Upload
danang-swastiko
View
180
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA DASAR 1
Nama : Wiyogo Prio wicaksono
NPM : 0906517142
Grup : B 5
Fak/Dep. : MIPA / Kimia
Nomor percobaan : LR04
Nama percobaan : Karakteristik V I Resistor
Tanggal Percobaan : Rabu, 07 April 2010
Rekan Kerja : Widi Marfi
Asisten : Saad Saadah
Laboratorium Fisika Dasar
U P P I P D
UNIVERSITAS INDONESIA
2010
10/4/2010
A. Judul Praktikum : Karakteristik V I Resistor ( LR04)
B. Tujuan Praktikum : Mempelajari hubungan antara beda potensial (V)
dan arus listrik (I) pada suatu resistor
C. Peralatan
1. Resistor
2. Amperemeter
3. Voltmeter
4. Variable power supply
5. Camcorder
6. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
D. Prinsip Dasar
Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk
menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua
salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya, berdasarkan hukum Ohm:
Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik, dan
merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat
dari bermacam-macam kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat
dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang
dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik, dan
induktansi. Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit
cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit,
resistor harus cukup besar secara fisik agar tidak menjadi terlalu panas saat
memboroskan daya.
Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan
seperti tembaga, perak, emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang
sangat kecil. Bahan-bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga
dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti
karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan
disebut sebagai insulator. Bagaimana prinsip konduksi, dijelaskan pada artikel tentang
semikonduktor.
Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga di
kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna
untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya
dengan Ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan
oleh EIA (Electronic Industries Association)
Satuan
Ohm (simbol: Ω) adalah satuan SI untuk resistansi listrik, diambil dari nama
George Simon Ohm. Biasanya digunakan prefix miliohm, kiloohm dan megaohm.
Konstruksi
1. Komposisi karbon
Resistor komposisi karbon terdiri dari sebuah unsur resistif berbentuk tabung
dengan kawat atau tutup logam pada kedua ujungnya. Badan resistor dilindungi
dengan cat atau plastik. Resistor komposisi karbon lawas mempunyai badan yang
tidak terisolasi, kawat penghubung dililitkan disekitar ujung unsur resistif dan
kemudian disolder. Resistor yang sudah jadi dicat dengan kode warna dari harganya.
Unsur resistif dibuat dari campuran serbuk karbon dan bahan isolator
(biasanya keramik). Resin digunakan untuk melekatkan campuran. Resistansinya
ditentukan oleh perbandingan dari serbuk karbon dengan bahan isolator. Resistor
komposisi karbon sering digunakan sebelum tahun 1970-an, tetapi sekarang tidak
terlalu populer karena resistor jenis lain mempunyai karakteristik yang lebih baik,
seperti toleransi, kemandirian terhadap tegangan (resistor komposisi karbon berubah
resistansinya jika dikenai tegangan lebih), dan kemandirian terhadap
tekanan/regangan. Selain itu, jika resistor menjadi lembab, bahang dari solder dapat
mengakibatkan perubahan resistansi yang tak dapat dikembalikan.Walaupun begitu,
resistor ini sangat reliabel jika tidak pernah diberikan tegangan lebih ataupun panas
lebih. Resistor ini masih diproduksi, tetapi relatif cukupmahal. Resistansinya berkisar
antara beberapa miliohm hingga 22 MOhm
Tiga buah resistor komposisi karbon
Resistor kaki aksial Tiga resistor komposisi karbon para
radio tabung vakum
2. Film karbon
Selapis film karbon diendapkan pada selapis substrat isolator, dan potongan
memilin dibuat untuk membentuk jalur resistif panjang dan sempit. Dengan
mengubah lebar potongan jalur, ditambah dengan resistivitas karbon (antara 9 hingga
40 µΩ-cm) dapat memberikan resistansi yang lebar. Resistor film karbon memberikan
rating daya antara 1/6 W hingga 5 W pada 70 °C. Resistansi tersedia antara 1 ohm
hingga 10 MOhm. Resistor film karbon dapat bekerja pada suhu diantara -55 °C
hingga 155 °C. Ini mempunyai tegangan kerja maksimum 200 hingga 600 volt.
Sifat resistor karbon dari bahan ini
a.resistansi tergantung tebal dan panjang lapisan
b.resistansi lebih besar jika karbon berbentuk spiral
c.resistansi berubah oleh frekuensi
b. resistor film logam dari suasa nikel untuk resistor presisi
c. resistor lilitan kawat
Bentuk resistor
a. resistor tetap
b. resistor variabel
3. Film logam
Unsur resistif utama dari resistor foil adalah sebuah foil logam paduan khusus
setebal beberapa mikrometer.
Resistor foil merupakan resistor dengan presisi dan stabilitas terbaik. Salah
satu parameter penting yang mempengaruhi stabilitas adalah koefisien temperatur dari
resistansi (TCR). TCR dari resistor foil sangat rendah. Resistor foil ultra presisi
mempunyai TCR sebesar 0.14ppm/°C, toleransi ±0.005%, stabilitas jangka panjang
25ppm/tahun, 50ppm/3 tahun, stabilitas beban 0.03%/2000 jam, EMF kalor
0.1μvolt/°C, desah -42dB, koefisien tegangan 0.1ppm/V, induktansi 0.08μH,
kapasitansi 0.5pF
Penandaan resistor
Resistor aksial biasanya menggunakan pola pita warna untuk menunjukkan
resistansi. Resistor pasang-permukaan ditandas secara numerik jika cukup besar untuk
dapat ditandai, biasanya resistor ukuran kecil yang sekarang digunakan terlalu kecil
untuk dapat ditandai. Kemasan biasanya cokelat muda, cokelat, biru, atau hijau,
walaupun begitu warna lain juga mungkin, seperti merah tua atau abu-abu.
Resistor awal abad ke-20 biasanya tidak diisolasi, dan dicelupkan ke cat untuk
menutupi seluruh badan untuk pengkodean warna. Warna kedua diberikan pada salah
satu ujung, dan sebuah titik (atau pita) warna di tengah memberikan digit ketiga.
Aturannya adalah "badan, ujung, titik" memberikan urutan dua digit resistansi dan
pengali desimal. Toleransi dasarnya adalah ±20%. Resistor dengan toleransi yang
lebih rapat menggunakan warna perak (±10%) atau emas (±5%) pada ujung lainnya.
1. Identifikasi empat pita
Identifikasi empat pita adalah skema kode warna yang paling sering
digunakan. Ini terdiri dari empat pita warna yang dicetak mengelilingi badan resistor.
Dua pita pertama merupakan informasi dua digit harga resistansi, pita ketiga
merupakan pengali (jumlah nol yang ditambahkan setelah dua digit resistansi) dan
pita keempat merupakan toleransi harga resistansi. Kadang-kadang pita kelima
menunjukkan koefisien suhu, tetapi ini harus dibedakan dengan sistem lima warna
sejati yang menggunakan tiga digit resistansi. Sebagai contoh, hijau-biru-kuning-
merah adalah 56 x 104Ω = 560 kΩ ± 2%. Deskripsi yang lebih mudah adalah: pita
pertama, hijau, mempunyai harga 5 dan pita kedua, biru, mempunyai harga 6, dan
keduanya dihitung sebagai 56. Pita ketiga,kuning, mempunyai harga 104, yang
menambahkan empat nol di belakang 56, sedangkan pita keempat, merah, merupakan
kode untuk toleransi ± 2%, memberikan nilai 560.000Ω pada keakuratan ± 2%.
2. Identifikasi lima pita
Identifikasi lima pita digunakan pada resistor presisi (toleransi 1%, 0.5%,
0.25%, 0.1%), untuk memberikan harga resistansi ketiga. Tiga pita pertama
menunjukkan harga resistansi, pita keempat adalah pengali, dan yang kelima adalah
toleransi. Resistor lima pita dengan pita keempat berwarna emas atau perak kadang-
kadang diabaikan, biasanya pada resistor lawas atau penggunaan khusus. Pita keempat
adalah toleransi dan yang kelima adalah koefisien suhu.
3. Resistor pasang-permukaan
Gambar ini menunjukan empat resistor pasang permukaan (komponen pada
kiri atas adalah kondensator) termasuk dua resistor nol ohm. Resistor nol ohm sering
digunakan daripada lompatan kawat sehingga dapat dipasang dengan mesin pemasang
resistor. Resistor pasang-permukaan dicetak dengan harga numerik dengan kode yang
mirip dengan kondensator kecil. Resistor toleransi standar ditandai dengan kode tiga
digit, dua pertama menunjukkan dua angka pertama resistansi dan angka ketiga
menunjukkan pengali (jumlah nol). Contoh:
"334" = 33 × 10.000 ohm = 330 KOhm
"222" = 22 × 100 ohm = 2,2 KOhm
"473" = 47 × 1,000 ohm = 47 KOhm
"105" = 10 × 100,000 ohm = 1 MOhm
Resistansi kurang dari 100 ohm ditulis: 100, 220, 470. Contoh:
"100" = 10 × 1 ohm = 10 ohm
"220" = 22 × 1 ohm = 22 ohm
Kadang-kadang harga-harga tersebut ditulis "10" atau "22" untuk mencegah
kebingungan. Resistansi kurang dari 10 ohm menggunakan 'R' untuk menunjukkan
letak titik desimal. Contoh:
"4R7" = 4.7 ohm
"0R22" = 0.22 ohm
"0R01" = 0.01 ohm
Resistor presisi ditandai dengan kode empat digit. Dimana tiga digit pertama
menunjukkan harga resistansi dan digit keempat adalah pengali. Contoh:
"1001" = 100 × 10 ohm = 1 kohm
"4992" = 499 × 100 ohm = 49,9 kohm
"1000" = 100 × 1 ohm = 100 ohm
"000" dan "0000" kadang-kadang muncul bebagai harga untuk resistor nol ohm.
Resistor pasang-permukaan saat ini biasanya terlalu kecil untuk ditandai.
4. Penandaan tipe industri
Format:
XX YYYZ
X: kode tipe
Y: nilai resistansi
Z: toleransi
Rentang suhu operasional membedakan komponen kelas komersil, kelas
industri dan kelas militer.
Kelas komersil: 0 °C hingga 70 °C
Kelas industri: −40 °C hingga 85 °C (seringkali −25 °C hingga 85 °C)
Kelas militer: −55 °C hingga 125 °C (seringkali -65 °C hingga 275 °C)
Kelas standar: -5 °C hingga 60 °C
Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang
toleransi berwarna coklat, merah, emas atau perak. Biasanya warna gelang toleransi
ini berada pada badan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih
menonjol, sedangkan warna gelang yang pertama agak sedikit ke dalam. Dengan
demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut.
Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang yang pertama selanjutnya adalah
membaca nilai resistansinya.
Jumlah gelang yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar
toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3 gelang
(tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2%
(toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama
dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir
adalah faktor pengalinya.
Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih komponen elektronika
resitor pada suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya. Karena
resistor bekerja dengan dialiri arus listrik, maka akan terjadi disipasi daya berupa
panas sebesar W=I2R watt. Semakin besar ukuran fisik suatu resistor bisa
menunjukkan semakin besar kemampuan disipasi daya resistor tersebut.
Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8, 1/4, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor
yang memiliki disipasi daya 5, 10 dan 20 watt umumnya berbentuk kubik memanjang
persegi empat berwarna putih, namun ada juga yang berbentuk silinder. Tetapi
biasanya untuk resistor ukuran jumbo ini nilai resistansi dicetak langsung dibadannya,
misalnya 100W5W.
Pembuatan Resistor Teknologi Film Tebal
Perkembangan bidang mikroelektronika dewasa ini sudah begitu pesatnya.
Sementara orang cenderung memusatkan perhatian kepada chip silikon, tetapi
sebenarnya bidang ini sebagian dari perkembangan itu. Mikroelektronika terdiri atas
beberapa teknologi penting yang dapat dibagi menjadi tiga yaitu: teknologi peralatan
diskrit yang berhubungan dengan teknologi Printed Circuit Board (PCB), teknologi
film yang terbagi menjadi film tebal (thick film) dan film tipis(thin film), teknologi
rangkaian terpadu atau Integrated Circuits (IC) monolitik yang terbagi menjadi
bipolar dan Metal Oxide Semiconductor (MOS). Gabungan teknologi film dan
teknologi IC monolitik menghasilkan teknologi hibrida.(Haskard, 1988). Teknologi
hibrida film tebal adalah salah satu bidang dari teknologi hibrida.
Teknologi hibrida film tebal terdiri atas sejumlah proses yang diulang
beberapa kali dengan urutan tertentu. Prosesnya meliputi pembuatan screen,
pencetakan dan pembakaran. Pada proses standar ini ditambahkan juga proses
pembersihan, penyolderan, pengujian dan pengemasan.
Resistor merupakan komponenen yang sangat berperan dalam rangkaian
hibrida film tebal. Resistor hibrida film tebal mempunyai karakteristik yang terdiri
atas TCR (Temperature Coeficient of Resistance) dan VCR (Voltage Coeficient of
Resistance), disipasi daya, tegangan maksimum, tanggapan frekuensi dan noise.
Bahan resistor film tebal dapat dibagi menjadi dua yaitu resin dan cermet. Cermet
terbagi menjadi beberapa campuran yaitu: berbahan dasar palladium, berbahan dasar
ruthenium, berbahan dasar platina, emas dan iridium serta macam-macam campuran.
Substrat berfungsi tidak hanya sebagai pendukung rangkaian komponen saja
tetapi juga berfungsi sebagai pelindung mekanis kepada komponen, penyalur panas
dan sebagai isolator listrik. Bahan keramik banyak digunakan sebagai substrat film
tebal disebabkan karena sifatnya, yaitu kekuatan mekanis yang tinggi, resistivitas
yang tinggi pada daerah temperatur yang luas dan sifat inert-nya yang berhubungan
dengan berbagai kondisi proses dalam peletakan rangkaian. Keramik yang digunakan
pada film tebal meliputi: porselin, steatite, cordierite, fosterite, alumina, beryllia,
magnesia, zirconia, yang masing-masing mempunyai sifat-sifat berbeda.
Alumina dengan kadar 96 persen banyak digunakan pada industri film tebal. Alasan
utama karena harganya murah dan mempunyai sifat-sifat yang cukup bagus dipakai
sebagai substrat.
Konduktor memegang peranan penting dalam rangkaian film tebal. Konduktor
merupakan bahan terbesar yang digunakan pada rangkaian film tebal. Fungsi
konduktor dalam film tebal adalah sebagai jalur penghubung, tempat peletakan divais
dan penyolderan, terminal resistor, penghubung crossover, elektroda kapasitor,
Bonding chip dan die, Bonding kawat, resistor nilai rendah. Konduktor film tebal
terdiri atas campuran logam meliputi: palladium dan perak, palladium dan emas,
platina dan emas serta macam-macam campuran.
Perancangan Resistor Hibrida Film Tebal
Resistansi sebuah resistor berbanding lurus terhadap resistivitas bahan dan
panjang resistor dan berbanding terbalik dengan daerah luasan yang tegak lurus arah
aliran arus dan dapat digambarkan dalam Gambar 1.
Resistansi R sebuah resistor diberikan dengan rumus:
(2-1) r = resistivitas (W.cm), l = panjang resistor (cm), A = luasan yang
tegak lurus arah aliran arus (cm2), R = resistansi (W)
Gambar 1 Resistansi Resistor Bentuk
Empat Persegi Panjang dengan Luasan A dan
Panjang L
Daerah luasan yang tegak lurus arah aliran
arus A resistor merupakan perkalian ketebalan film t dengan lebar w.
A = t . W
(2-2) A = luasan yang tegak lurus arah aliran arus (cm2), t = tebal resistor (cm), w =
lebar resistor (cm)
Dari Persamaan 2-1 dan 2-2 didapat:
(2-3) (2-4) p = resistivitas ( .cm), l = panjang resistor (cm), t = tebal resistor (cm),
w = lebar resistor (cm), R = resistansi . Ketebalan lapisan film tebal hasil proses
diatas substrat dianggap konstan, sehingga untuk mendapatkan nilai resistor
(2-5) p = resistivitas ( .cm), t = tebal resistor (cm), RS = resistivitas
lembaran (W/a)
Aspect Ratio
Bentuk resistor teknologi hibrida film tebal dapat berbentuk empat persegi
panjang atau bentuk topi(hat-shaped). Bentuk lengkung, zig-zag atau bentuk yang
tidak umum tidak digunakan, karena sukar dalam pembuatan screen dan pengaturan.
Panjang l dibagi lebar w menghasilkan jumlah luasan resistor. Perbandingan panjang
dan lebar resistor didefinisikan sebagai aspect ratio. Nilai aspect ratio sama dengan
jumlah luasan resistor. Aspect ratio dapat digambarkan dalam Gambar 2.2. Perkalian
jumlah luasan dengan resistivitas lembaran adalah besarnya resistansi yang dapat
ditulis dalam persamaan berikut:
R = Rs (l / )
(2-6) RS = resistivitas lembaran (W/‡), l = panjang resistor (cm), w = lebar resistor
(cm), R = resistansi
Gambar 2 Jumlah Luasan Resistor Empat Persegi Panjang
Perancangan Resistor Persegi Panjang
Perbedaan nilai resistor film tebal disebabkan oleh ukuran absulut resistor
hasil proses screen printing seperti tidak ratanya substrat; anyaman screen, emulsi
dan perbedaan tegangan; tekanan mesin screening; dan letak resistor di atas substrat.
Pada umumnya variabel ini dapat dikurangi dengan merancang resistor sebesar
mungkin. Ukuran maksimal resistor dibatasi oleh luasan substrat yang tersedia,
karakteristik subtrat dan harga bahan. Ukuran minimum resistor dibatasi oleh disipasi
daya yang dibutuhkan dan kemampuan pembuatan. Ukuran minimum secara praktek
adalah 0,508 mm kali 0,508 mm. Ukuran minimum yang dianjurkan adalah 0.762 mm
kali 0.762 mm. Bentuk pola resistor dan konduktor mempunyai bagian overlap
resistor (bagian lebih panjang resistor yang melapisi konduktor) minimum yang
diperbolehkan sebesar 0,508 mm dan bagian underlap konduktor(bagian lebih
konduktor pada setiap sisi resistor) minimum sebesar 0,127 mm yang dapat dilihat
dalam Gambar 2.2.
Gambar 3 Pedoman Perancangan Dimensi Resistor
Persegi Panjang
Perancangan Resistor Topi (hat-shaped)
Bentuk resistor topi perlu dipertimbangkan
jika aspect ratio yang dibutuhkan lebih dari 6:1.
Penggunaan resistor topi dapat mengurangi jumlah
pasta resistor yang diperlukan. Banyak sekali variasi
bentuk resistor topi, tetapi dua bentuk dasar dapat
dilihat dalam Gambar 4.
Gambar 4 Bentuk Resistor Topi Garis putus-putus
menunjukkan bagian resistor yang akan dibuang pada waktu proses trimming. Pedoman yang
digunakan dalam perancangan resistor persegi panjang dapat digunakan untuk perancangan
resistor bentuk topi. Dalam perancangannya resistor bentuk topi secara umum dibuat
sedemikian rupa sehingga dapat diatur pada jangkauan yang luas, maka perhitungan yang
presisi tidak diperlukan.
Karakteristik Resistor
Karakteristik Tegangan dan Arus Resistor
Resistansi berkaitan dengan jatuh tegangan (voltage drop) dalam volt (V)
antara dua terminal resistor dan arus yang melewati resistor dalam satuan ampere (A)
yang berkaitan dengan hukum ohm yang dijelaskan dalam Persamaan (2-7) dan dapat
dilihat dalam Gambar 5.
R=V/I
(2-7) V = tegangan resistor (V), I = arus resistor
(A), R = resistansi (W) Gambar 5 Resistor
Dengan Resistansi R Mempunyai Arus I
Mengalir Melewati Resistor yang Mempunyai Jatuh Tegangan Sebesar IR
Semua resistor mendisipasi daya pada saat tegangan digunakan yang dapat dinyatakan
dengan:
P = V2 / R
(2-8)
P = disipasi daya (W), V = tegangan resistor (V), R = resistansi ,
Resistor ideal mendisipasi energi listrik tanpa menghasilkan energi listrik dan magnet.
Koefisien Suhu Resistansi (TCR)
Koefisien suhu resistansi (Temperature Coefficient of Resistance) adalah
koefisien perubahan nilai resistansi sebuah resistor setiap adanya perubahan suhu.
Nilai TCR didapat dari pengukuran resistansi dalam dua kondisi suhu. Persamaan
untuk TCR dapat dinyatakan dengan rumus:
T1 = suhu referensi (0C), T2 = suhu saat pengukuran R2
(0C), R1 = resistansi dengan suhu referensi T1 , TCR
= koefisien suhu resitansi (ppm/0C)
Koefisien suhu resistansi terdiri atas:
o Kofisien suhu positip, menunjukkan kenaikan nilai resistansi dengan kenaikan
suhu.
o Koefisien suhu negatip, menunjukkan penurunan nilai resistansi dengan
kenaikan suhu.
o Koefisien suhu nol(zero), menujukkan tidak berubahnya nilai resistansi
dengan kenaikan suhu.
Untuk menghasilkan arus listrik pada suatu rangkaian tertutup maka
dibutuhkan beda potensial. Salah satu cara menghasilkan beda potensial pada sebuah
rangkaian tertutup ialah digunakannnya baterai. Pada eksperimen ini, kita akan
melihat bahwa arus yang mengalir sebanding dengan beda potensial yang diberikan
pada ujung-ujung kawat.Bila dipandang arus listrik merupakan aliran elektron , akan
didapati bahwa aliran arus listrik tidak semata-mata bergantung pada beda potensial
tetapi juga karena adanya hambatan di penghantar tersebut.
E. Prosedur Percobaan
Eksperimen pengukuran panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan
kisi difraksi pada rLab ini dapat dilakukan dengan meng-klik tombol link rLab di
halaman jadual. Langkah kerja eksperimen mengikuti prosedur yang telah ditentukan.
Penyetingan peralatan rLab berlangsung secara otomatis ketika praktikan
menjalankan prosedur kerja.
1. Mengaktifkan Web cam (dengan meng’klik’ icon video pada halaman web r-Lab)
2. Memperhatikaan tampilan video dari peralatan yang digunakan
3. Memberikan beda potensial dengan memilih tegangan V1
4. Mengaktifkan power supply dengan mengklik tombol (button) di sebelah tulisan
5. Mengukur beda potensial dan arus yang terukur pada hambatan
6. Mengulang langkah ke-3 sampai dengan langkah ke-5 untuk beda potensial V2
hingga V8
F. Data Hasil Pengamatan
No V(volt) I(mA) I(Ampere)
1 0.25 9.05 0.00905
2 0.25 9.05 0.00905
3 0.25 9.05 0.00905
4 0.25 9.05 0.00905
5 0.25 9.05 0.00905
6 0.53 18.46 0.01846
7 0.53 18.28 0.01828
8 0.53 18.46 0.01846
9 0.53 18.65 0.01865
10 0.53 18.46 0.01846
11 0.78 26.97 0.02697
12 0.78 26.79 0.02679
13 0.78 26.79 0.02679
14 0.78 26.79 0.02679
15 0.78 26.79 0.02679
16 1.04 35.48 0.03548
17 1.04 35.30 0.0353
18 1.04 35.66 0.03566
19 1.05 35.84 0.03584
20 1.05 35.48 0.03548
21 1.32 45.62 0.04562
22 1.32 45.26 0.04526
23 1.32 45.26 0.04526
24 1.33 45.07 0.04507
25 1.33 45.44 0.04544
26 1.67 58.11 0.05811
27 1.67 57.38 0.05738
28 1.68 57.02 0.05702
29 1.68 57.38 0.05738
30 1.69 57.20 0.0572
31 1.87 64.26 0.06426
32 1.86 64.08 0.06408
33 1.86 64.81 0.06481
34 1.86 65.35 0.06535
35 1.86 63.72 0.06372
36 2.14 73.31 0.07331
37 2.14 73.31 0.07331
38 2.13 73.49 0.07349
39 2.14 73.31 0.07331
40 2.14 73.31 0.07331
G. Pengolahan data, Tugas dan Evaluasi
No V(volt) I(Ampere) V rata-rata I rata-rata R rata-rata(ohm)
1
0.25 0.00905 0.250
0.00905
27.62431
0.25 0.00905
0.25 0.00905
0.25 0.00905
0.25 0.00905
2
0.53 0.01846 0.530
0.018462
28.70762
0.53 0.01828
0.53 0.01846
0.53 0.01865
0.53 0.01846
3
0.78 0.02697 0.780
0.026826
29.07627
0.78 0.02679
0.78 0.02679
0.78 0.02679
0.78 0.02679
4
1.04 0.03548 1.044
0.036
29.36544
1.04 0.0353
1.04 0.03566
1.05 0.03584
1.05 0.03548
5
1.32 0.04562 1.324
0.04533
29.20803
1.32 0.04526
1.32 0.04526
1.33 0.04507
1.33 0.04544
6
1.67 0.05811 1.678
0.057418
29.22429
1.67 0.05738
1.68 0.05702
1.68 0.05738
1.69 0.0572
7
1.87 0.06426 1.862
0.064444
28.8933
1.86 0.06408
1.86 0.06481
1.86 0.06535
1.86 0.06372
8
2.14 0.07331 2.138
0.073346
29.14951
2.14 0.07331
2.13 0.07349
2.14 0.07331
2.14 0.07331
1. Perhitungan nilai rata-rata beda potensial yang terukur dan arus yang terukur untuk
V1 , V2 , V3 hingga V8.
V1 rata-rata = 𝑉𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.250 volt
V2 rata-rata = 𝑉𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.530 volt
V3 rata-rata = 𝑉𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.780 volt
V4 rata-rata = 𝑉𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 1.044 volt
V5 rata-rata = 𝑉𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 1.324 volt
V6 rata-rata = 𝑉𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 1.678 volt
V7 rata-rata = 𝑉𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 1.862 volt
V8 rata-rata = 𝑉𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 2.138 volt
V total rata-rata = 1.201 volt
I1 rata-rata = 𝐼𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.00905 ampere
I2 rata-rata = 𝐼𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.018462 ampere
I3 rata-rata = 𝐼𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.026826 ampere
I4 rata-rata = 𝐼𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.036 ampere
I5 rata-rata = 𝐼𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.04533ampere
I6 rata-rata = 𝐼𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.057418ampere
I7 rata-rata = 𝐼𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.064444 ampere
I8 rata-rata = 𝐼𝑖
𝑛
5𝑖=1 = 0.073346 ampere
I total rata-rata = 0.041304 ampere
2. Grafik Hubungan V ( Beda Potensial ) Terhadap I ( Kuat Arus ) ,( V vs I )
Grafik di atas merupakan grafik hubungan V ( beda potensial ) terhadap I ( kuat arus )
yang berupa garis linier. Hal itu disebabkan karena V dan I berbanding lurus, artinya
bahwa semakin besar nilai V semakin besar pula nilai I-nya, dan persamaan garisnya
menunjukkan bahwa dengan metode kuadrat kecil (leastsquare) berbentuk persamaan
linier yaitu y = 0.0342x + 0.0003.Kemiringan ( gradien ) grafik tersebut meupakan
suatu besaran R, hambatan.
3. Berdasarkan kurva grafik V vs I , besarnya nilai hambatan yang digunakan
R1 = 𝑉
𝐼 =
0.250
0.00905 = 27.62431 Ω
R2 = 𝑉
𝐼 =
0.530
0.018462 = 28.70762 Ω
R3 = 𝑉
𝐼 =
0.780
0.026826 = 29.07627Ω
R4 = 𝑉
𝐼 =
1.044
0.036= 29.36544 Ω
R5 = 𝑉
𝐼 =
1.324
0.04533 = 29.20803Ω
R6 = 𝑉
𝐼 =
1.678
0.057418 = 29.22429 Ω
R7 = 𝑉
𝐼 =
1.862
0.064444= 28.8933 Ω
y = 0.0342x + 0.0003R² = 0.9999
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0 0.5 1 1.5 2 2.5
I ( a
mp
ere
)
V ( volt )
Kurva V vs I
Kurva V vs I
Linear (Kurva V vs I)
R8 = 𝑉
𝐼 =
2.138
0.073346 = 29.14951 Ω
R total = 𝑽
𝑰 =
𝟗.𝟔𝟎𝟔
𝟎.𝟑𝟑𝟎 = 28.9060949 Ω
H. Analisis
Percobaan Rlab ini adalah karakteristik V I resistor yang mempelajari
hubungan antara beda potensial (V) , dan kuat arus ( I ) pada suatu resistor 9 habatan
listrik ).
Untuk melakukan percobaan Rlab ini, praktikan harus secara online terhubung
ke server Rlab.Prosedur awal dalam melakukan percobaan karakteristik V I resistor
yaitu mengaktifkan Web cam (dengan meng’klik’ icon video pada halaman web r-
Lab), lalu memperhatikaan tampilan video dari peralatan yang digunakan,
memberikan beda potensial dengan memilih tegangan V1, mengaktifkan power
supply dengan mengklik tombol (button) di sebelah tulisan ,mengukur beda potensial
dan arus yang terukur pada hambatan, dan mengulangnya sampai V8.Jadi, beda
potensial dan kuat arus divariasikan sehingga diperoleh hambatan resistor yang
bervariasi juga.
Kemudian diperoleh data berupa besarnya V rata-rata dan I rata-rata, yairu
dari V1 sampai V8 dan I 1 sampai I 8,sehingga dari data V dan I dapat diperoleh nilai
besaran hambatan R, yaitu R1= 27.62431 Ω, R2= 28.70762 Ω ,R3= 29.07627
Ω,R4=29.36544 Ω,R5= 29.20803 Ω,R6 =29.22429 Ω,R7 =28.8933 Ω, R8= 29.14951
Ω.
Selanjutnya yaitu analisis grafik hubungan V terhadap I. Berdasarkan grafik
dan tabel hasil pengamatan terlihat bahwa nilai V, I, dan R mempunyai hubungan,
yaitu bahwa V=IR, atau R= 𝑉
𝐼 dalam satuan internasional ohm ( Ω ).Jadi, besarnya
nilai hambatan R sebanding dengan V dan berbanding terbalik terhadap I, semakin
besar V maka nilai hambatan R semakin besar, dan juga semakin kecil nilai I semakin
besar pula nilai hambatan R, dan sebaliknya.Sesuai data hasil pengamatan, diperoleh
bahwa nilai V dan I dimulai dari V1 dan I 1 sampai V8 dan I 8 menunjukkan nilai
yang semakin meningkat, sebagai konsekuensinya maka nilai hambatan R harusnya
sama, yaitu tergambar pada grafik berupa kemiringan garis secara linier ( gradien
).Jadi, pada grafik ini pada sumbu x merupakan besarnya V dan pada sumbu Y
merupakan besarnya I, dan pada grafik ini semuanya sebagai variable bebas,
maksudnya adalah bahwa besarnya V tidak berperngaruh terhadap besaarnya I karena
kedua besaran ini, yaitu V dan I telah ditentukan secara manual oleh
praktikan.Namun, variable terikat dari percobaan ini adalah kemiringan garis linier (
gradien ) yang menginterpretasikan besarnya nilai besaran hambatan R.Jadi,
beasarnya hambatan R dapat divariasikan dengan mengubah-ubah besarnya nilai V
dan I. Hal ini masih sesuai dengan aturan konsep dari hukum Ohm Namun, dari grafik
diperoleh kemiringan garis yang tidak selalu linier. Hal tersebut mengindikasikan
adanya penyimpangan nilai R yang disebabkan oleh berbagai faktor kesalahan.
Analisis kesalahan-kesalahan yang dapat ditangkap praktikan yaitu
kemungkinan adanya kesalahan ketika mengunduh data percobaan,lalu dapat juga
terjadinya kesalahan praktikan dalam perhitungan dan pengolahan data hasil
pengamatan tatupun kesalahan dari alat yang terhubung dengan pc server data
percobaan karakteristik V I resistor ini.Hal tersebut mungkin dapat terjadi karena pc
server yang dihubungkan dengan alat percobaan sempat mengalami error yang
diakibatkan penginstallan alat sehingga kemungkinan data yang didapat oleh
praktikan menjadi kurang valid.Kesalahan berikan juga dapat terjadi dari kurang
stabilnya beda potensial yang diberikan oleh power supply, hal tersbut juga
berpengaruh pada kestabilan kuat arusnya, sehingga data hambatan resistor yang
merupakan variabel terikat dari V dan I juga akan mengalami penyimpangan.Selain
hal tersebut, perhitungan praktikan juga berpengaruh dalam ketidakvalidan hasil
percobaan ini, yaitu adanya kemungkinan kesalahan dalam penginputan data di Ms.
Excel, karena data cukup banyak, praktikan kurang teliti dalam mengetik angka-angka
hasli pengamatan.Di sisi lain juga msih ada kemungkinan kesalahan-kesalahan lain
yang tidak dapat dianalisis oleh praktikan.
1. Simpulan
Berdasarkan data hasil pengamatan dan analisis, dapat disimpulkan bahwa
Besarnya nilai hambatan R dapat ditentukan melalui percobaan karakteristik V I
Resistor
Besarnya hambatan R ditentukan oleh besaran V dan I, dimana R sebanding dengan V
dan berbanding terbalik terhadap I
Hukum yang mendasari percobaan karakteristik V I resistor adalah Hukum Ohm.
Dalam percobaan ini, hukum Ohm yaitu R = 𝑉
𝐼 terbukti, dengan sedikit penyimpangan
namun masih dapat ditoleransi
Satuan SI R adalah Ohm (Ω), V adalah Volt, dan I adalah Ampere.
Pengukuran dengan alat ukur digital lebih akurat dibanding dengan alat ukur analog,
sehingga kesalahan dapat diminimalisir
Grafik hubungan V terhadap I berupa grafik linier
Kemiringan kurva V Vs I adalah menunjukkan bearnya hambatan R
Setiap materi memiliki hambatan walaupun sangat kecil
Penyimpangan nilai hambatan R dapat terjadi karena berbagai faktor kesalahan.
Referensi
http://sitrampil.ui.ac.id
http://id.wikipedia.org/wiki/Resistor
http://yantysa.wordpress.com/resistor
"http://bikin.web.id/resistor
ELEKTRO Online and INDOSAT net.
Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice
Hall, NJ,2000.
AS, Ganijanti. 2002. Mekanika, Seri Fisika Dasar. Jakarta : Salemba
Teknika