PERCOBAAN 0

PENGUKURAN TAHANAN DALAM BATERAI

A. TUJUAN

a. Mahasiswa dapat melakukan pengukuran tahanan-dalam sumber tegangan

(baterai)

b. Mahasiswa dapat menyebutkan pengaruh tahanan-dalam terhadap hasil

pengukuran

c. Mahasiswa dapat menghitung kesalahan yang terjadi dalam pengukuran

B. DASAR TEORI

Sumber tegangan (misalnya baterai) mempunyai tahanan dalam. Menurut

teorema thevenin setiap sirkuit dengan dua terminal yang mengandung elemen-elemen

linier yang meliputi sejumlah sumber, karakteristik listrik terminal dari sirkuit tersebut

adalah sama dengan kombinasi seri dari suatu sumber tergangan dan suatu impedansi.

Dengan aturan ekivalen sumber tegangan sama dengan tegangan terminal rangkaian-

terbuka dari sirkuit tersebut dan impedansi rangkaian ekivalen sama dengan

impedansi sirkuit jika masing-masing sumber digantikan oleh impedansi internalnya.

Dari teorema tersebut maka untuk sumber tegangan apapun (termasuk baterai) akan

dapat digambarkan rangkaiannya seperti berikut :

Untuk mengukur besarnya tahanan dalam dapat dilakukan dengan memberikan

beban yang bervariasi dan diukur tegangan keluaran pada kondisi berbeban tersebut.

Dengan membandingkan hasil pengukuran pada saat diberi beban dan pada saat tanpa

beban, maka dapat diketahui besarnya tahanan dalan baterai.

1

Perlu diperhatikan bahwa untuk melakukan pengukuran tegangan digunakan

voltmeter, dan voltmeter yang baik akan memiliki tahanan dalam yang relatif besar,

seharusnya jauh lebih besar dari pada tahanan dalam sumber tegangan yang diukur.

Namun pada alat ukur yang menggunakan kumparan putar, tahanan dalam kumparan

akan menyebabkan tahanan dalam memiliki batas tertentu. Tahanan dalam voltmeter

yang terlalu kecil dibanding tahanan dalam dari sumber tegangan yang diukur akan

menyebabkan kesalahan pengukuran yang cukup besar. Salah satu cara untuk

mengatasi agar tahanan dalam alat ukur volt menjadi besar adalah dengan memasang

rangkaian elektronik yang memperbesar tahanan dalam pada bagian input voltmeter.

Voltmeter yang menggunakan rangkaian elektronik seperti itu sering disebut

voltmeter elektronik. Kelemahannya adalah alat ukur ini membutuhkan sumber

tegangan untuk mengaktifkan rangkaian.

C. ALAT DAN BAHAN

a. Multimeter Analog & Digital

b. Tahanan 10 K, 100K , 470K , 1 M , 2 M .

c. Kabel

d. Baterai

D. GAMBAR RANGKAIAN DAN LANGKAH PERCOBAAN

1. Siapkan catu daya ( Baterai).

2. Buat rangkaian seperti berikut:

3. Siapkan multimeter analog, saklar multimeter pada posisi pengukur Volt,

dengan batas ukur 10 Volt.

4. Hubungkan ujung probe multimeter dengan titik A dan B, perhatikan

polaritasnya.

5. Ukurlah besarnya tegangan antara A - B, dan catat hasilnya.

2

6. Ganti R dengan R 100 K dan ulangi langkah 5

7. Ganti R dengan R 470 K dan ulangi langkah 5

8. Ganti R dengan R 1 M dan ulangi langkah 5

9. Ganti R dengan R 2 M dan ulangi langkah 5

10. Lepaslah R dan ulangi langkah 5

11. Ulangi langkah 5 s/d 10 dengan menggunakan meter yang berbeda.

12. Isilah tabel

13. Ulangi langkah 1 s/d 12 dengan menggunaka beterai yang berbeda.

E. DATA PERCOBAAN

Data Percobaan :

a. Bateri 1 (Analog: 8,6 V )

No R Vout

1 12k 8,4...

2 100k 8,6...

3 470k 8,6...

4 1m 8,6...

5 2,2m 8,6...

b. Bateri 1 (Digital: 8,7 V )

No R Vout

1 12k 8,43

2 100k 8,61

3 470k 8,66

4 1m 8,67

5 2,2m 8,68

Data Percobaan :

a. Baterei 2 (Analog: 8,1 V)

No R Vout

1 12k 8

2 100k 8,1

3 470k 8,1

3

4 1m 8,1

5 2,2m 8,1

b. Baterei 2 (Digital: 8,1 V)

No R Vout

1 12k 8,04

2 100k 8,05

3 470k 8,08

4 1m 8,06

5 2,2m 8,07

F. ANALISIS DATA

Berdasarkan dari percobaan yang telah dilakukan, untuk mencari Rd bisa

dilakukan dengan menggunakan 2 rumus. Kedua rumus tersebut adalah:

dan

Perhitungan nilai Rd menggunakan kedua rumus tersebut menghasilkan nilai

yang berbeda. Hal tersebut dapat diakibatkan karena adanya perhitungan nilai arus I

yang dimasukkan pada rumus ke-2. Dimana juga dapat diketahui bahwa nilai Vrd

didapat dari nilai selisih Vs dan Vout.

Selain itu berdasarkan hasil percobaan dan perhitungan, nilai Rd berubah

sesuai dengan nilai R, yaitu ketika nilai R atau Rout bertambah besar, maka nilai Rd

juga bertambah besar seiring dengan naiknya nilai Vrd.

Dalam perhitungan nilai diatas, diketahui bahwa semakin kecil nilai I dan

semakin besar nilai Rd, maka nilai Vo semakin mendekati nilai Vs.

Selain itu hasil percobaan dan pengukuran diatas, menunjukan adanya

perbedaan dari hasil pembacaan multimeter analog dan digital. Hal tersebut

4

diakibatkan dari sulitnya membaca nilai decimal yang ditunjukan oleh multimeter

analog.

G. PERTANYAAAN

a. Bagaimana perhitungan mencari tahanan dalam baterai?

b. Apa yang menyebabkan tahanan dalam baterai berubah dan berbeda?

c. Kesalahan apa saja yang terjadi pada pengukuran yang dilakukan pada

percobaan tersebut?

d. Bagamana cara mengurangi kesalahan yang terjadi?

e. Berapa tahanan dalam meter yang digunakan?

H. JAWABAN

a. Perhitungan mencari tahanan dalam:

Selain menggunakan rumus diatas, dapat juga dihasilkan dengan rumus:

b. Penyebab dari perubahan yang terjadi pada tahanan dalam baterei:

Perubahan tahanan dalam baterei berubah karena adanya nilai Tahanan

yang berubah. Ketika nilai Rout atau Tahanan lebih besar, tahanan dalam juga

berubah sesuai dengan perubahan yang terjadi dalam Tahanan dalam.

5

Ketika tahanan (Rout) lebih besar, maka nilai tahanan dalam juga

semakin besar.

c. Kesalahan dalam pelaksanaan praktek:

Kesalahan yang terjadi dalam praktek pengukuran tahanan dalam

baterei yang dilakukan adalah Kesalahan pembacaan hasil pengukuran

khususnya yang menggunakan alat ukur analog. Hal tersebut diakibatkan oleh

sulitnya pembacaan skala karena rentang jarak yang sangat tipis. Sehingga

pembacaan bilangan khususnya nilai 0, X tidak terbaca secara maksimal.

d. Cara mengurangi kesalahan:

Cara mengurangi kesalahan dapat dilakukan dengan menurunnkan

batas ukur pada multimeter menjadi kurang dari 10x atau dengan cara

penggunaan multimeter digital. Untuk mengetahui nilai angka dibelakang

koma. Karena multimeter digital lebih akurat untuk menghitung nilai decimal.

e. Tahanan dalam meter yang digunakan:

RUMUS 1

Baterai 1

Analog (8,6V)

V out Vs R out Rd

8,4 8,6 12000 285,71

8,6 8,6 100000 0

8,6 8,6 470000 0

8,6 8,6 1000000 0

8,6 8,6 2200000 0

Digital (8,7V)

V out Vs R out Rd

8,43 8,7 12000 384,34

8,61 8,7 100000 1045,29

8,66 8,7 470000 2170,90

8,67 8,7 1000000 3460,2

6

8,68 8,7 2200000 5069,12

Baterai 2

Analog (8,1V)

V out Vs R out Rd

8 8,1 12000 150

8,1 8,1 100000 0

8,1 8,1 470000 0

8,1 8,1 1000000 0

8,1 8,1 2200000 0

Digital (8,1V)

V out Vs R out Rd

8,04 8,1 12000 89,55

8,05 8,1 100000 621,11

8,08 8,1 470000 1163,36

8,06 8,1 1000000 4962,77

8,07 8,1 2200000 8178,44

RUMUS 2

Baterai 1

Analog (8,6V)

V out Vs R out Rd

8,4 8,6 12000 279,32

8,6 8,6 100000 0

8,6 8,6 470000 0

8,6 8,6 1000000 0

8,6 8,6 2200000 0

7

Digital (8,7)

V out Vs R out Rd

8,43 8,6 12000 372,41

8,61 8,6 100000 1034,48

8,66 8,6 470000 2162,16

8,67 8,6 1000000 3448,27

8,68 8,6 2200000 5063,29

Baterai 2

Analog (8,1V)

V out Vs R out Rd

8 8,1 12000 148,15

8,1 8,1 100000 0

8,1 8,1 470000 0

8,1 8,1 1000000 0

8,1 8,1 2200000 0

Digital (8,1V)

V out Vs R out Rd

8,04 8,1 12000 88,88

8,05 8,1 100000 617,75

8,08 8,1 470000 1160,49

8,06 8,1 1000000 4938,27

8,07 8,1 2200000 8152,17

I. KESIMPULAN

Dari data diatas, dapat ditarik kesimpulan bahwa:

1. Nilai Rd dapat ditentukan dengan rumus:

a.

8

b.

2. Nilai Rd dipengaruhi oleh beberapa hal, antara lain yaitu nilai I dan

Rout.

3. Semakin besar nilai Rd, makanilai Vout semakin mendekati nilai Vs.

4. Kesalahan yang terjadi adalah kesalahan pembacaan nilai dari angka

yang ditunjukan oleh multimeter.

9