modul pet

Fakultas Teknik UNJ

Prodi Pendidikan Teknik Elektronika

Modul

PENGANTAR ELEKTRO TEKNIK

Penyusun

Rian Glori Suseno

5215122629

JURUSAN TEKNIK ELEKTROJAKARTA

2012

2 | M O D U L P E N G A N T A R E L E K T R O T E K N I K

Kata Pengantar

Modul Pengantar Elektro Teknik ini digunakan sebagai panduan kegiatan

belajar mahasiswa untuk dapat menguasai salah satu sub kompetensi, yaitu

menggunakan konsep listrik dalam mendeskribsikan, menganalisa dan menghitung

rangkaian listrik untuk mahasiswa Prodi Pendidikan Teknik Elektronika di

Universitas Negeri Jakarta.

Modul ini bermanfaat untuk membantu pemahaman mahasiswa terhadap

konsep dasar listrik. Kegiatan belajar yang tersusun dalam modul ini terdiri dari tiga

kegiatan belajar yang membahas tentang Prinsip Arus Listrik, , Rangkaian listrik dan

Daya Listrik.

Modul ini merupakan implemantasi dari tugas yang diberikan oleh Bpk.

Bambang selaku Dosen mata kuliah ini selama tiga minggu terakhir, tugas adalah

membuat soal-soal serta pembahasan tentang rangkaian seri dan paralel, hukum

kirchoff, transformasi rangkaian delta ke bintang, Teorema Ekivalen Thevenin, dan

Teorema Norton.

Dalam praktek, modul ini tidak menyarankan mahasiswa untuk melakukan

kegiatan praktek secara langsung, melainkan dengan menggunakan komputer dengan

bantuan sebuah program simulator yang berguna membuat sebuah rangkaian yang

kemudian di ukur besarnya tegangan, arus yang mengalir, besar hambatan dan daya

yang dihasilkan.

Penulis berharap kritik dan saran dari pembaca agar penulis dapat

menyempurnakan modul ini. Semoga modul ini dapat membantu mahasiswa belajar

mengenai sifat-sifat dasar listrik.

Jakarta, 23 Oktober 2012

Rian Glori Suseno


Daftar Isi

Kata Pengantar 2

Daftar Isi 3

Bab I Pendahuluan 4

1. Pendahuluan 4

2. Deskripsi 4

3. Prasyarat 4

4. Tujuan Akhir Pembelajaran 4

Kegiatan 1. Hukum Ohm

rangkaian seri-paralel dan jembatan wheatstone 5

A. Hukum Ohm 5

B. Rangkaian Seri 6

C. Rangkaian Paralel 7

D. Rangkaian Seri-Paralel (campuran) 8

E. Jembatan Wheatstone 10

Praktek 11

1. Praktek 1

Menginstal aplikasi livewire dan petunjuk penggunaan 11

2. Praktek 2

Mengukur rangkaian seri 17

3. Praktek 3

Mengukur rangkaian paralel 18

4. Praktek 4

Mengukur jembatan wheatstone 20

Latihan 22

A. Pertanyaan 22

B. Tugas 23


B A B I

LANDASAN TEORI

1. Pendahuluan

Dalam menganalisis maupun merencanakan sebuah rangkaian , ada kalanya

merupakan suatu kesulitan bagi seseorang yang tidak mengetahui konsep dasar rangkaian

tersebut. Di dalam teknik kelistrikan maupun elektronika, setiap rangkaian baik yang

sederhana atau yang komplek, membutuhkan suatu penganalisaan yang berhubungan

dengan cara kerja rangkaian itu. Suatu rangkaian tidak akan bekerja dengan baik jika salah

satu besaranya tidak sesuai dengan kebutuhan.

2. Deskripsi

Konsep dasar rangkaian listrik arus searah terutama mengenai rangkaian resistor

merupakan dasar dari analisis perhitungan dalam suatu rangkaian listrik. Seperti layaknya

pondasi suatu bangunan, konsep dasar rangkaian listrik adalah hal pertama yang harus

dimengerti dan dipahami dalam merencanakan maupun mengevaluasi sebuah rangkaian

kelistrikan. Apabila konsep dasar tersebut sudah tertanam dalam, maka untuk melangkah ke

penganalisaan yang lebih tinggi lagi akan terasa mudah.

3. Prasyarat

Untuk mempelajari dan lebih memahami isi modul ini, mahasiswa diharuskan

terlebih dahulu menguasai modul yang terdahulu, yaitu:

1. Konsep dasar elektrostatika dan elektrodinamika.

2. Komponen-komponen pasif.

3. Dasar kemagnetan dan elektromagnetik.

4. Tujuan Akhir Pembelajaran

Setelah mempelajari modul ini, siswa diharapkan mampu memahami konsep dasar

resistor (tahanan) dalam rangkaian arus searah.


Tujuan Kegiatan

Siswa dapat merangkai sebuah rangkaian listrik sederhana menggunakan prinsip

hukum Ohm.

Siswa dapat mengukur besaran-besaran listrik dalam rangkaian tersebut.

Siswa dapat membuktikan kebenaran nilai yang diukur dengan analisis perhitungan

menggunakan konsep hukum Ohm.

1. Pembahasan

A. H U K U M OHM

Diantara dua titk yang berbeda tegangan (diusahakan beda tegangan konstan)

dihubungkan dengan kawat penghantar maka arus akan mengalir dari arah positif ke arah

negatif. Apabila beda tegangan dinaikan dua kali lipat, ternyata arus yang mengalir juga naik

dua kali lipat. Jadi, arus yang mengalir melalui kawat penghantar akan sebanding dengan

tegangan yang terdapat antara kedua ujung penghantar.Percobaan ini dilakukan oleh Ohm

yang selanjutnya disebut hukum Ohm. Oleh karena itu dirumuskan:

E

I= R

Keterangan :

E = Tegangan dalam Volt (V)

I = Arus dalam ampere (A)

R = Resistansi / tahanan dalam ohm (Ω)

Gambar rangkaian :


KEGIATAN

1HUKUM OHM RANGKAIAN SERI-

PARALEL DAN JEMBATAN WHEATSTONE

B. R AN GK A I A N SE R I

Yang dimaksud dengan rangkaian seri adalah apabila beberapa resistor dihubungkan

secara berturut-turut, yaitu ujung akhir dari resistor pertama disambung dengan ujung awal

dari resistor kedua, dan seterusnya. Jika ujung awal dari resistor pertam dan ujung akhir

resistor terakhir diberika tegangan, maka arus akan mengalir berturut-turut melalui semua

resistor yang besarnya sama.

Gambar rangkaian:

Hubungan pada rangkaian seri :

Besar tahanan totalnya adalah

RT = R1 + R2 + R3 + ……Rn

Besar arus listriknya adalah

I = IR1 = IR2 = IR3 ….= In

I= ER t

Besar tegangan listriknya adalah


ER1 = I . R1

ER2 = I . R2

ER3 = I . R3

ERn = I . Rn

ET = ER1 + ER2 + ER3

C. R AN GK A I A N P A R A LEL

Yang dimkasud rangkaian pararel jika beberapa resistor secara bersama

dihubungkan antara dua titik yang dihubungkan antara tegangan yang sama. Dalam praktek

rangkaian paralel, semua alat listrikyang ada di rumah dihubu ngkan secara paralel

(lampu, setrika, pompa air, dll).

Gambar rangkaian:

Hubungan pada rangkaian paralel :


1R t

= 1R1

+ 1R2

+ 1R3

jadi arus tiap cabang adalah :

I= ER t


I 1=ER1

I 2=ER2

I 3=ER3


E = ER1 = ER2 = ER3 = Ern

E = I . RT

D. RAN GKA IA N SERI – PARA LEL (CA MPU RAN )

Yang di maksud dengan rangkaian seri-paralel adalah gabungan dari rangkaian seri

dan rangkaian paralel. Oleh karena itu, rangkaian seri-paralel biasa disebut rangkaian

campuran.

Gambar rangkaian:


Pertama-tama kita cari dahulu tahanan paralel R2 dan R3,

R23=1R2

+ 1R 3

Setelah kita hitung tahanan seri R 2,3, gmbar rangkaian diatas menjadi seperti dibawah

ini.


Maka tahanan totalnya adalahRt=R1+R23+R3

Besar arus listriknya adalah

I t=ERt

Untuk arus pada cabang R2 Dan R3 adalah

I 2=ER2

Dan I 3=ER3

Jumlah besarnya arus listrik tiap cabang besarnya sama dengan arus total. Dimana

besarnya.

I t=I 1+ I 3


ER1 = I . R1

ER 2 = ER3 = I . R Paralel 2,3

ER4 = I . R4

Dimana besar tegangan total adalah jumlah tegangan tiap-tiap tahanan.

E = ER1 + ER 2,3 + ER4

KES I MP U L A N

Sifat-sifat rangkaian:

a. Rangkaian seri

Tahanan totalnya lebih besar dari tahanan laianya.

Besar arusnya sama dalam setiap tahanan.

Tegangan listriknya terbagi tergantung besar tahanan yang dilalui.

b. Rangkaian paralel

Tahanan totalnya lebih kecil atau sama dengan tahanan lainya.


Besar arus listriknya terbagi dalam setiap cabang tergantung nilai tahanan cabang.

Tegangan dalam setiap cabang besarnya sama.


E. JEMBA T A N WHE A TSTO N E

Untuk mengukur resistansi sebuah resistor dengan teliti, dilakukan dengan

menggunakan jembatan wheatstone. Pada jembatan wheatstone, empat resistor membentuk

segi empat. Dua sisi dihubungkan dengan sumber tegangan dan dua sisi lainya dihubungkan

dengan galvanometer.

Gambar 5. Rangkaian jembatan wheatstone

Ada dua cara pengaturan rangkaian agar mendapatkan suatu harga yang ekivalen,yaitu :

Mengatur R2, R3 dan R4 sedemikian rupa sehingga galvanometer menunjuk

harga nol.

Memasang R2 dan R4 dalam harga tetap dan mengubah R3 hingga galvanometer

pada harga nol. Sebagai pengganti R3 dapat digunakan resistor variable.Pada saat

galvanometer dalam posisi tidak menyimpang (posisi nol), terjadi perbandingan

harga arus listrik tiap-tiap cabang yang besarnya :

I1 = I2 dan I3 = I4

Arus yang melewati galvanometer dan tegangan pada titik BD adalah seimbang,

sehingga:I 1 R1=I 3 R3 atau I 2 R1=I 4 R3dan I 2 R2=I 4 I 4

didapat:R2

R1

=R3

R4

Bila R1 merupakan resistor yang akan dicari nilai tahananya, maka:

Rx=R2 R4

R3


G

R4

R1 R2

R3

E

Rx

Hal-hal yang diperhatikan sebelum praktek adalah :

Gunakanlah baju praktek.

Persiapan bahan dan peralatan yang diperlukan.

Pastikan komputer anda mempunyai file executable program live wire, sebagai

program simulator.

PRAKTEK 1

MENG-INSTAL APLIKASI LIVE WIRE

DAN PETUNJUK PENGGUNAN

A. Tujuan :

Siswa dapat menginstal program live wire.

Siswa dapat menjalankan program livewire secara profesional.

B. Alat dan Bahan

1. Komputer/Laptop menggunakan 1 set

operating sistem Windows Xp/vista/7.

2. Aplikasi Livewire 1.11 Pro 1 buah

C. Cara menginstal program livewire .

1. klik kanan pada file livewire 1.11 Pro.rar


PRAKTEK

2. Pilih “extract here”.

3. lalu tunggu, sampai proses peng-extract-kan selesai.


4. Setelah proses selesai, buka folder livewire dan pilih livewire.exe


5. Proses instalasi livewire sukses.


D. Tutorial menggunakan livewire.

1. Setelah proses instalasi selesai, buka aplikasi livewire.

2. Pilih Tutorials.


TAMPILAN PERTAMA LIVE WIRE

3. Pilih “drawing a transistor sensing circuit”.

4. Kemudian ikuti semua instruksi yang ada pada tab “beginner”.


PRAKTEK 2

MENGUKUR RANGKAIAN SERI

A. Tujuan :

Siswa dapat merangkai rangkaian seri.

Siswa dapat mengukur besaran-besaran listrik dalam rangkaian seri.

Siswa dapat membuktikan kebenaran pengukuran menggunakan konsep dasar

rangkaian seri.

B. Alat dan Bahan




C. Gambar Rangkaian

D. Langkah Kerja

1. Rangkai rangkaian seperti gambar diatas menggunakan aplikasi livewire.

2. Hidupkan power supply.

3. Baca nilai yang tertera pada alat ukur dan masukan hasilnya ke dalam tabel.

4. Lepaskan sumber tegangan pada rangkaian.

5. Buat analisisperhitungan dengan nilai-nilai yang ada dalam rangkaian

menggunakan konsep hukum ohm.


6. Buat kesimpulan dari hasil pengukuran diatas.E. Tabel Pengukuran

NOTEGANGAN

SUMBER (Volt)

ARUS

(mA)

VR1

(Volt)

VR2

(Volt)

VR3

(Volt)

1

2

3

4

5

6

7

PRAKTEK 3

MENGUKUR RANGKAIAN PARALEL

A. Tujuan :

Siswa dapat merangkai rangkaian paralel.

Siswa dapat mengukur besaran-besaran listrik dalam rangkaian seri.


rangkaian seri.

B. Alat dan Bahan




C. Gambar Rangkaian


D. Langkah Kerja



3. Baca nilai yang tertera pada alat ukur dan masukan hasilnya ke dalam tabel.

4. Lepaskan sumber tegangan pada rangkaian.

5. Buat analisisperhitungan dengan nilai-nilai yang ada dalam rangkaian

menggunakan konsep hukum ohm.

6. Buat kesimpulan dari hasil pengukuran diatas.

E. Tabel Pengukuran

NOTEGANGAN

SUMBER (Volt)

ARUS

(mA)

VR1

(Volt)

VR2

(Volt)

VR3

(Volt)

1

2

3

4

5

6

7


PRAKTEK 4

MENGUKUR JEMBATAN WHEATSTONE

D. Tujuan :

Siswa dapat merangkai rangkaian jembatan wheatstone.

Siswa dapat mengukur besaran-besaran listrik dalam rangkaian jembatan

wheatstone.


rangkaian jembatan Wheatstone.

E. Alat dan Bahan




F. Gambar Rangkaian

E. Langkah Kerja



3. Atur nilai tahanan R3 sehingga ampere meter menunjukan angka nol.

4. Lepaskan R3 dari rangkaian, ukur nilai tahananya menggunakan Ohmmeter.

5. Matikan Power supply.


2.2 k Ω

1 kΩ 10 kΩ

2.2 k Ω

12 V

6. Hitunglah nilai tahanan Rx menggunakan analisis perhitungan.

Rx=R2 R4

R3

7. Buat kesimpulan dari hasil pengukuran diatas.


A. Pertanyaan

Jawablah soal-soal di bawah ini :

A. Sebuah lampu dihubungkan dengan sumber tegangan 12 V DC, berapakah arus

listrik yang mengalir pada rangkaian jika tahanan lampu 800 Ω?

B. Diketahui sebuah rangkaian seperti gambar dibawah ini.

Pertanyaan:

a. Tahanan total

b. Kuat arus

c. Tegangan drop tiap resistor.

C. Diketahui rangkaian seperti gambar di bawah ini.

Pertanyaan:

a. Tahanan total

b. Arus total

c. Arus tiap resistor

D. Diketahui rangkaian seperti gambar di bawah ini.


LATIHAN

Pertanyaan:

a. Tahanan total

b. Arus total

c. Arus tiap resistor

d. Tegangan tiap resistor

B. Tugas

Selesaikanlah soal-soal di bawah ini

Diketahui rangkaian seperti gambar di bawah ini.

Pertanyaan:

a. Tahanan total

b. Arus total

c. Tegangan tiap resistor

d. Arus tiap resistor


modul pet

Documents