pada rangkaian, besar tegangan sumber akan terbagi pada

10

setiap tahanan. Dimana tahanan yang nilainya lebih besar akan mendap-

atkan pembagian tegangan yang lebih besar daripada tahanan yang nilainya

kecil.

3.2 Rangkaian Paralel

Percobaan kedua dengan mengguanakan rangkaian paralel. Enam buah re-

sistor digunakan pada percobaan ini, dengan nilai yang variatif. Didapatkan

data sebagai berikut:

Pada kolom Itotal, Ip dan Rpengganti merupakan hasil perhitungan yang

dilakukan secara manual. Nilai Rpengganti merupakan hasil dari nilai R cam-

puran(seri dan pararel) yang berdasarkan rangkaian.

Rangkaian Pararel merupakan pembagi arus, arus yang mengalir akan dibagikan

ke setiap cabang resistor/tahanan yang besarnya berbanding terbalik dengan

nilai tahannya. Jika nilai tahan kecil, maka arus yang ada pada tahanan

tersebut besar, sedangakan jika tahannya besar maka nilai arus yang ada

pada tahan tersebut sangat kecil. Berdasarkan data pada rangkaian paralel,

besar Itotal dan jumlah aljabar Ip dari I1+I2+I3...+I6 hasilnya tidak sama.

Sangat benar jika hasilnya tidak sama, karena rangkaian yang digunakan

praktikan pada saat praktikum adalah rangkaian campuran bukan paralel.

Sehingga, nilai Itotal dan Ip akan tidak sama dengan dan bahkan sangat

jauh nilainya. (Untuk percobaan Teorema Thevenin dan Norton, tidak di-

lakukan).

11

3.3 Analisis Data

Terdapat beberapa hambatan yang praktikan alami pada saat praktikum

dengan judul modul HUKUM DAN TEOREMA RANGKAIAN ELEKTRONIK.

Diantaranya, praktikan mengalami kesulitan untuk memahami penggunaan

aplikasi multisim yang menyebababkan kegiatan praktikum berjalan lebih

lamban. Kesalahan penggunaan rangkaian pada percobaan paralel, sehingga

nilai dari Itotal tidak sama dengan Ip. Pada percobaan rangkaian paralel

ini, rangkaian yang digunakan adalah rangkaian campuran, bukan rangkaian

paralel murni. Masih banyak hambatan yang tidak dirasakan, namun prak-

tikan mencoba untuk selalu menyesuaikan agar praktikum berjalan dengan

lancar dan semestinya.

12

4 Kesimpulan

Berdasarkan hasil praktikum yang diperoleh maka dapat disimpulkan seba-

gaiberikut:

1. Rangkain Seri merupakan rangakaian pembagi tegangan, dimana Vsum-

ber = Vtotal yang terdapat pada setiap resistor.

2. Rangkaian paralel merupakan rangkaian pembagi arus, Itotal = Jumlah

Ip yang terdapat pada setiap resistor.

3. Semakin besar R semakin besar V(kesebandingan).

4. Semakin besar R semakin kecil I(berbanding terbalik).

13

References

[1] Abdullah, Mikrajudin.2006. ” DIKTAT KULIAH FISIKA DASAR II

TAHAP PERSIAPAN BERSAMA ITB”. Bandung: FMIPA ITB.

[2] www.unej.ac.id.himakiuj2014.blogspot.com. diakses pada tanggal 23

Januari 2015 pkl.09.14 wib.

[3] Tooley, Michael./ alih bahasa, Irzam. 2003.”‘ Rangkaian Elektronik ”.

Jakarta: Erlangga.

[4] Malvino, AP./alih bahasa Barmawi dan Tjia. 1985.PRINSIP -PRINSIP

ELEKTRONIKA EDISI KETIGA JILID I. Jakarta: Erlangga.

14

LAMPIRAN

Rumus-rumus

1. I = VR

2. In = RpenggantiRn

.Itot

3. V n = RpenggantiRn

.V tot

1. Rangkaian Seri

Percobaan ke-1

Percobaan ke-2

Percobaan ke-3

Percobaan ke-4

15

Percobaan ke-5

2. Rangkaian Paralel

Percobaan ke-1

Percobaan ke-2

Percobaan ke-3

Percobaan ke-4

Percobaan ke-5

16

PERHITUNGAN

17