16
I. JUDUL Listrik II. TUJUAN 1. Agar mahasiswa dapat mengumpulkan data kuantitatif melalui pengukuran kuat arus, tegangan, dan hambatan dari percobaan rangkaian seri dan rangkaian paralel. 2. Agar mahasiswa dapat mengumpulkan data kualitatif dari percobaan rangkaian seri dan rangkaian paralel. 3. Agar mahasiswa dapat membuat tabel dan garafik untuk data yang dikumpulkan dari percobaan rangkaian seri dan rangkaian paralel. III. ALAT DAN BAHAN Saklar Bola lampu Kabel Baterai Papan rangkaian IV. LANDASAN TEORI Dalam rangkaian elektronika terdapat banyak sekali konfigurasi rangkaian komponen-komponen elektronika, bukan sekedar rangkaian sederhana yang hanya terdiri dari sumber

fisika

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: fisika

          I.            JUDUL

Listrik

         II.            TUJUAN

1.      Agar mahasiswa dapat mengumpulkan data kuantitatif melalui pengukuran kuat arus, tegangan,

dan hambatan dari percobaan rangkaian seri dan rangkaian paralel.

2.      Agar mahasiswa dapat mengumpulkan data kualitatif dari percobaan rangkaian seri dan

rangkaian paralel.

3.      Agar mahasiswa dapat membuat tabel dan garafik untuk data yang dikumpulkan dari percobaan

rangkaian seri dan rangkaian paralel.

      III.            ALAT DAN BAHAN

         Saklar

         Bola lampu

         Kabel

         Baterai

         Papan rangkaian

      IV.            LANDASAN TEORI

Dalam rangkaian elektronika terdapat banyak sekali konfigurasi rangkaian komponen-

komponen elektronika, bukan sekedar rangkaian sederhana yang hanya terdiri dari sumber

tegangan dan beban, tetapi lebih dari itu. Dua konfigurasi rangkaian yang paling banyak

digunakan dalam rangkaian elektronika adalah seri dan paralel. Untuk mengetahui lebih jelas

mengenai rangkaian seri dan paralel perhatikan gambar berikut ini.

Pada rangkaian seri, resistor disusun seperti rangkaian gerbong kereta, dimana aliran

elektron mengalir hanya pada satu jalur. Pada rangkaian paralel, resistor disusun dengan

Page 2: fisika

menggabungkan masing-masing ujungnya menjadi satu sehingga aliran elektron dapat terbagi ke

dalam beberapa jalur. Untuk mengenal karakteristik lain pada rangkaian seri dan paralel

perhatikan ilustrasi berikut ini.

Pada ilustrasi rangkaian di atas, sakelar disusun secara seri, pada kondisi pertama sakelar

S1 dan S2 dalam keadaan tertutup dan kondisi lampu X1 menyala. Sedangkan pada saat kondisi

kedua dan ketiga yang masing-masing kondisi S1 dan S2 terbuka menyebabkan lampu X1 tidak

menyala. Lalu bandingkan dengan rangkaian sakelar paralel berikut.

Pada kondisi pertama dengan sakelar S1 dan S2 tertutup, lampu X1 menyala. Pada

kondisi kedua dan ketiga yang masing-masing S1 dan S2 dalam keadaan terbuka, lampu X1 tetap

menyala. Tetapi pada kondisi keempat ketika sakelar S1 dan S2 sama-sama terbuka, lampu X1

tidak menyala. Dari perbandingan kedua konfigurasi rangkaian sakelar seri dan paralel dapat

ditarik kesimpulan bahwa jika salah satu saja sakelar seri terbuka menyebabkan terputus-nya

aliran elektron yang menyebabkan lampu tidak menyala, sedangkan pada sakelar paralel untuk

memutuskan aliran elektron harus membuat seluruh sakelar dalam keadaan terbuka.

Rangkaian Resistor Seri Dan Paralel

Untuk menghitung resistansi total pada resistor yang disusun secara seri dan paralel

memerlukan suatu perhitungan matematika yang tidak terlalu sulit. Jika menghitung resistansi

total pada resistor seri dapat dilakukan cara menjumlahkan secara langsung seluruh resistor yang

terhubung seri sedangkan pada resistor paralel membutuhkan perhitungan khusus.

         Untuk rangkaian resistor seri:

         Untuk rangkaian resistor paralel:

Page 3: fisika

Contoh Kasus:

diketahui R1 = 15Ω, R2 = 100Ω, dan R3 = 47Ω, berapakah nilai RTotal jika disusun seri

dan RTotal jika disusun paralel?

Rtotal seri:

         RTotal = R1 + R2 + R3

         RTotal= 15 + 100 + 47

         RTotal= 162Ω

Rtotal paralel:

         RTotal= 1 / {(1/R1)+(1/R2)+(1/R3)}

         RTotal= 1 / {(1/15)+(1/100)+(1/47)}

         RTotal= 10.2Ω

Rangkaian Kapasitor Seri Dan Paralel

Perhitungan kapasitansi total pada suatu rangkaian kapasitor seri dan paralel hampir sama

dengan perhitungan pada rangkaian resistor. Tetapi pada kapasitor, perhitungan untuk rangkaian

seri menggunakan persamaan yang digunakan pada rangkaian resistor paralel. Pada rangkaian

kapasitor paralel, kapasitansi total dihitung dengan menjumlahkan semua nilai kapasitansi

kapasitor yang terhubung paralel, atau sama dengan menghitung resistansi total pada rangkaian

resistor seri.

         Untuk rangkaian kapasitor seri

         Untuk rangkaian kapasitor paralel

Page 4: fisika

Rangkaian Seri adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara sejajar (seri).

Baterai dalam senter umumnya disusun dalam rangkaian seri.

Rangkaian Paralel adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara berderet

(paralel). Lampu yang dipasang di rumah umumnya merupakan rangkaian paralel. Rangakain

listrik paralel adalah suatu rangkaian listrik, di mana semua input komponen berasal dari sumber

yang sama. Semua komponen satu sama lain tersusun paralel. Hal inilah yang menyebabkan

susunan paralel dalam rangkaian listrik menghabiskan biaya yang lebih banyak (kabel

penghubung yang diperlukan lebih banyak). Selain kelemahan tersebut, susunan paralel memiliki

kelebihan tertentu dibandingkan susunan seri. Adapun kelebihannya adalah jika salah satu

komponen dicabut atau rusak, maka komponen yang lain tetap berfungsi sebagaimana mestinya.

Ciri-ciri rangkaian paralel:

  Arus yang mengalir lebih kecil

  Nyala lampu kurang terang

  Jika salah satu lampu maka lampu lain tetap menyala

Contoh rangkaian paralel

         V.            LANGKAH KEGIATAN

Kegiatan I

1)      Siapkan alat-alat sebagai berikut: papan rangkaian, 2 buah baterai,

2 buah bola lampu kecil, kabel penghubung, dan saklar.

2)      Rangkailah alat-alat tersebut secara seri.

3)      Hubungkan stop kontak. Amati nyala kedua bola lampu tersebut.

Page 5: fisika

4)      Lepaskan salah satu bola lampu. Apakah bola lampu yang lainnya bias menyala? Mengapa

demikian?

Kegiatan II

1)      Siapkan alat-alat sebagai berikut: papan rangkaian, 2 buah baterai,

2 buah bola lampu kecil, kabel penghubung, dan saklar.

2)      Rangkailah alat-alat tersebut secara paralel.

3)      Hubungkan stop kontak. Amati nyala kedua bola lampu tersebut. Bandingkan dengan nyala

lampu dirangkai secara seri. Apakah ada perbedaan? Mengapa demikian?

4)      Lepaskan salah satu bola lampu. Apakah bola lampu yang lainnya bisa menyala? Bandingkan

dengan ketika dirangkai secara seri. Apakah ada perbedaan? Mengapa demikian?

      VI.            HASIL PENGAMATAN

Foto:

Rangkaian Paralel

Page 6: fisika

Rangkaian Seri Rangkaian Campuran

   VII.            PEMBAHASAN

A.    Rangkaian Paralel

Setelah kami melakukan praktikum ternyata listrik yang menggunakan rangkaian paralel

arusnya mengalir terbagi berdasarkan banyaknya lintasan. Dan jika salah satu bola lampunya

dicabut maka bola lampu yang lain tetap menyala. Misalnya, jika lampu yang posisinya terletak

di atas dicabut maka bola lampu yang berada di tingkatan paling bawah tetap menyala.

Arus yang melalui bola lampu I tidak sama dengan bola lampu II atau seterusnya, karena

tegangan bola lampunya berbeda. Hambatan pada lampu I tidak sama dengan bola lampu II atau

seterusnya. Dimana lampu yang sangat terang hambatannya sangat kecil, sebaliknya lampu yang

redup memiliki hambatan yang besar.

B.     Rangkaian Seri

Pada rangkaian seri arus yang mengalir tidak bercabang. Dimana listrik yang mengalir

dapat melalui suatu lintasan yang terdiri atas satu lintasan maupun melelui beberapa lintasan.Jika

dari satu sumber listrik terbentuk satu lintasan saja.

Pada rangkaian seri,hambatan total yang muncul pada lintasan listrik merupakan jumlah

dari semua hambatan yang ada pada alat listrik atau pada penghantar.Arus yang mengalir pada

rangkaian seri yang bermuatan positif aris BC bolak balik,semakin kecil tegangannya maka arus

listriknyapun semakin kecil,sementara jika menggunakan hanya satu baterai maka cahaya

lampunya akan semakin redup,jadi apabila ketika salah satu bola lampunya dimatikan maka

semua lampu akan ikut padam.

C.     Campuran

Page 7: fisika

Setelah kami melakukan praktikum ternyata lampu bola lampu yang menghasilkan

cahaya yang sangat terang adalah rangkaian, seri,sedangkan cahaya bola lampu yang redup

adalah rangkain yang paralel.

VIII.            KESIMPULAN DAN SARAN

a.      Kesimpulan

Dari hasil kegiatan yang telah kami lakukan ,kami dapat menyimpulkan bahwa apabila

pengukuran kuat arus ,tegangan,dan hambatan dengan menggunakan kuningan maka cahaya dari

bola lampu yang dihasilkan terang,apabila menggunakan besi maka cahaya dari bola lampunya

terang tetapi terangnya tidak melebihi kuningan,apabila menggunakan aluminium maka cahaya

bola lampunya redup sementara jika menggunakan plastic dan kayu kering bola lampunya tidak

menghasikan cahaya atau penghantar arus listrik yang bersifat isolator.

b.      Saran

  Diharapkan sebelum melakukan percobaan atau praktikum kita harus mengetahui terlebih dahulu

langkah- langkah percobaan yang akan dilakukan.

  Hendaknya berhati- hati dan teliti dalam melakukan praktikum agar memperoleh hasil yang

maksimal dan pada saat praktikum tidak terjadi hal- hal yang dapat merugikan diri sendiri dan

orang lain.

      IX.            DAFTAR PUSTAKA

Untoro, Joko. 2010. Buku Pintar Pelajaran. Jakarta: Wahyu Media

http://ganbagus.blogspot.com/2011/01/rangkaian-listrik-paralel-rangkaian.html

Page 8: fisika

http://ilmu-elektronika.co.cc/artikel/arus-searah-dc/20-rangkaian-seri-paralel

http://id.wikipedia.org/wiki/Rangkaian_seri_dan_paralel

Page 9: fisika

laporan praktikum rangkaian seri dan paralel

I.         Judul dan Tanggal Praktikuma.    Judul : Rangkaian Seri dan Rangkaian Paralelb.    Tanggal Praktikum : 2 Mei 2012

II.       Tujuan Praktikum         Memahami prinsip rangkaian seri dan parlel.

III.    Dasar Teori Rangkaian listrik tertutup adalah rangkaian listrik yang saling berhubungan yang di dalamnya terdapat hambatan (R) dan sumber arus listrik (elemen, E atau ɛ) sehingga pada rangkaian tersebut mengalir arus listrik. Pada dasarnya ada dua jenis rangkaian listrik, yaitu : rangkaian seri dan paralel.

a.    Rangkaian seri Rangkaian seri adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara sejajar (seri). Baterai dalam senter umumnya disusun dalam rangkaian seri.

Banyaknya muatan lisrik yang mengalir tiap satuan waktu adalah sama di sepanjang rangkaian. Jumlah muatan yang mengalir tiap satuan waktu adalah besaran kuat arus, sehingga kita mendapati sifat yang khas dari rangkaian seri, yaitu : “kuat arus di sepanjang rangkaian adalah sama.”Bila kuat arus pada hambatan R1, R2, dan R3 berturut-turut I1, I2,I3,

sedangkan arus rotal pada rangkaina disebut I, maka : I1= I2=I3=IBeda potensial pada masing-masing hambatan dapat dihitung dengan persamaan hukum Ohm, V=IR, yang berarti bila harga masing-masing resistor adalah V1 : V2 : V3 =IR1 : IR2 : IR3

b.    Rangkaian paralel Rangakain listrik paralel adalah suatu rangkaian listrik, di mana semua input komponen berasal dari sumber yang sama.Sifat khas dari rangkaian paralel adalah “beda potensial pada masing-masing cabang adalah sama.” Bila V1 adalah tegangan pada resistor R1 , V2 adalah pada resistor R2 dan V3 adalah tegangan pada resistor R3 maka berlaku : V1 =V2 = V3

Kalau rangkaian seri berlaku sebagai pembagi tegangan, maka rangkaian paralel berlaku sebagai pembagi arus. Hal ini karena sesuai hukum Kirchoff, bahwa arus total pada rangkaian akan dibagi-bagi ke masing-masing cabang melalui rasio I1 : I2 : I3 = I/R1 : I/R2 : I/R3

Gabungan antara rangkaian seri dan rangkaian paralel disebut rangkaian seri-paralel (kadang disebut sebagai rangkaian campuran).

Page 10: fisika

IV.      Alat dan Bahan         Empat buah batu baterai 1,5 volt         Enam buah lampu kecil 3 volt dan tempatnya         Kabel listrik secukupnya         Dua buah sakelar tombol sederhana         Sebuah isolasi listrik         Sebuah gunting

V.        Prosedur Kerja1.     Buatlah rangkaian seri seperti tampak pada gambar di bawah ini!

2.     Tekan tombol dan amatilah nyala lampu.3.     Lepas salah saut lampu dari tempatnya dan tekan kembali tombol, amatilah

apa yang terjadi.4.     Buatlah rangkaian paralel seperti tampak pada gambar di atas.5.     Tekan tombol dan amatilah nyala lampu, kemudian bandingkan dengan

nyala lampu seri.6.     Lepas salah satu nyala lampu dan tekan kembali tombol, amatilah nyala

lampu yang terjadi dan bandingkan dengan nyala 2 buah lampu sebelumnya.

VI.      Analisis Data dan Pembahasan Pertnyaana.            Hasil Pengamatanb.           Pembahasan Pertanyaan

1.    Bila lampu pada salaj satu rangkaian seri dilepas, apakah lampu yang satu masih menyala?Jawab : Tidak, karena masih terhubung dalam satu rangkaian dan baterai terhubung dengan dua lampu dalam satu jalur, sehingga bila satu lampu lepas, yang lain ikut mati.

2.    Bila salah satu lampu pada rangkaian paralel dilepas, apakah lampu yang lainnya masih menyala?Jawab : Ya, karena pada sistem rangakaian paralel apabila salah satu mati maka lampu yagn lain akan tetap menyala.

3.    Coba ulangi percobaan dengan menambah satu buah lampu yang diserikan dengan kedua lampu lainnya pada rangkaian seri, apa yang terjadi dengan nyala ketiga lampu?Jawab :

4.    Coba ulangi percobaan dengan menambah satu buah lampu yang diparalelkan dengan kedua lampu lainnya pada rangkaian paralel, apa yang terjadi dengan nyala ketiga lampu?Jawab :

Page 11: fisika

5.    Coba ulangi percobaan dengan menambah satu buah baterai yang diserikan dengan baterai yang lain pada rangkaian seri, apa yang terjadi dengan nyala kedua lampu?Jawab :

6.    Coba ulangi percobaan dengan menambah satu buah baterai yang diparalelkan dengan baterai yang lain pada rangkaian seri, apa yang terjadi dengan nyala kedua lampu?Jawab :

7.    Coba ulangilah percobaan dengan menambah sebuah baterai yangdiserikan degnan baterai yang lain pada rangkaian paralel, apa yang terjadi dengan nyala kedua lampu?Jawab :

8.    Coba ulangilah percobaan degnan menambah sebuah baterai yang diparalelkan dengan baterai yang lain pada rangkaian paralel, apa yang terjadi dengan nyala kedua lampu?Jawab : Semua lampu menyala, apabila salah satu kabel dilepas, maka tidak akan berpengaruh pada lampu yang lain (lampu lain tetap menyala)

9.    Manakah yang lebih terang, nyala satu buah lampu pada rangkaian paralel atau nyala 2 bauh lampu pada rangkaian paralel?Jawab : Satu buah lampu pada rangkaian paralel

10. Manakah yang menghasilkan nyala lampu paling terang dan paling redup diantara rangkaian di bawah ini :

a.    Dua buah lampu yang disusun seri dengan 2 buah baterai yang juga disusun seri (kurang terang)

b.    Dua buah lampu yang disusun seri dengan dua buah baterai yang disusun pralel (paling terang)

c.    Dua buah lampu yagn disusun paralel dengan dua buah baterai yang disusun seri (agak terang)

d.    Dua buah lampu yang disusun paralel dengan dua buah baterai yang juga disusun paralel (terang)

11. Simpulkan keuntungan dan kerugian dari rangkaian seri dan paralel yang telah dicoba !Jawab :

a.    Rangkaian SeriKeuntungan rangkaian seri adalah hemat kabel, dan rangkaiannya sederhana sehingga membuatnya pun mudah.Kerugiannya pada saat satu lampu mati, yang lain juga mati. Begitu juga pada nyala lampunya, tidak terang (redup). Energinya juga boros, karena digambarkan 1R+1R+1R.

b.    Rangkaian Paralel

Keuntungan rangkaian paralel adalah saat satu lampu mati, yang lain tetap menyala, nyala lampu terang, hemat energi, karena digambaarkan 1/R+1/R+1/R.Kerugian rangkaian paralel adalah rangkaiannya yang rumit, sehingga relatif sulit menyusunnya, dan membutuhkan banyak kabel.

12. Setiap kali kita mematikan sebuah lampu di rumah, maka lampu yang lain tidak ikut padam, bagaimana hal ini bisa terjadi?

Page 12: fisika

Jawab : Hal ini dikarenakan dalam perumahan digunakan sistem rangkaian paralel, sehingga apabila salah satu lampu dimatikan, lampu lain tak terpengaruhi (tetap menyala)Rangkaian listrik di rumah-rumah biasanya di pasang secara paralel. Ini karena dalam rangkaian paralel, setiap peralatan (yang memiliki hambatan tertentu) akan mendapatkan tegangan yang sama besar (dalam rangkaian paralel tidak terjadi pembagian tegangan). Sedangkan arus listrik yang diperlukan masing-masing peralatan dapat di hitung berdasarkan nilai daya yang di butuhkannya (biasanya tertera peralatan tersebut).

VII.      KesimpulanAda dua jenis rangkaian listrik, yaitu : rangkaian seri dan paralel.

a.    Rangkaian SeriRangkaian seri adalah salah satu rangkaian listrik yang disusun secara sejajar (seri). Sifat khas rangkaian seri adalah kuat arus di sepanjang rangkaian sama.

Keuntungan rangkaian seri adalah hemat kabel, dan rangkaiannya sederhana sehingga membuatnya pun mudah.Kerugiannya pada saat satu lampu mati, yang lain juga mati. Begitu juga pada nyala lampunya, tidak terang (redup). Energinya juga boros, karena digambarkan 1R+1R+1R. V1 : V2 : V3 =IR1 : IR2 : IR3

b.    Rangkaian Paralel

Rangakain listrik paralel adalah suatu rangkaian listrik, di mana semua input komponen berasal dari sumber yang sama. Sifat khas dari rangkaian paralel adalah beda potensial pada masing-masing cabang adalah samaKeuntungan rangkaian paralel adalah saat satu lampu mati, yang lain tetap menyala, nyala lampu terang, hemat energi, karena digambaarkan 1/R+1/R+1/R.Kerugian rangkaian paralel adalah rangkaiannya yang rumit, sehingga relatif sulit menyusunnya, dan membutuhkan banyak kabel. I1 : I2 : I3 = I/R1 : I/R2 : I/R3

Rangkaian seri berlaku sebagai pembagi tegangan, sedangkan rangkaian paralel berlaku sebagai pembagi arus.

VIII.    Daftar Pustakahttp://id.wikipedia.org/wiki/Rangkaian_seri_dan_paralel

http://quinflyers.wordpress.com/2011/02/02/keuntungan-dan-kerugian-dua-rangkaian-listrik/

http://the7bloggers.blogspot.com/2012/02/kelebihan-dan-kekurangan-rangkaian-seri_25.htmlhttp://syakir-berbagiilmu.blogspot.com/2012/04/penerapan-listrik-dinamis-dalam.html

Page 13: fisika