TEKNOLOGI & REKAYASA Teknik Elektronika
DASAR KOMPETENSI KEJURUAN (DKK)
TEKNIK LISTRIK
HUKUM KELISTRIKAN Rangkaian Seri Resistor
Nama Siswa
Nomor Induk Pegawai
Pangkat/Golongan
Asal Sekolah
DIKLAT GURU PROFESIONAL INTEGRASI STEM
PRO20TE000-01
0-1G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
TEKNIK LISTRIK
HUKUM KELISTRIKAN
Rangkaian Seri Resistor
Tolok Ukur Kedalaman & Keluasan Pengetahuan yang hendak dicapai:
Menerapkan proses berfikir secara Konseptual untuk mengintegrasikan pengetahuan Faktual hubungan seri resistor dalam menguji kebenaran hipotesis hukum Kelistrikan Dasar.
Kompetensi Dasar
Menguji kebenaran hipotesis kurva arus tegangan dari hasil eksperimen Hukum Ohm terhadap kebenaran hipotesis hasil pengujian Hukum Kirchhoff. (KD-sel matrik 2C3).
Tujuan Pembelajaran
Setelah pelajaran selesai Siswa akan dapat:
LEVEL
DO
K-1
DO
K-2
DO
K-3
DO
K-4
1. menabelkan daftar kebutuhan bahan dan peralatan untuk keperluan eksperimen rangkaian resistor hubungan seri. (indikator-sel matrik 1C1)
X
2. menggambarkan konsep dasar rangkaian resistor hubungan seri. (indikator-sel matrik 2C1)
X
3. menginterprestasikan kurva hubungan arus-tegangan rangkaian seri resistor untuk nilai resistor yang berbeda-beda. (indikator-sel matrik 2C2)
X
4. menguji disipasi daya maksimum rangkaian resistor hubungan seri pada rangkaian pembagi tegangan. (indikator-sel matrik = KD-sel matrik 2C3)
X
5. menghitung arus dan tegangan maksimum rangkaian resistor hubungan seri pada rangkaian pembagi tegangan. (indikator-sel matrik 3C3)
X
Waktu: 8x45menit
Peralatan dan Bahan:
Peralatan Software Circuit Wizard, Multisim, ORCAD
Catu Daya DC 0-30V/3A 1buah
Analog & Digital Multimeter 1buah
Bahan Papan Percobaan 1buah
Resistor atau Modul Resistor menyesuaikan
Kabel Penghubung menyesuaikan
Pengetahuan Pendukung: Modul Dasar Level 1C1
Modul Dasar Level 2C1
Modul Dasar Level 2C2
Kepustakaan: Standard textbook of electricity, Fifth edition, Stephen, L. Herman
Electrical circuit theory and technology, Revised second edition 2003, John Bird
Alamat pembelajaran online melalui internet (e-learning)
0-2G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
INFORMASI PENTING
Kedalaman & keluasan Pengetahuan: Untuk mengetahui tingkat ketercapaian pendidikan integrasi pendidikan STEM dalam hal (1) Instruksi, (2) tujuan, dan (3) evaluasi pembelajaran diperlukan model pendekatan pembelajaran dengan didukung oleh metode instruksi yang sesuai dengan kebutuhan pengembangan bidang karir pekerjaan.
Untuk menentukan tujuan dan evalusi Kedalaman & Keluasan Pengetahuan standar kompetensi dan tujuan pembelajaran yang hendak dicapai diperlukan minimal 3 buah intrumen, yaitu; (1) Taksonomi Bloom versi revisi dan (2) Depth of Knowedge dari Norman Webb, dan (3) matrik kata kerja operasional dari Anderson, Larin dan David Krathwohl.
Sasaran Kedalaman & Keluasan Pengetahuan standar kompetensi dan tujuan pembelajaran yang hendak dicapai dalam diklat ini adalah:
Menerapkan proses berfikir secara Konseptual untuk mengintegrasikan pengetahuan Faktual hubungan seri resistor pada hukum Kelistrikan Dasar, seperti diilustrasikan pada gambar dibawah
TOLOK UKUR DIMENSI RANAH PENGETAHUAN DIKLAT BERADA PADA SEL MATRIK 2C3
Hasil Analisis Kedalaman & keluasan tujuan pembelajaran yang hendak dicapai menurut Anderson, Larin dan David Krathwohl
0-3G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Instruksi Pembelajaran
Model Intruksi Pembelajaran yang digunakan adalah Pendekatan Siklus Belajar 5E
1. Pembangkitan Minat (Engagement): Pengetahuan Faktual
Objek, peristiwa, atau pertanyaan apa yang akan digunakan oleh Guru sebagai pemicu rasa keingintahuan Siswa yang akan dilibatkan didalam konsep pembelajaran?
Bantuan Pertanyaan:
Guru menyuruh salah satu Siswa untuk mematikan salah satu saklar lampu penerangan ruang, kemudian Guru bertanya kepada Siswa lainnya tentang:
Sebutkan nama dari piranti listrik yang dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan lampu!
Jelaskan apa yang terjadi bilamana piranti saklar mengalami kerusakan!
Mengarahkan tema pembelajaran dengan melibatkan semua Siswa aktif, yaitu dengan memberikan satu permasalahan agar Siswa berfikir kritis.
2. Tahap Eksplorasi (Exploration): Keterampilan/Konsep
Apa yang akan dilakukan Siswa untuk dapat mengeksplorasi suatu konsep dan keterampilan yang akan/dapat dikembangkan dalam ekperimen?
Siswa melakukan ekperimen sesuai dengan target KD untuk menemukan hubungan dimensi pengetahuan konseptual kedalam dimensi pengetahuan prosedural, kemudian ditunjukkan kepada Guru untuk didiskusikan didalam kelas.
3. Tahap Penjelasan (Explanation): Berfikir Strategis
Penjelasan apa yang diperlukan Guru dari Siswa untuk mengembangkan ide-ide mereka, dalam mencapai kesimpulan atau generalisasi, dan mengkomunikasikan apa yang mereka ketahui kepada orang lain tentang tema pembelajaran?
Pada fase ini Guru mendorong Siswa untuk menjelaskan konsep dengan kalimat mereka sendiri, meminta bukti dan klarifikasi dari penjelasan mereka, dan mengarahkan kegiatan diskusi (brainstorm). Pada tahap ini Siswa menemukan pengertian dari konsep yang telah dipelajari, dan saling mendengar secara kritis penjelasan antar Siswa atau Guru.
Siswa mempresentasikan hasil diskusinya. Jika dalam mempresentasikan belum benar tentang konsep yang dijelaskan, kemudian Guru memberi definisi dan penjelasan tentang konsep yang dibahas
4. Tahap Elaborasi (Elaboration): Berfikir Secara Luas
Fase ekperimen membutuhkan penyelidikan/penelitian, pengumpulan data dan analisis hasil.
Apa yang akan Siswa lakukan untuk menerapkan pemahaman dan keterampilan konseptual, prosedural dan metakognitif guna memecahkan permasalahan, membuat keputusan, melakukan tugas, atau memahami pengetahuan baru?
Setelah Siswa dengan tahapan-tahapan diatas, berikutnya Siswa dituntut untuk mengaplikasikan (mengkomunikasikan) konsep/keterampilan rangkaian hubungan seri resistor dalam situasi baru seperti menemukan satu permasalahan pada rangkaian pembagi tegangan dengan potensiometer.
5. Tahap Evaluasi: Penilaian & Refleksi Guru mengamati pengetahuan atau pemahaman Siswa dalam hal penerapan konsep baru,
mendorong Siswa melakukan evaluasi diri, mendorong Siswa memahami kekurangan/kelebihannya dalam kegiatan pembelajaran yang sudah dilakukan.
Siswa mengevaluasi belajarnya sendiri dengan mengajukan pertanyaan terbuka dan mencari jawaban dengan menggunakan observasi, bukti, dan penjelasan yang diperoleh sebelumnya. Kemudian mengambil kesimpulan atas situasi belajar yang dilakukannya, dan menganalisis kekurangan/kelebihannya dalam kegiatan pembelajaran.
0-4G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
DIKLAT GURU PROFESIONAL INTEGRASI STEM
Literasi STEM merupakan upaya mengoptimasikan kurikulum sistem pendidikan dengan mengintegrasikan
empat bidang interdisipliner ilmu Sains, Teknologi, Rekayasa, dan Matematik untuk memahami masalah riil dunia dan menyelesaikannya dengan cara mendaya-gunakan ide-ide berfikir kreatif inovatif berdasarkan standar literasi teknologi dunia.
Pendekatan terpadu pendidikan STEM dapat meningkatkan kualitas Sumber Daya Manusia Indonesia yang memiliki pengetahuan interdisipliner dalam mempersiapkan bidang karir pekerjaan menyongsong Masyarakat Ekonomi ASEAN (MEA) 2015 dan sekaligus untuk mewujudkan proyeksi Indonesia sebagai negara perekonomian terbesar ketujuh di dunia pada 2030.
Diagram Keterkaitan Pendekatan Terpadu Pendidikan STEM Para pendukung pendidikan STEM semakin antusias dalam mensukseskan untuk mendukung dan terus mengembangkan keterkaitan antar disiplin ilmu dari semua mata pelajaran STEM akan memberikan dampak nyata, dan untuk itu diperlukan penerapan metode pendekatan interdisipliner yang sesuai daripada hanya mengajarkan mata pelajaran secara terpisah, yang disebut sebagai metode "silo" atau mata pelajaran yang berdiri sendiri. Gambar 4 berikut menunjukkan konsep pendekatan terpadu pendidikan STEM dengan menggambarkan beberapa hubungan antara berbagai mata pelajaran pendidikan STEM.
Pendekatan Terpadu Pendidikan STEM (Sumber: josasmonov@2015)
Pendekatan Terpadu: Visi pendekatan pendidikan STEM terpadu bertujuan untuk menghapus dinding pemisah antara masing-masing bidang STEM pada pendekatan silo dan pendekatan tertanam (embeded), dan untuk mengajar siswa sebagai salah satu subjek. Pendekatan terintegrasi berbeda dengan pendekatan tertanam dalam hal standar evaluasi dan menilai atau tujuan dari masing-masing daerah kurikulum yang telah dimasukkan dalam pelajaran.
Dua pendekatan penting pendidikan STEM untuk instruksi terintegratif adalah integrasi multidisiplin dan interdisipliner. Integrasi multidisiplin menuntut siswa untuk menghubungkan konten dari berbagai mata pelajaran yang diajarkan di dalam kelas yang berbeda pada waktu yang berbeda. Integrasi interdisipliner dapat dimulai dengan masalah dunia nyata. Menggabungkan konten lintas-kurikuler dengan berpikir kritis, kemampuan memecahkan masalah, dan pengetahuan untuk mencapai kesimpulan.
0-5G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
SCIENCE Para ilmuwan di seluruh dunia menggunakan metode standar dalam melakukan pembuktian suatu teori yang disebut metode ilmiah. Metode ilmiah memastikan bahwa standar dan proses tertentu digunakan dalam mengevaluasi hubungan sebab-akibat. Mengapa metode ilmiah sangat penting untuk pendidikan sains?, karena metode ilmiah mendidik seseorang menjadi disiplin dan berperilaku jujur. Proses ilmiah adalah menerapkan sikap untuk berperilaku jujur sepanjang proses eksperimen dalam menemukan sebuah TEORI melalui pembuktian hipotesis yang telah dikembangkan.
Pendekatan Eksperimen: Eksperimen berbasis saintis merupakan bidang pendekatan ilmiah dengan tujuan dan aturan khusus, dimana tujuan utamanya adalah untuk memberikan bekal ketrampilan yang kuat dengan disertai landasan teori yang realistis mengenai fenomena yang akan kita amati. Ketika suatu permasalahan yang hendak diamati memunculkan pertanyaan-pertanyaan yang tidak bisa terjawab, maka metode eksperimen ilmiah hendaknya dapat memberikan jawaban melalui proses yang logis, seperti yang ditunjukkan gambar dibawah. Proses belajar pendekatan eksperimen pada hakekatnya merupakan proses berfikir ilmiah untuk membuktikan hipotesis dengan logika berfikir.
Tahapan 5M Proses Sains
Sebuah eksperimen menggunakan metode ilmiah biasanya meliputi langkah-langkah: (1) membuat sebuah pengamatan dan deskripsi berdasarkan fenomena, (2) mengusulkan hipotesis atau menebak untuk menjelaskan mengapa fenomena tersebut terjadi, (3) mengembangkan desain prosedur eksperimental untuk menguji hipotesis, (4) mengumpulkan dan menganalisis data yang akan mendukung atau menolak hipotesis, (5) jika data hasil eksperimen tidak mendukung hipotesis, maka perlu (6) megembangkan hipotesis alternatif untuk diusulkan dan diuji kembali, dan (7) jika data eksperimen mendukung hipotesis awal, kemudian dibuatkan kesimpulan. (8) percobaan harus dilakukan lebih dari satu kali (diulang), sehingga peneliti lain dapat memperoleh hasil yang sama. (9) mengusulkan teori berdasarkan kesimpulan dari data hasil eksperimen yang mendukung hipotesis. Teori dapat diterima berdasarkan hasil kajian studi ilmiah dengan disertai alasan.
Kata Kunci: Modal utama untuk sukses dalam setiap tahapan eksperimen adalah diawali dengan KEJUJURAN
0-6G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
TECHNOLOGY Literasi Teknologi didasarkan dari hasil pemikiran dan pemahaman Asosiasi Pendidikan Teknologi International, ITEA-International Technology Education Association. Pemahaman literasi teknologi
mengandung dari 3 aspek penting, yaitu aspek pengetahuan, konteks dan aspek proses. Aspek pengetahuan teknologi meliputi; (A) Alam dan Evolusi Teknologi, (B) Keterkaitan, (C) Konsep Teknologi dan Prinsip, dimana ketiganya (A,B,C) akan memberikan dampak langsung terhadap sifat teknologi dan teknologi terhadap masyarakat dan tidak akan berpengaruh langsung terhadap kebutuhan teknologi dunia.
Sumber: Literasi Universal Teknologi Menurut ITEA
Aspek Proses meliputi; (D) merancang dan mengembangkan proses teknologin dan sistem, (E) menentukan dan mengendalikan perilaku sistem teknologi, (F) memanfaatkan sistem teknologi, dan (G) menilai dampak konsekuensi sistem teknologi akan memberikan dampak langsung terhadap desain dan rekayasa teknologi dan kemampuan rekayasa teknologi dunia dan tidak akan berpengaruh langsung terhadap kebutuhan teknologi dunia. Aspek konteks berhubungan dengan, (H) biologi dan sistem kimia, (I) sistem informasional, dan (J) sistem fisik akan memberikan dampak langsung terhadap kebutuhan teknologi dunia. Sedangkan
yang dimaksud standar literasi teknologi diuraikan menjadi 20 indikator, yang dinyatakan mulai dari angka urut 1~20.
Kesepuluh aspek (A~J) disebut 10 aspek universal standar literasi teknologi (STL-Standard Technology Literacy) yang menempati dan saling terkait di sekitar segitiga. Garis persimpangan di bagian tengah segitiga menggambarkan sifat tumpang tindih semua aspek universal dalam rekayasa sistem teknologi.
0-7G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
ENGINIEERING
Sebelum terlibat pembahasan lebih detil dalam analisis rangkaian, untuk itu pertama kali perlu memahami gambaran secara lebih luas tentang prosedur desain teknik perekayasaan, khususnya desain sirkuit listrik. Tujuan dari gambaran ini adalah untuk memberikan bekal kita ketika berhubungan dengan perspektif tentang bagaimana analisis rangkaian secara menyeluruh. Meskipun pembahasan materi pada diklat ini lebih cenderung berfokus pada analisis rangkaian, namun demikian juga perlu untuk mencoba memberikan kesempatan bagi desain sirkuit untuk menentukan pilihan yang sesuai.
Konsep Engineering (Rekayasa): Semua desain engineering dimulai dari kebutuhan, seperti
ditunjukkan pada Gambar disamping kiri. Kebutuhan dalam hal ini dapat berasal dari keinginan/ide atau gagasan yang bertujuan untuk memperbaiki desain yang sudah ada, atau mungkin sesuatu yang baru. Sebuah penilaian hati-hati dari kebutuhan menghasilkan spesifikasi desain, yang merupakan karakteristik terukur dari
desain yang diusulkan. Setelah desain diusulkan, spesifikasi desain memungkinkan kita untuk menilai apakah layak diusulkan untuk ditindaklanjuti atau tidak, hasil desain harus dikaji dengan teliti dan benar-benar memenuhi kebutuhan.
Setelah desain benar-benar memenuhi kebutuhan, langkah berikutnya adalah membuat sebuah konsep desain. Konsep ini berasal dari pemahaman yang lengkap dari spesifikasi desain ditambah dengan wawasan kebutuhan, yang berasal dari pendidikan dan pengalaman. Konsep ini dapat direalisasikan sebagai sketsa, sebagai deskripsi tertulis, atau dalam bentuk lain. Seringkali langkah berikutnya adalah menerjemahkan konsep ke dalam model matematika. Sebuah model
matematika yang biasa digunakan untuk sistem listrik adalah model rangkaian.
Unsur-unsur yang terdiri dari model rangkaian dalam sistem engineering disebut komponen sirkuit ideal. Komponen sirkuit yang ideal adalah model matematis dari komponen listrik yang sebenarnya, seperti
baterai atau bola lampu. Hal ini penting untuk komponen sirkuit yang ideal digunakan dalam model sirkuit, yang mana tujuannya untuk mewakili perilaku komponen listrik yang sebenarnya untuk gelar diterimanya akurasi data. Setelah pemodelan rangkaian selesai, langkah berikutnya adalah menerapkan alat analisis rangkaian ke dalam model rangkaian untuk diuji dan dianalisis. Analisis rangkaian didasarkan pada teknik matematika dan digunakan untuk memprediksi perilaku model sirkuit dan komponen sirkuit ideal. Perbandingan antara perilaku yang diinginkan, dari spesifikasi desain, dan perilaku diprediksi, berdasarkan dari hasil analisis rangkaian, dan jika hasil dari analisis tidak sesuai dengan spesifikasi desain, untuk itu
dapat dilakukan perbaikan dalam model sirkuit dan elemen sirkuit ideal. Dan setelah perilaku sesuai dengan yang diinginkan dan diperkirakan berada dalam perjanjian spesifikasi desain, maka prototipe fisik dapat dibangun.
Prototipe Fisik adalah sistem rangkaian listrik yang sebenarnya, dibangun dari komponen listrik yang
sebenarnya. Teknik pengukuran yang digunakan untuk menentukan fungsi yang sebenarnya, yakni perilaku kuantitatif dari sistem fisik. Maka hasil pengukuran perilaku aktual dibandingkan dengan perilaku yang diinginkan dari desain spesifikasi dan perilaku diprediksi dari analisis rangkaian. Bilamana hasil dari perbandingan tidak sesuai dengan spesifikasi desain, untuk itu prototipe fisik, atau model rangkaian dapat dilakukan perbaikan atau keduannya. Akhirnya, proses engineering dilakukan berulang-ulang, sampai dihasilkan model, komponen, dan didapatkan sistem yang sempurna, didapatkan hasil data pengujian yang akurat sesuai dengan kebutuhan spesifkasi desain dan dengan demikian memenuhi kebutuhan.
Dari uraian diatas, jelaslah bahwa analisis rangkaian memainkan peran yang sangat penting dalam proses desain. Karena analisis rangkaian diterapkan model sirkuit, seorang insinyur berlatih mencoba untuk menggunakan model sirkuit dengan ketat dan teliti, sehingga desain yang dihasilkan akan memenuhi dan sesuai dengan spesifikasi desain iterasi pertama. Kemampuan dalam membangun model sistem listrik yang sebenarnya dengan elemen sirkuit yang ideal membuat teori sirkuit sangat berguna untuk proses engineering (desain).
0-8G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
MATHEMATIC Seorang yang bekerja di bidang engineering akan sering menggunakan pemahaman terkait dengan dasar prinsip-prinsip ilmiah, lalu menggabungkannya dengan pengetahuan praktis yang kemudian sering dinyatakan dalam istilah model matematika. Model matematika dalam rekayasa dapat digunakan sebagai solusi dalam pemecahan masalah. Dengan menggunakan model matematik, maka proses analisis dapat digunakan untuk menentukan dan memetakan ruang lingkup masalah guna mendapatkan informasi yang diperlukan untuk memahami dalam menjawab permasalahan, dan menghitung parameter tujuan. Desain adalah proses dimana kita mensintesis sesuatu yang baru sebagai bagian dari solusi untuk
pemecahan masalah. Secara umum, bahwa desain tidak akan memiliki solusi tunggal, desain membutuhkan tahapan analisis. Dengan demikian, langkah terakhir dalam merancang selalu menganalisis hasil untuk melihat apakah memenuhi spesifikasi. Gambar 4 menjelaskan pentingnya keterkaitan matematik digunakan untuk memecahkan masalah science dan engineering.
Perangkat Lunak Matematika Bidang Rekayasa dan Sains
Bagatrix Solved: Software Bagatrix sangat baik digunakan untuk menyelesaikan soal-soal matematika yang diperlukan untuk pemecahan masalah desain rekayasa dan sains,
seperti Basic Math, Pre-Algebra, Algebra, Geometry, Trigonometry, PreCalculus, Calculus, Statistics, Linear Algebra, Finite Math, Chemistry, Graphing.
Microsoft Mathematics: merupakan program edukasi matematika berbasis IT, yang dibuat untuk sistem operasi Microsoft Windows, yang membantu pengguna untuk menyelesaikan permasalahan matematika and sains. Microsoft Mathematics memiliki fitur yang didesain untuk membantu dalam menyelesaikan permasalahan matematika, sains, dan sejenisnya.
Fitur aplikasi Micorsoft Mathematic dilengkapi dengan graphing calculator dan unit converter. Aplikasi ini dilengkapi juga dengan triangle solver, dan equation solver yang menyediakan penyelesaian langkah demi langkah untuk setiap permasalahan, fitur sangat mudah untuk belajar memecahkan berbagai permasalahan matematika. Sebagian besar soal-soal matematika dapat diselesaikan dengan Microsoft Mathematics, namun juga ada beberapa
topik yang tidak terdapat dapat diselesaikan dengan fasilitas yang disediakan dalam Microsoft Mathematics, seperti nilai eigen dan transformasi ruang.
0-9G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
GeoGebra: Geogebra juga merupakan salah satu software yang dapat membantu dalam pembelajaran matematika, bahkan juga dapat membantu dalam penulisan bahan ajar dan juga dapat digunakan sebagai
alat bantu untuk menyelesaikan soal-soal yang berkaitan dengan matematika. Geogebra sudah diterjemahkan ke berbagai bahasa (saat panduan ini ditulis sudah 52 bahasa) termasuk Bahasa Indonesia. Geogebra merupakan software gratis yang dapat diunduh di situs resminya http://www.geogebra.org/.
GeoGebra merupakan perangkat lunak matematika dinamis yang dapat digunakan sebagai alat bantu dalam pembelajaran matematika. Perangkat lunak ini dikembangkan untuk proses belajar mengajar matematika di sekolah oleh Markus Hohenwarter di Universitas Florida Atlantic.
GeoGebra Sebagai Media Pembelajaran Matematika: Sebagai contoh, salah satu materi di SMP adalah persamaan garis lurus. Salah satu bentuk persamaan garis lurus adalah y = mx+b. Persamaan ini mempunyai gradien (m) dan memotong sumbu (y) di titik (0, b). Semakin besar nilai gradien (m) maka garis semakin tegak. Masalah persamaan garis lurus dapat diselesaikan dengan menggunakan GeoGebra.
0-10G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Panduan Pertanyaan Penting High Order Thinking
1 FAKTUAL
Sebutkan siapakah penemu pertama kali hukum kelistrikan tegangan?
Jelaskan apa yang terjadi jika saklar listrik mengalami kerusakan!
Tunjukkan di mana contoh penerapan piranti saklar, sekering pada peralatan listrik/elektronik!
Pada saat kapan piranti saklar, sekering tidak perlu/diperlukan dalam suatu peralatan listrik/elektronik?
2 ANALITIS
Bagaimana hubungan kelistrikan antara sekering, saklar dan lampu dapat dihubungkan menurut kaidah kelistrikan?
Mengapa pada peralatan listrik/elektronik banyak menggunakan komponen seperti saklar, sekering?
3 HIPOTETIS
Bagaimana seandainya suatu peralatan listrik/elektronik tidak dilengkapi dengan piranti sekering?
Jelaskan kemungkinan-kemungkinan apa!, bilamana tiga buah resistor dengan nilai tidak sama besar dihubungkan ke sumber tegangan.
Jelaskan, apa yang terjadi jika dua atau tiga buah lampu dihubungkan seri?
4 REFLEKTIF
Besaran penting apa yang harus diperhatikan, bilamana dua resistor dengan nilai sama besar dihubungkan secara seri?
Jelaskan apa yang terjadi terhadap arus mengalir melalui resistor yang dihubungkan secara seri dengan nilai tidak sama besar?
Jelaskan secara singkat alasan apa, berkenaan dengan arus mengalir melalui resistor yang dihubungkan seri adalah sama besar?
Jelaskan hasil akhir apa, untuk pengembangan (penerapan) dari tema pembelajaran ini?
5 AFEKTIF (SOSIAL-RELIGIUS)
Apakah yang Anda pikirkan pertama kali ketika menjumpai ada teman anda tidak/belum mengerti tema pembelajaran?
Apakah Anda merasa, pada waktu eksperimen ada salah satu diantara kelompok dari Anda yang berlaku (bertindak) individu?
Apakah Anda percaya (yakin), bahwa informasi yang anda dapatkan, bila diterapkan dan dikembangkan akan bermanfaat, baik itu bagi pribadi maupun bagi orang lain/masyarakat?
Bagaimana tindakan Anda, jika pada waktu ekperimen terdapat salah satu diantara teman anda di-dalam/luar kelompok Anda berlaku tidak tertib (seperti suka bergurau, menggangu, ketiduran, mencuri,...dll?
Bagaimana perasaan Anda, ketika melakukan ekperimen berlaku tidak jujur dan tidak melakukan ekperimen sendiri (seperti sekedar mengambil/mencontoh hasil dari kelompok lainnya)?
Apa pendapat Anda, ketika menjumpai ada salah satu diantara teman anda pemalas (seperti sering datang terlambat, tidak ada gairah/motivasi untuk belajar)?
Bagaimana Anda menjelaskan/menyakinkan, pada waktu eksperimen bahwa hasil eksperimen di-dalam kelompok Anda berbeda dengan hasil dari kelompok di luar anda, dan jelaskan bagaimana cara menemukan kebenaran dari hasil ekperimen tersebut?
Apa yang akan Anda lakukan ketika di-dalam/luar kelompok Anda terdapat salah satu diantara teman anda, ada yang belum mengerjakan tugas laporan eksperimen?
6 PRIBADI (PERSONAL)
Utarakan dengan jujur, ide pengembangan (baru) apa yang Anda dapatkan dari tema pembelaran ini?
Utarakan dengan jujur, adakah sesuatu yang belum dimengerti berkenaan dengan tema pembelajaran?
Utarakan dengan jujur, kesulitan apa yang Anda hadapi ketika melakukan eksperimen/praktik!
Utarakan dengan jujur, kesulitan apa yang Anda hadapi untuk pembelajaran teori!
0-11G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Penilaian Dasar Kompetensi Kejuruan (DKK) Siswa
Bidang Studi Keahlian : Teknilogi & Rekayasa Mata Pelajaran : Teknik Listrik Program Studi Keahlian : Teknik Elektronika Pokok Bahasan : Rangkaian Seri Resistor Paket Keahlian : 055/056/057/058/059 Level : DOK1-DOK2-DOK3-DOK4
Kriteria Penilaian Dimensi Proses
KOGNITIF Le
ve
l Skala Penilaian
Keterangan 0 1 2 3 4
60%
1 Apakah Siswa dapat menggambarkan konsep dasar hubungan seri resistor?
DOK-1
2 Apakah Siswa dapat menjelaskan ciri-ciri khusus hubungan seri resistor dan menyebutkan fungsi dan kegunaannya?
DOK-1
3 Apakah Siswa dapat memahami konsep dasar hubungan seri resistor dengan benar?
DOK-1
4 Apakah Siswa mampu menghitung nilai tegangan, arus dan daya hubungan seri resistor dengan benar?
DOK-2
5 Apakah Siswa dapat membuat sebuah grafik untuk menampilkan hubungan arus - tegangan hubungan seri resistor dengan nilai resistansi berbeda-beda, serta menjelaskan pengaruh perubahan nilai resistansi terhadap perubahan nilai arus-tegangan?
DOK-2
6 Apakah Siswa dapat menentukan nilai daya maksimum hubungan seri resistor, kemudian membuat sebuah grafik untuk menampilkan hubungan daya terhadap tegangan dengan nilai resistansi berbeda-beda, dan menjelaskan pengaruh perubahan nilai tegangan terhadap perubahan nilai daya, serta menginterprestasikan karakteristik bentuk grafik daya terhadap tegangan?
DOK-3
7 Apakah Siswa mampu menginterprestasikan karakteristik dari bentuk grafik hubungan seri resistor berdasarkan hasil ekperimen, serta menyimpulkan bahwa hubungan yang dinyatakan dalam Hukum Kirchhoff Tegangan (HKT) adalah benar menurut hipotesa?
DOK-4
8 Apakah Siswa dapat menerapkan hubungan seri resistor pada rangkaian kelistrikan dan rangkaian elektronika?
DOK-2
9 Apakah Siswa dapat mengembangkan penerapan hubungan seri resistor pada rangkaian kelistrikan dan rangkaian elektronika?
DOK-3
10 Apakah Siswa dapat menyebutkan macam-macam contoh penerapkan hubungan seri pada rangkaian listrik dan elektronika?
DOK-1
KONVERSI NILAI (%)
0-2
0
21
-54
55
-74
75
-90
91
-10
0
0-12G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Penilaian Dasar Kompetensi Kejuruan (DKK) Siswa
Bidang Studi Keahlian : Teknilogi & Rekayasa Mata Pelajaran : Teknik Listrik Program Studi Keahlian : Teknik Elektronika Pokok Bahasan : Rangkaian Seri Resistor Paket Keahlian : 055/056/057/058/059 Level : DOK1-DOK2-DOK3
Kriteria Penilaian Dimensi Proses
PSIKOMOTORIK Le
ve
l Skala Penilaian
Keterangan 0 1 2 3 4
30%
1 Apakah Siswa dapat membangun rangkaian hubungan seri resistor?
DOK-1
2 Apakah Siswa dapat mengukur tegangan jatuh pada hubungan seri resistor dengan benar?
DOK-1
3 Apakah Siswa dapat mengukur arus mengalir melalui resistor yang terhubung secara seri dengan benar?
DOK-1
4 Apakah Siswa dapat menggunakan kertas grafik untuk menampilkan hubungan arus-tegangan hubungan seri resistor berdasarkan data hasil ekperimen?
DOK-2
5 Apakah Siswa dapat menggambarkan kurva daya terhadap perubahan nilai resistor, kemudian menempatkan titik puncak daya maksimum dan mengidentifikasi ciri-ciri khusus titik perpotongan daya maksimum.
DOK-3
6 Apakah Siswa mampu mengoperasikan alat ukur & peralatan elektronika/listrik?
DOK-3
7 Apakah Siswa dapat menemukan kesalahan secara mandiri/kelompok dan melakukan perbaikan selama melakukan eksperimen/percobaan?
DOK-2
8 Apakah Siswa dapat mendemontrasikan penerapan hubungan seri resistor pada rangkaian pengaman elektronik?
DOK-3
KONVERSI NILAI (%)
0-2
0
21
-54
55
-74
75
-90
91
-10
0
0-13G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Penilaian Dasar Kompetensi Kejuruan (DKK) Siswa
Bidang Studi Keahlian : Teknilogi & Rekayasa Mata Pelajaran : Teknik Listrik Program Studi Keahlian : Teknik Elektronika Pokok Bahasan : Rangkaian Seri Resistor Paket Keahlian : 055/056/057/058/059 Level :
Kriteria Penilaian Dimensi Proses
AFEKTIF Le
ve
l Skala Penilaian
Keterangan 0 1 2 3 4
10%
1 Apakah Siswa telah memiliki perilaku akhlak mulia dengan membiasakan diri senantiasa bersyukur sebagai bentuk insan yang bertaqwa & beriman sesuai dengan agama yang dipeluknya?
X
2 Apakah Siswa mematuhi dan mengikuti kaidah keselamatan kerja selama melakukan eksperimen?
X
3 Apakah Siswa telah memberi tanggapan (jawaban) atau ide-ide pemecahan masalah ketika melakukan diskusi?
X
4 Apakah Siswa berperan aktif saling membantu selama proses pembelajaran?
X
5 Apakah Siswa memiliki sikap dan perilaku patuh pada tata tertib dan aturan yang berlaku selama proses pembelajaran di kelas/ lingkungan sekolah?
X
6 Apakah Siswa telah memiliki sikap menghargai kerja individu dan kelompok selama beraktivitas sebagai wujud implementasi selama melaksanakan ekpsperimen dan melaporkan hasil percobaan?
X
KONVERSI NILAI (%)
0-2
0
21
-54
55
-74
75
-90
91
-10
0
NILAI AKHIR = 60% Kognitif + 30% Psikomotorik + 10% Afektif
NILAI AKHIR = .......................................
0-14G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Pendekatan Model Pembelajaran 5E
Fase Proses Pembelajaran Metode Alat Bantu Waktu
Pembangkitan Minat (Engagement)
1.1. Guru menyuruh salah satu Siswa untuk mematikan salah satu saklar lampu penerangan disekitar lingkungan ruang kelas, kemudian Guru bertanya kepada Siswa lainnya tentang:
Jelaskan fungsi utama saklar dalam rangkaian listrik
Bagaimana hubungan antara lampu dan saklar menurut rangkaian listrik tertutup?
1.2. Guru mengarahkan tema pembelajaran dengan melibatkan semua Siswa aktif, yaitu dengan memberikan informasi dan permasalahan penting tentang listrik melalui alamat website berikut:
http://www.worldofteaching.com/powerpoints/physics/Electrical%20Safety.ppt-(informasi tentang keselamatan kerja kelistrikan di rumah)
http://yazx.mhedu.sh.cn/uploadfile/20086188560350.ppt-(informasi tentang bahaya listrik, penerapan energi listrik)
http://www.ashdenawards.org/schools/films-(informasi tentang kebutuhan energi global, membentuk pola pikir Siswa pentingnya hidup hemat energi)
1.3. Guru menjelaskan pentingnya tema dan tujuan pembelajaran
Tanya Jawab Ceramah
online Tanya Jawab
Diskusi
Ceramah
LCD Penerangan ruang kelas
Internet LCD LKS
5
25
5
Eksplorasi (Exploration)
2.1. Guru membagi Siswa menjadi kelompok-kelompok kecil dan kemudian diberi permasalahan konsep dasar rangkaian seri resistor
2.2. Siswa diberi kesempatan untuk mengembangkan ide-idenya secara mandiri dan bekerja sama didalam kelompok kecil tanpa adanya intervensi atau bimbingan langsung dari Guru
2.3. Guru menerapkan metode pembelajaran kolaboratif kepada Siswa tentang dasar kelistrikan melalui media internet dengan mengunjungi alamat website berikut:
http://www.fargo.k12.nd.us/education/components/docmgr/download.php?sectiondetailid=10751&fileitem=5206&PHPSESSID=4fa69631187f70411835a1e7678d1a3d-(Dasar-dasar hukum kelistrikan).
http://physicsquest.homestead.com/quest14.html-(Rangkaian seri -paralel, Electric Hazards, dan Pengukuran arus-tegangan).
http://scifiles.larc.nasa.gov/kids/D_Lab/acts_electric.html-(Dasar simulasi sederhana kelistrikan; eksperimen listrik statis)
http://www.skoool.ie/content/skoool_learning/junior/lessons/science/current_electricity/flash/h-frame-ie.htm - (Animasi rangkaian kelistrikan dengan audio narasi, seperti: tegangan, resistansi, sekering, plug).
http://videos.howstuffworks.com/hsw/20926-physics-series-and-parallel-circuits-video.htm-(video [29:05], analisis matematik sederhana rangkaian seri paralel, tentang arus, tegangan resistansi, daya rangkaian listrik).
Ceramah Diskusi
Diskusi Tanya Jawab
Online (e-learning)
Papan Tulis
LKS
LKS Laptop Internet
20
10
60
Penjelasan (Explain)
3.1. Guru mendorong dan memberikan waktu Siswa untuk menjelaskan konsep dengan kalimat mereka sendiri, masing-masing kelompok untuk mempresentasikan hasil belajar secara online dengan menggunakan metode K-W-L chart atau e-learning (Edmodo).
3.2. Guru meminta pembuktian dan klarifikasi dalam bentuk portofolio/laporan dari penjelasan Siswa.
3.3. Guru membimbing Siswa untuk menemukan pengertian atau hipotesa dari konsep yang telah dipelajari, dan saling mendengar secara kritis penjelasan antara Siswa atau Guru (brainstorm).
3.4. Guru merangkum hasil presentasi Siswa dan jika dalam presentasinya dirasa ada yang belum benar tentang konsep yang dijelaskan, maka Guru mengarahkan bagaimana definisi dan penjelasan tentang konsep tersebut.
Diskusi Brainstorm
Tanya Jawab Diskusi
Diskusi Brainstorm
Tanya Jawab
LKS KWL Chart
Portofolio (Laporan)
LKS Papan Tulis
LCD Papan Tulis
30
10
10
10
0-15G
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Elaborasi (Elaboration)
4.1. Siswa melakukan eksperimen rangkaian seri resistor sesuai dengan tahapan langkah kerja dan informasi keselamatan kerja
4.2. Siswa membandingkan dan menganalisa hasil eksperimen dengan hasil perhitungan (hipotesa)
4.3. Siswa memberikan kesimpulan dari hasil praktek dalam membuktikan hipotesa teori.
4.4. Siswa mengerjakan lembar tugas secara individu
4.5. Guru memastikan Siswa dapat menerapkan konsep baru untuk skenario yang berbeda melalui media internet dengan mengunjungi alamat website berikut:
http://www.intel.com/education/designanddiscovery/-(informasi proses bagaimana merangkai rangkaian seri paralel resistor). http://dmscc.typepad.com/roth/-(latihan soal-soal kelistrikan melalui permainan). http://www.geocities.com/physicsweblander/-(melalui tema, Siswa dapat melakukan evaluasi dan mengembangkan ketrampilan). http://cpphysics.homestead.com/houseg.html-(informasi tentang listrik rumah tangga) http://www.iit.edu/%7Esmile/ch8624.html-(melalui tema elektrokimia dapat memproduksi energi listrik) http://scifun.chem.wisc.edu/HomeExpts/CondTester/SolutionConductivity.htm-(membangun piranti sederhana tentang kelistrikan). http://tonto.eia.doe.gov/kids/resources/teachers/pdfs/IntSec_Chemical%20Models.pdf-(pengembangan elektrokimia model)
Eksperimen
Diskusi
Diskusi
Diskusi
Online (e-Learning)
Belajar mandiri
LKS
LKS
LKS
LTS
Internet (Laptop)
120
Evaluasi (Evaluation)
5.1. Guru mengamati pengetahuan atau pemahaman Siswa dalam hal penerapan konsep baru.
5.2. Guru memberikan tugas evaluasi diri untuk mengukur tingkat kedalaman dan keluasan penguasaan pengetahuan Siswa .
5.3. Guru memberikan pemahaman kepada Siswa mengenai kekurangan/kelebihannya dalam kegiatan pembelajaran yang sudah dilakukan.
5.4. Guru memberikan kesempatan Siswa untuk mengevaluasi belajarnya sendiri dari berbagai informasi, seperti mengajukan pertanyaan secara terbuka atau mencari jawaban dengan menggunakan observasi, bukti, dan penjelasan yang diperoleh dari pembelajaran sebelumnya
4.6. Siswa melakukan evaluasi diri melalui media internet dengan mengunjungi alamat website berikut:
http://www.ebecri.org/custom/toolkit.html-(Rubrics, self-evaluation, feedback guides, PowerPoint presentations, examples)
http://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-laboratory-notebook.pdf-(What Makes a Great Science Lab Notebook?Practical applications and pointers)
http://www.sciencenotebooks.org/-(Science Notebooks in K-12 Classrooms-Instructional suggestions and Frequently Asked Questions for secondary teachers)
http://www.ebecri.org/media/Science%20Notebook%20Essentials%20by%20Klentschy.pdf-(Science Notebook Essentials-A 4-page guide to effective notebook components)
5.5. Siswa membuat kesimpulan atas situasi belajar yang telah dilakukannya, dan menganalisis kekurangan/kelebihannya selama proses kegiatan pembelajaran.
Bimbingan
Tugas Bimbingan
Bimbingan Diskusi
Bimbingan Diskusi
Siswa LKS
LTS LPS
Laporan
Hasil Diskusi
LKS LTS LPS
Internet (Laptop)
LKS
60
TEKNOLOGI & REKAYASA Teknik Elektronika
DASAR KOMPETENSI KEJURUAN (DKK)
TEKNIK LISTRIK
HUKUM KELISTRIKAN Rangkaian Seri Resistor
Nama Siswa
Nomor Induk Pegawai
Pangkat/Golongan
Asal Sekolah
DIKLAT GURU PROFESIONAL INTEGRASI STEM
PRO20TE000-01
1-1s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
TEKNIK LISTRIK
HUKUM KELISTRIKAN
Rangkaian Seri Resistor
Tolok Ukur Kedalaman & Keluasan Pengetahuan yang hendak dicapai:
Menerapkan proses berfikir secara Konseptual untuk mengintegrasikan pengetahuan Faktual hubungan seri resistor dalam menguji kebenaran hipotesis hukum Kelistrikan Dasar.
Kompetensi Dasar
Menguji kebenaran hipotesis kurva arus tegangan dari hasil eksperimen Hukum Ohm terhadap kebenaran hipotesis hasil pengujian Hukum Kirchhoff. (KD-sel matrik 2C3)
Tujuan Pembelajaran
Setelah pelajaran selesai Siswa akan dapat:
LEVEL
DO
K-1
DO
K-2
DO
K-3
DO
K-4
6. menabelkan daftar kebutuhan bahan dan peralatan untuk keperluan eksperimen rangkaian resistor hubungan seri. (indikator-sel matrik 1C1)
X
7. menggambarkan konsep dasar rangkaian resistor hubungan seri. (indikator-sel matrik 2C1)
X
8. menginterprestasikan kurva hubungan arus-tegangan rangkaian seri resistor untuk nilai resistor yang berbeda-beda. (indikator-sel matrik 2C2)
X
9. menguji disipasi daya maksimum rangkaian resistor hubungan seri pada rangkaian pembagi tegangan. (indikator-sel matrik = KD-sel matrik 2C3)
X
10. menghitung arus dan tegangan maksimum rangkaian resistor hubungan seri pada rangkaian pembagi tegangan. (indikator-sel matrik 3C3)
X
Waktu: 8x45 menit
Peralatan dan Bahan:
Peralatan Software Circuit Wizard, Multisim, ORCAD
Catu Daya DC 0-30V/3A 1 buah
Analog & Digital Multimeter 1 buah
Bahan Papan Percobaan 1 buah
Resistor atau Modul Resistor menyesuaikan
Kabel Penghubung menyesuaikan
Pengetahuan Pendukung: Modul Dasar Level 1C1
Modul Dasar Level 2C1
Modul Dasar Level 2C2
Kepustakaan: Standard textbook of electricity, Fifth edition, Stephen, L. Herman
Electrical circuit theory and technology, Revised second edition 2003, John Bird
Alamat pembelajaran online melalui internet (e-learning)
1-2s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Teori Dasar Kelistrikan
Rangkaian Listrik Dasar
Hal penting dalam rangkaian listrik adalah memahami aturan-aturan atau sifat-sifat kelistrikan
suatu rangkaian, seperti nilai resistansi, tegangan, arus, dan daya. Pengetahuan dalam memahami suatu
rangkaian listrik sederhana adalah amat penting dalam memahami sirkuit yang lebih kompleks.
Rangkaian listrik dapat dikelompokan menjadi tiga bagian utama; yaitu hubungan seri, paralel, dan
hubungan kombinasi. Hubungan seri dan paralel sederhana dapat dibangun melalui dua buah resistor,
sedangkan hubungan kombinasi adalah penggabungan dari hubungan seri dengan paralel. Hubungan
kombinasi sederhana dapat dibangun dengan satu buah resistor yang terhubung secara seri dengan dua
resistor terhubung paralel. Pengetahuan dalam hubungan dasar seri dan paralel akan sangat berguna untuk
memahami bagaimana komponen-komponen yang dihubungkan secara kombinasi satu sama lain.
(a) (b)
Gambar 1.1. (a) Hubungan seri 2 resistor, (b) 3 resistor dan (c) seri fluida
Dalam pemakaian sehari-hari, kebutuhan energi listrik seperti untuk kebutuhan industri, konsumsi
rumah tangga ataupun untuk penerangan lampu jalan, penerapan hubungan seri secara langsung jarang
sekali digunakan. Penerapan hubungan seri terutama banyak digunakan untuk rangkaian pembatas arus
atau pengaman (Gambar 1.2). Contoh sistem pengaman sederhana yang banyak digunakan pada rangkaian
listrik adalah sistem pemutus arus dengan menggunakan sekering. Sekering F1 digunakan sebagai alat
pemutus hubungan listrik bilamana arus yang mengalir melalui sekering melebihi batas kemampuan
maksimum.
Gambar 1.2. Pemutus arus F1 (hubungan seri) dengan Lampu dan sumber tegangan
Hubungan Seri
Sifat rangkaian hubungan seri hanya memiliki satu jalur aliran kuat arus dari potensial (+) menuju
potensial negatif (-) UB. Karena hanya ada satu jalur aliran arus pada rangkaian seri, sehingga kuat arus
yang melalui masing-masing resistor adalah sama besar.
(c)
1-3s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Hubungan seri tidak hanya terdiri dari dua atau tiga resistror saja yang dapat dihubungkan secara
seri, tetapi rangkaian seri dimungkinkan terdiri dari empat buah resistor atau lebih.
Gambar 1.3. Prinsip Hubungan Seri Resistor
Kuat Arus hubungan Seri
Menurut hukum Kirchhoff-II, jika rangkaian seri dengan tiga buah resistor (R) dihubungkan dengan
tegangan baterai UB, maka jumlah kuat arus (I) mengalir melalui tiga resistor R1, R2 dan R3 adalah sama
besar (Gambar 1.4b). Kuat arus hubungan seri dapat dinyatakan seperti persamaan berikut:
I = I1=I2=I3
(a)
(b)
Gambar 1.4. (a) rangkaian seri 3 resistor dan (b) kurva arus-tegangan
Kuat arus disemua bagian rangkaian seri adalah sama besar, tidak hanya tiga resistor saja yang
dapat dihubungkan seri, tetapi rangkaian seri dapat terdiri dari dua, tiga, dan empat resistor atau lebih.
Tegangan Jatuh Pada Hubungan Seri
Tegangan adalah gaya yang mendorong elektron melalui resistansi sehingga terjadi beda potensial
diantara kedua ujung resistor. Tegangan jatuh pada kedua ujung resistor ditentukan oleh kuat arus dan
besarnya resistansi suatu resistor. Jumlah tegangan jatuh total pada ujung-ujung paling luar sumber
merupakan penjumlahan secara aljabar pada masing-masing resistor R1, R2 dan R3 seperti yang
diilustrasikan skema rangkaian Gambar 1.4a dan kurva hubungan arus-tegangan Gambar 1.4b.
Jika sebuah voltmeter dihubungkan dengan diantara kedua ujung resistor, maka besarnya
tegangan yang diperlukan untuk mendorong arus melalui resistor yang ditunjukkan oleh volmeter dinamakan
drop tegangan atau tegangan jatuh. Kejadian ini mirip dengan penurunan tekanan dalam sistem air/fluida
yang dialirkan melalui pipa (Gambar 1.1c).
1-4s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Dalam rangkaian seri, jumlah semua tegangan turun di semua resistor harus sama dengan
tegangan yang diberikan ke sirkuit. Jumlah drop tegangan pada masing-masing resistor sebanding dengan
resistansi dan arus sirkuit.
Gambar 1.5. Polaritas Pengukuran tegangan drop hubungan seri
Pengukuran tegangan pada masing-masing resistor, mulai dari resistor R1 dengan tegangan: U1 ;
resistor R2 dengan tegangan: U2 ; resistor R3 dengan tegangan ketiga: U3; dan resistor R4 dengan tegangan
U4, maka hubungan jumlah dari keempat tegangan adalah sama dengan jumlah tegangan di baterai UB.
UB = U1 + U2 + U3 + U4
Karena U1 = I1R1 ;U2 = I2R2 ; U3 = I3R3 ; U4 = I4R4 dan Vs = IRt, maka:
IRt = I1R1 + I2R2 + I3R3 + I4R4, dengan demikian kuat arus I = I1 = I2 = I3 = I4
Resistansi Pada Hubungan Seri
Oleh karena pada hubungan seri kuat arus yang melalui masing-masing resistor sama besar,
sehingga jumlah nilai resistansi keseluruhan Rt adalah:
Rt = R1 + R2 + R3 + R4 Ilustrasi yang ditunjukkan Gambar 1.6 mengasumsikan bahwa hasil dari pengukuran tegangan
dengan voltmeter pada masing-masing resistor dianggap sama besar. Karena kuat arus yang melalui pada
masing-masing resistor adalah sama besar, maka berdasarkan hasil dari pengukuran data tegangan dapat
diasumsikan bahwa nilai resistansi dari semua keempat resistor juga bernilai sama besar. Dan apabila
rangkaian ini dihubungkan ke baterai UB = 24Volt, maka besarnya tegangan jatuh pada masing-masing
resistor adalah U1=U2=U3=U4 = 24V/4 = 6V. Kejadian istimewa ini hanya berlaku, jika suatu rangkaian seri
memiliki tegangan jatuh pada masing-masing dari ke-empat resistor bernilai sama besar.
Gambar 1.6. Tegangan jatuh dengan nilai resistor sama besar
Rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 1.7 mengilustrasikan hubungan seri yang terdiri dari
resistor dengan nilai berbeda. Perhatikan bahwa penurunan tegangan pada masing-masing resistor
sebanding dengan besarnya resistansi/resistansi. Juga perhatikan bahwa jumlah dari tegangan jatuh pada
setiap resistor adalah sama dengan besarnya tegangan baterai UB, yaitu 24 volt. Resistor dengan nilai
1-5s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
resistansi terkecil menghasilkan tegangan jatuh paling kecil, sebaliknya resistor dengan nilai resistansi paling
besar menghasilkan tegangan jatuh paling besar.
Gambar 1.7. Tegangan jatuh dengan nilai resistor berbeda
Metode Perhitungan Pada Hubungan Seri
Ada tiga aturan yang dapat diterapkan dalam menghitung nilai-nilai dari arus, tegangan, resistansi
dan daya dalam rangkaian yang terhubung secara seri, yaitu:
1. Rangkaian memiliki kuat arus yang sama pada setiap resistor.
2. Nilai Resistansi total adalah jumlah dari resistor individu.
3. Tegangan sumber adalah sama dengan jumlah tegangan jatuh pada masing-masing resistor.
Rangkaian seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.8 dengan nilai-nilai yang telah ditentukan,seperti,
tegangan jatuh, resistansi untuk masing-masing resistor.
(a) (b)
Gambar 1.8.(a) Nilai-nilai I, U, dan R hubungan seri, (b) Rangkaian pengganti
Langkah I:
Menentukan resistansi total (RT) dari seluruh rangkaian dapat ditentukan dengan menambahkan nilai-nilai
resistansi ketiga resistor:
RT = R1 + R2 + R3
RT = 20 + 10 + 30 RT = 60
Langkah II:
Menghitung jumlah kuat arus dalam rangkaian dapat ditentukan dengan menggunakan hukum Ohm
I = UT/RT
I = 120V/60
I = 2A
Kuat arus total 2A mengalir melalui setiap resistor dalam rangkaian hubungan seri:
IT = I1 = I2 = I3 = 2A
Langkah III:
Karena jumlah arus yang mengalir melalui resistor R1 diketahui, maka drop tegangan pada resistor R1 dapat
dihitung dengan menggunakan hukum Ohm:
1-6s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
U1 = I1 x R1 U1 = 2A x 20 U1 = 40V
Langkah IV:
Pengukuran tegangan jatuh pada R1, untuk nilai resistansi resistor R1 = 20 dengan tegangan jatuh U1 =
40Volt mengalirkan kuat arus I1 = 2A (Gambar 1.8a). Dengan cara yang sama, maka penurunan tegangan
pada resistor R2 dan R3 dapat ditemukan dengan menggunakan hukum ohm:
U2 = U2 xR2
U2 = 2A x 10 =20V
U3 = I3 x R3
U3 = 2A x 30 = 60V
Gambar 1.9. Pengukuran tegangan jatuh pada R1
Dan jika drop tegangan pada masing-masing resistor dijumlahkan, hasilnya akan sama dengan tegangan
total ET:
UT= U1 + U2 + U3
UT = 40V + 20V + 60V
UT = 120V
Jika diukur tegangan pada masing-masing resistor: tegangan jatuh pada resistor R1 adalah U1; tegangan
pada resistor R2 adalah U2; dan tegangan pada resistor R3 adalah U3, maka bila dari ketiga tegangan
dijumlahkan, nilainya akan sama dengan tegangan baterai UT. Jadi rangkaian resistor yang terhubung seri
antara TEGANGAN JATUH dan KUAT ARUS mempunyai ARAH dengan POLARITAS yang sama pada
masing-masing resistor, sehingga secara matematis besaran tegangan dan resistor dapat dijumlahkan
secara langsung.
TUGAS : Diskusikan dalam kelompok kecil
Permasalahan Rangkaian Seri Resistor
Dalam masalah berikut, tentukan nilai-nilai yang dikosongkan (tidak ditampilkan) dalam rangkaian. Nilai-nilai
yang tidak ditampilkan tersebut dapat ditemukan dengan menggunakan aturan rangkaian seri dan hukum
Ohm.
Problem 1:
Problem pertama dalam mencari nilai-nilai yang hilang dalam rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 1.10
adalah menemukan resistansi total (RT). Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan aturan kedua sirkuit
seri, yang menyatakan bahwa jumlah dari masing resistensi adalah sama dengan resistansi total rangkaian:
1-7s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Gambar 1.10. Empat buah Resistor dalam rangkaian seri (keterangan U=E)
Problem 2:
Aturan pertama dari rangkaian seri menyatakan bahwa arus yang mengalir adalah tetap sama pada setiap
titik di rangkaian. Dan apabila, nilai arus terendah terukur sebesar 0.050A melalui setiap resistor dalam
rangkaian (Gambar 1-11). Buktikan nilai tegangan jatuh pada masing-masing resistor dengan menggunakan
hukum Ohm (Gambar 1-12).
Gambar 1.11
Gambar 1.12
Problem 3:
Dengan menggunakan formula untuk menentukan jumlah daya yang dihamburkan (dikonversi menjadi
panas) oleh masing-masing resistor. Tentukan disipasi panas yang diserap oleh masing-masing resistor
(Gambar 1.13).
Gambar 1.13
Problem 4:
Sebuah aturan yang baik untuk diingat ketika menghitung nilai rangkaian listrik adalah bahwa total daya yang
digunakan dalam sebuah rangkaian adalah sama dengan jumlah daya yang digunakan oleh semua bagian.
Artinya, total daya dapat ditemukan dalam setiap jenis rangkaian seri, paralel, atau kombinasi dengan
menambahkan disipasi daya dari semua bagian. Daya total untuk rangkaian ini dapat ditemukan dengan
menggunakan rumus:
Problem 5:
1-8s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Sekarang semua nilai-nilai yang hilang dalam rangkaian telah ditemukan (Gambar 1.13), Untuk
membuktikan/memeriksa bahwa penerapan formula rangkaian sirkuit adalah benar dapat dengan
menggunakan aturan ketiga sirkuit seri, yang menyatakan bahwa nilai tegangan jatuh pada setiap resistor
adalah sama dengan tegangan yang diberikan oleh sumber:
1-9s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
PENERAPAN RANGKAIAN PEMBAGI TEGANGAN RESISTOR
Rangkaian Pembagi Tegangan Dengan Beban
Gambar 1.14. Pembagi Tegangan Potensimeter
Jangkauan Pengaturan:
L1
V = f k faktor jangkauan 0 1
V
Tegangan beban VL tergantung dari perubahan nilai tegangan V1,
resistor beban RL dan besarnya nilai potensiometer R.
Perubahan nilai faktor L
R
R terletak antara nol (0) sampai tak
hingga ().
Prinsip Pembagi Tegangan
Pada saat posisi pengaturan potensiometer berada pada titik 0, sehingga nilai k.R = 0, dengan demikian
tegangan VL = 0. Pada kondisi ini berlaku persamaan:
RS = (1 k).R
Pada saat posisi pengaturan potensiometer berada pada titik 1, sehingga nilai (1-k).R = 0, dengan demikian
tegangan VL = V1. Pada kondisi ini berlaku persamaan:
LP
L
R x k.RR =
R + k.R
Pada saat posisi potensiometer berada diantara nilai 0 dan 1, maka berlaku persamaan pembagi tegangan:
P L PL 1P S 1 P S
R V RV = V atau =
R + R V R + R
L
L P L
L1 P S
L
R .k.R
V R R + k.R = =
R .k.RV R + R + 1 - k R
R + k.R
L L
1 LL
L
V R .k.R =
V R .k.RR + k.R + 1 - k .R
R + k.R
L LL
1 L L L
R .k.R R + k.RV =
V R + k.R R .k.R + R + k.R 1 - k .R
L L
21 L L
V R .k.R =
V R .k.R + R.R + k.R 1 - k
L L
2 2 21 L L L
V R .k.R =
V R .k.R + R.R - R.R .k + k.R -k R
L
1
L L
V 1 =
1 R k RV1 + - 1+ -
k R R
1-10s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Gunakan Rumus ini:
LL 1
1
L L
V 1 1 = atau V = V
1 R 1 RV + 1 -k + 1 -kk R k R
Dimensi
Untuk mendapatkan Linieritas RL >> R dengan Iq = 5 sampai 10.IL (dipilih), sehingga berlaku:
1L
VR =
5 .......10 I
Pada saat kondisi pengaturan
L
R 1
R potensiometer dilewati arus maksimum, kondisi ini dapat menyebabkan
potensiometer TERBAKAR.
Tugas:
Sebuah potensiometer dengan nilai R = 5k mempunyai daya maksimum 5W dihubungkan seri terhadap
beban RL minimum. Pada saat kapan bilamana potensiometer tersebut diputar akan menjadi terbakar, dan
bilamana potensiometer dihubungkan pada tegangan V1 = 100V.
Hitung besarnya faktor perbandingan tegangan
L
1
V
V terhadap fungsi pengaturan jangkauan potensiometer
(k) dan faktor perubahan nilai L
R
R sesuai dengan persamaan
L
1
L
V 1 =
1 RV + 1 -kk R
, kemudian masukan hasilnya pada tabel 1.1 berikut:
Tabel 1.1. Perhitungan
L
1
V
V
k
L
R
R
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 10 20 40
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1-11s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Kurva Diagram
Gambarkan kurva
L
1
V
V terhadap (k) dari hasil perhitungan tabel diatas
Gambar 1.15. Kurva
VL
V1
terhadap (k)
Berikan kesimpulan/interprestasi berdasarkan kurva
L
1
V
V terhadap (k):
..........................................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................................
Model Pembagi Tegangan
Rangkaian pembagi tegangan dapat dibangun dengan menggunakan dua resistor atau lebih yang
dihubungkan secara seri.
Rangkaian tertutup, pembagi tegangan seperti yang diperlihatkan Gambar 1.16 menggambarkan aliran arus
tegangan pada rangkaian penbagi tegangan dua resistor. Sebagaimana sifat khusus dari rangkaian seri
adalah arus yang melalui kedua resistor adalah sama besar seperti yang dinyatakan pada persamaan 1.11.
Sedangkan besarnya tegangan keluaran pada resistor R2 tergantung dari besarnya nilai resistor R1 dan
resistor R2 seperti pada persamaan 1.15.
Gambar 1.16. Rangkaian Pembagi Tegangan Dua Resistor
1-12s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Persamaan arus
I1 + IL + I2 = 0
IN OUT OUTL
1 2
V - V 0 - V + I + = 0
R R
dengan mengasumsikan bahwa beban RL besar, maka arus IL = 0
IN OUT OUT
1 2
V - V V + = 0
R R
1 2OUT IN
1 2 1
R + R 1V = V
R x R R
Persamaan pembagi tegangan
OUT 2
IN 1 2
V R =
V R x R
Gambar 1.17. Rangkaian Pembagi Tegangan Tanpa Beban
Pemodelan Pembagi Tegangan Resistor
Transformasi Arus-Tegangan
Arus Tegangan
1 1
1
1I = V
R
1 1 1V = I x R
2
2
2 V R
1 I
212 R x I V
Aritmatik-Subtraktif Pembagi Tegangan Resistor
V2 = VIN VR1
1-13s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Pembagi Tegangan Resistor Tanpa Beban: Gambar 1.18. Model pembagi tegangan resistor tanpa beban
memperlihatkan jaringan umpan balik negatif antara tegangan VIN dan tegangan jatuh V2 pada resistor R2.
Menghasilkan selisih tegangan V2 pada resistor R2.
Gambar 1.18(b). Model Pembagi Tegangan Sebelum disederhanakan
Gambar 1.18 (a). Model Pembagi Tegangan Disederhanakan
Hubungan tegangan jatuh V1 pada resistor R1 dari rangkaian subtraktif menghasilkan persamaan
V1 = VIN V2
Dari gambar 1.18(b) dihasilkan persamaan tegangan jatuh V2
2IN
1
22 V - V
R
R V
V 1 R
R V IN
1
22
Sehingga dihasilkan hubungan antara tegangan jatuh V2 terhadap tegangan sumber VIN seperti yang
dinyatakan dalam persamaan berikut:
1 R
R
1
V
V
1
2IN
2
Problem:
Jika diketahui faktor
R2 = 9
R1
dihubungkan dengan sumber tegangan VIN=20V. Hitung besarnya tegangan
jatuh V2.
1-14s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Pembagi Tegangan Resistor Dengan Beban: Gambar 1.19. Model pembagi tegangan resistor dengan
beban menyerupai jaringan umpan balik positif arus antara arus beban IL dan arus mengalir I2 pada resistor
R2, dimana besarnya arus I2 ditentukan oleh rangkaian subtraktif antara tegangan V1 dan tegangan sumber
VIN.
Gambar 1.19. Pembagi Tegangan Dengan Beban Dan Diagram Aliran
Arus I1 merupakan penjumlahan arus I2 mengalir melalui resistor R2 dengan arus beban IL:
I1 = I2 + IL
Dan tegangan keluaran
VOUT = VIN V1
Dimana tegangan jatuh diantara resistor R1
V1 = R1.I1
Dan arus mengalir melalui resistor R2
I2 = VOUT/R2
Dari persamaan diatas dapat dimodelkan arus tegangan sebagai berikut
Arus Tegangan
1
1
1 V R
1 I
111 R x I V
2
2
2 V R
1 I
212 R x I V
L
L
L V R
1 I
LLOUT R x I V
Gambar 1.20 memperlihatkan model pembagi tegangan resistor dengan beban terdiri dari 2 jaringan umpan
balik negatif arus dan tegangan. jaringan umpan balik positif arus antara arus beban IL dan arus mengalir I2
pada resistor R2, dimana besarnya arus I2 ditentukan oleh rangkaian subtraktif antara tegangan V1 dan
tegangan sumber VIN.
1-15s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Gambar 1.20 merupakan ilustrasi model rangkaian pembagi tegangan terhubung ke beban memperlihatkan
dengan jelas rangkaian pembagi arus pada beban R3.
Gambar 1.20. Pembagi Tegangan Dengan Beban Dan Diagram Aliran
Transformasi Daya
Besarnya daya yang dapat ditransformasikan pada suatu jaringan sumber daya sangat tergantung pada
perubahan beban RL itu sendiri. Gambar 1.21 memperlihatkan blok diagram sumber daya yang dihubungkan
ke beban resistip.
Gambar 1.21 Transformasi Daya Pada Beban
Pada saat kapan besarnya daya maksimum yang dapat ditransformasikan pada beban RL? Kita dapat
menyelesaikan persoalan ini yaitu dengan merepresentasikan jaringan tersebut dengan bantuan rangkaian
pengganti teori Thevenin. Gambar 1.22 memperlihatkan rangkaian pengganti sumber tegangan menurut
teori Thevenin.
Gambar 1.22 Rangkaian Pengganti Thevenin
Besarnya tegangan pada RL adalah:
LL OC
L
RV = V
R + RO
L L
L OC
L L O
2V R 2
P = = VR R + R
Dengan mengasumsikan bahwa besarnya daya PL adalah sebagai hubungan:
L O
xP = P
21 + x
1-16s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
dimana
OC LO
O O
2V R
P = dan x = R R
Dari kedua persamaan tersebut dapat kita gambarkan plot dari daya beban
L
O
P
P terhadap faktor
perubahan x, maka kita dapatkan kurva seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1.23. Dengan demikian
didapatkan bentuk grafik transformasi daya maksimum terhadap perubahan beban RL bila nilai x = 0 dengan
kondisi RL = RO.
Gambar 1.23 Kurva Transformasi Daya
Untuk melihat hubungan perubahan beban RL terhadap daya, kita dapat juga menggunakan persamaan
differensial seperti berikut:
Menentukan nilai perubahan RL terhadap perubahan daya PL, dimana
L
L
P = 0
R yang mana daya maksimum
akan diberikan/ditransfer ke beban resistip.
2L LOC2
L L L O
P R = V
R R R + R
2L LOC 2
L L L O
P R = V = 0
R R R + R
sehingga hasil bagi dari dari persamaan differensial adalah:
L O L L O
L O
22R + R x 1 - R R + R
= 04
R + R
Persamaan diatas akan menjadi benar bila pembilang adalah nol
L O L L O2
R + R - 2 R R + R = 0
L L O O L L O
2 2 2R + 2 R R + R - 2 R - 2 R R = 0
L L LO O2 2
R - R = 0 R = R Daya Beban R Maksimum
Dengan demikian apabila RL = RO, atau
L
L
P = 0
R memperlihatkan bahwa kurva daya berada pada titik
puncak maksimum (transformasi daya maksimum) ke beban RL. Atau pada kondisi ini terjadi kesesuaian
1-17s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
impedansi (matching impedance) terhadap jaringan rangkaian (nilai resistansi beban RL sama dengan nilai
resistansi keluaran rangkaian). Dengan demikian pada saat kondisi RL = RO terjadi tarnsformasi daya
maksimum pada beban RL seperti dinyatakan pada persamaan berikut:
L(mak)
2VocP = 4 Ro
Komparasi perubahan beban RL terhadap nilai daya pada beban PL,
RL 0 OR
2 RO 2.RO
Daya Beban PL 0
2
OC
O
V
4.5 x R
O
2
OC
R x4.0
V
2
OC
O
V
4.5 x R 0
Turun Puncak Maksimum Turun
Pada saat kondisi RL = RO mempunyai faktor pembagi pada paling kecil, dengan demikian terbukti
transformasi daya ke beban RL adalah paling maksimum, bila dibandingan dengan pada saat kondisi beban
RL lebih kecil RL =Ro
2 atau lebi besar RL = 2.RO.
Contoh 1:
Tentukan nilai dari resistor beban RL, bila dikehendaki transformasi daya beban maksimum.
Penyelesaian:
Daya maksimum pada bebean ketika RL = RO = 10
2OC2
L(mak)
20VP = = = 10Watt
4 R 4 x 10o
1-18s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Contoh 2:
Tentukan nilai dari resistansi dalam keluaran RO, bila dikehendaki transformasi daya beban RL adalah
maksimum.
Penyelesaian:
Daya pada beban ketika RO = RL: = 5
22
OCL(mak)
O
15VP = = = 11,25Watt
4 R 4 x 5
Besarnya daya pada beban RL untuk kondisi RO = 0 (resistansi internal pengganti dari sumber tegangan)
L
V 15VI = = = 3A
R + R 0 + 5o
PL = I2 x RL = 32 x 5 = 45Watt
Implementasi Rangkaian Pembagi Tegangan
Sebuah rangkaian pengaturan tegangan dengan spesifikasi sebagai berikut:
Optimasi rangkaian pembagi tegangan dengan rentang tidak melebihi antara -5V dan +5V
Kebutuhan arus yang mengalir ke beban dapat diabaikan
Digunakan untuk rangkaian dengan konsumsi daya kecil
Analisa/gambaran kebutuhan spesifikasi komponen yang tersedia:
Nilai resistansi potensiometer yang tersedia adalah 10k, 20k, dan 50k.
Resistor standar yang tersedia 10 dan 1M dengan nilai toleransi 2%.
Sumber tegangan (power supply) yang tersedia -12V dan +12V dengan arus maksimum 100mA.
Identifikasi Masalah
Gambaran situasi dan asumsi rangkaian, Gambar 1.24 memperlihatkan diagram blok pengaturan
sumber tegangan yang terhubung ke rangkaian beban. Karena sumber tegangan yang tersedia hanya bisa
mengeluarkan tegangan keluaran v sebesar 12V dan untuk mendapatkan pengaturan tegangan 5V atau
-5V v +5V, untuk itu diperlukan 2 buah resistor dan 1buah potensiometer. Agar didapat kurva linier
terhadap perubahan pengaturan potensiometer (k) maka nilai resistansi beban RL diasumsikan besar
terhadap nilai resistansi 2 resistor pembagi tegangannya, dengan demikian arus yang mengalir ke beban
dapat diabaikan 0Li .
Hipotesis:
Rangkaian diharapkan dapat menyediakan rentang pengaturan tegangan keluaran maksimum
sebesar -5V v +5V harus dapat direalisasi dengan keterbatasan komponen yang tersedia.
1-19s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Metode Penyelesaian Masalah:
Jangkauan potensiometer harus dapat menyediakan dan mengatur hingga mencapai tegangan keluaran (v)
Kedua power supply harus menyediakan tegangan yang dapat diatur dari nilai positif 5V dan negatif -5V.
Terminal potensiometer tidak dihubungkan langsung ke terminal power supply karena tegangan keluaran
minimum power supply sebesar 12V.
Gambar 1.24. Rangkaian Sumber Tegangan dan Jaringan Beban
Dengan pendekatan teorema superposisi nilai resistor R1, R2 dan potensiometer R dapat ditentukan.
Gambar 1.25(a). Rangkaian Dua Sumber Tegangan (superposisi)
Gambar 1.25(b). Model Pengganti Rangkaian Pengaturan Tegangan Dengan Potensiometer
Dengan mengobservasi rangkaian yang diperlihatkan Gambar 1.25(a) dan model rangkaian pengganti
pengaturan tegangan Gambar 1.25(b), dengan demikian dimensi untuk nilai-nilai komponen R1, R2 dan R
dapat ditentukan sesuai dengan tuntutan spesifikasi, yaitu rentang pengaturan dibatasi antara nilai
v sebesar - 5V ke +5V dengan arus beban tidak melebihi 100mA. Untuk memudahkan analisa perhitungan,
maka diasumsikan nilai-nilai resistansi R1=R2=Rx, dengan demikian Gambar 1.9(b) didapatkan rangkaian
pengganti seperti yang diperlihatkan Gambar 1.26. Sehingga loop sebelah kanan didapatkan persamaan
tegangan seperti berikut:
a a a a-12 + R .I + k.R.I + 1 - k R.I + R .I - 12 = 0x x
sehingga didapatkan persamaan arus,
24I = a
2.R + Rx
dimana, Rx adalah resistansi penurun tegangan dan R adalah besarnya resistansi potensiometer
Berikut, dimensi persamaan tegangan untuk loop sebelah kiri,
1-20s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
av = 12 - R + k.R .Ix
Subsitusi dari nilai arus Ia, sehingga didapatkan persamaan;
24 Rx + k.Rv = 12 -
2.R + Rx
Gambar 1.26. Rangkaian Pengganti R1 = R2 = Rx.
Bila faktor pengaturan potensiometer k = 0 dan diminta nilai tegangan v = 5V, sehingga didapatkan
persamaan tegangan v seperti berikut;
24 Rx + 0.R 24 Rx 5 = 12 - = 12 -
2.R + R 2.R + Rx x
maka nilai Rx ditentukan oleh persamaan
R = 0,7 RX
Bila resistansi potensiometer dipilih sebesar R = 20k, maka nilai Rx adalah:
R = 0,7 R = 0,7 20k = 14kx
Untuk membuktikan bahwa besarnya tegangan keluaran v = -5V, yaitu dapat dengan mengasumsikan nilai
k = 1, sehingga didapatkan nilai pembuktian seperti berikut:
24 Rx + k.R 14k + 20kv = 12 - = 12 - 24 = - 5V
2.R + R 28 + 20kX
Terpenuhi spesifikasi yang diminta v sebesar - 5V ke +5V
Disipasi daya yang diserap oleh ketiga resistor adalah;
2 224 242
P = I 2.R + R = = = 12mWa(watt) X 2R + R 2 14k + 20kX
24 24
I = = = 0,5mAa2.R + R 2 14k + 20k
X
Terpenuhi karena sumber arus yang tersedia 100mA jauh lebih besar daripada kebutuhan arus total 0,5mA.
Untuk mereduksi kebutuhan daya yang besar, maka resistansi potensiometer dipilih dengan nilai yang lebih
besar. Dan jika diganti dengan nilai R = 50k, maka nilai Rx adalah:
R = 0,7 R = 0,7 50k = 35kx
sehingga,
35k + 50k 35k-5V = 12 - 24 v 12 - 24 = 5V
70 + 50k 70 + 50k
1-21s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Terpenuhi spesifikasi yang diminta;
- 5V v 5V
Disipasi daya yang diserap oleh ketiga resistor adalah;
2 224 242
P = I 2.R + R = = = 5mWa(watt) X 2R + R 2 50k + 70kX
Bila nilai resistansi potensiometer semakin besar maka disipasi daya yang diserap oleh resistor R dan RX
semakin bertambah kecil, demikian juga dengan nilai arus Ia.
24 24
I = = = 0,2mAa2.R + R 2 35k + 50k
X
Dimensi dari pemilihan nilai resistansi dari potensiometer R terbukti telah memenuhi kriteria tuntutan
persyaratan spesifikasi yang diminta, karena sumber arus yang tersedia masih relatif cukup besar dari arus
kebutuhan.
Soal 3: (Tugas Mandiri)
Rangkaian yang diperlihatkan Gambar 1.26 menggunakan potensiometer untuk memproduksi
tegangan variabel. Perubahan Tegangan Vm tergantung dari faktor pengaturan fungsi knop (k) yang
terhubung ke potensiometer wiper motor. Resistor R1 dan R2 berfungsi untuk mendapatkan tegangan variasi
pada Vm sesuai dengan tuntutan spesifikasi.
Gambar 1.27.Pembagi Tegangan Dengan Potensiometer
Spesifikasi Yang Diinginkan:
Rentang pengaturan potensiometer wiper dapat bervariasi dari tegangan Vm sebesar 8V dan
berakhir sampai 12V.
Sumber tegangan yang tersedia mempunyai keterbatasan daya kurang dari 0,5Watt.
Disipasi daya yang diserap oleh resistor pembatas R1, R2 dan potensiometer R tidak lebih dari
0,25Watt.
1-22s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Lampiran
Keterangan: Tegangan E dalam standar jerman ditulis dengan simbol U
Pengkodean Resistor
2-1s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
TEKNIK LISTRIK
TEKNIK LISTRIK
Rangkaian Seri Resistor
Percobaan 1: Simulasi dengan Circuit Wizard
Hubungan seri resistor dengan nilai resistansi sama
Langkah Percobaan:
A. Pengukuran Tegangan
1. Hubungkan rangkaian seperti yang diperlihatkan Gambar 1.10 berikut ini.
Gambar 1.10. Pengukuran tegangan hubungan seri
2. Pilih batas ukur multimeter 20V= (DC), tetapkan tegangan power supply sebesar 12V dan kemudian
hidupkan tombol power.
3. Ukur besarnya tegangan jatuh pada resistor R1, yaitu dengan menekan tombol run pada program circuit
wizard. Lakukan dengan cara yang sama untuk resistor yang lainnya.
4. Masukan hasilnya pada tabel 1.1
B. Pengukuran Arus
5. Ubah posisi power supply dan multimeter seperti Gambar 1.11 berikut ini.
6. Tetapkan batas ukur ampermeter sebesar 20mA, lalu ukur besarnya kuat arus total IT yang melalui
rangkaian, yaitu dengan menekan tombol run pada program circuit wizard.
Gambar 1.11. Pengukuran arus hubungan seri
7. Masukan hasilnya pada tabel 1.1
2-2s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
8. Menyimpulkan hasil simulasi berdasarkan tabel 1.1
9. Menjawab tugas-tugas
Tabel 1.1. Pengukuran arus-tegangan hubungan deri dengan nilai resistansi sama
Tegangan (Volt) Arus (mA) Resistansi Total () Resistor
UR1 UR2 UR3 UT IT RT=R1+R2+R3 =
=
C. Kesimpulan dan Tugas
Kesimpulan tabel 1.1
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
Tugas
1. Hitung nilai-nilai dari arus, tegangan, resistansi dan daya dengan menggunakan rumus hukum ohm.
UT = 120V U1 = ...........V U2 = ...........V U3 = ...........V U4 = ...........V U5 = ...........V
IT = ............A I1 = .............A I2 = .............A I3 = .............A I4 = .............A I5 = .............A
RT = .......... R1 = 1000 R2 = 1000 R3 = 1000 R4 = 1000 R5 = 1000
PT = .........W P1 = ..........W P2 = ..........W P3 = ..........W P4 = ..........W P5 = ..........W
2. Tuliskan hasil perhitungan dari tabel diatas kedalam skema rangkaian berikut ini!
2-3s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Percobaan 2: Simulasi dengan Circuit Wizard
Hubungan seri resistor dengan nilai resistansi berbeda
Langkah Percobaan:
A. Pengukuran Tegangan
1. Hubungkan rangkaian seperti yang diperlihatkan Gambar 1.2 berikut ini.
Gambar 1.12. Pengukuran tegangan hubungan seri
2. Pilih batas ukur multimeter 20V= (DC), tetapkan tegangan power supply sebesar 12V dan kemudian
hidupkan tombol power.
3. Ukur besarnya tegangan jatuh pada resistor R1, yaitu dengan menekan tombol run pada program circuit
wizard. Lakukan dengan cara yang sama untuk resistor yang lainnya.
4. Masukan hasilnya pada tabel 1.2
B. Pengukuran Arus
5. Ubah posisi power supply dan multimeter seperti Gambar 1.13 berikut ini.
6. Tetapkan batas ukur ampermeter sebesar 20mA, lalu ukur besarnya kuat arus total IT yang melalui
rangkaian, yaitu dengan menekan tombol run pada program circuit wizard.
Gambar 1.13. Pengukuran arus hubungan seri
7. Masukan hasilnya pada tabel 1.2
8. Menyimpulkan hasil simulasi berdasarkan tabel 1.2.
9. Menjawab tugas-tugas
2-4s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Tabel 1.2. Pengukuran arus-tegangan hubungan deri dengan nilai resistansi berbeda
Tegangan (Volt) Arus (mA) Resistansi Total () Resistor
UR1 UR2 UR3 UT IT RT=R1+R2+R3 =
=
C. Kesimpulan dan Tugas
Kesimpulan tabel 1.2 dan membandingkan dengan hasil percobaan 1.1
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
Tugas
1. Hitung nilai-nilai dari arus, tegangan, resistansi dan daya dengan menggunakan rumus hukum ohm.
UT = 120V U1 = ...........V U2 = ...........V U3 = ...........V U4 = ...........V U5 = ...........V
IT = ............A I1 = .............A I2 = .............A I3 = .............A I4 = .............A I5 = .............A
RT = .......... R1 = 220 R2 = 470 R3 = 330 R4 = 680 R5 = 1000
PT = .........W P1 = ..........W P2 = ..........W P3 = ..........W P4 = ..........W P5 = ..........W
2. Tuliskan hasil perhitungan dari tabel diatas kedalam skema rangkaian berikut ini!
2-5s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Percobaan 3: Praktik Pengukuran
Hubungan seri resistor dengan nilai resistansi sama
Langkah Percobaan:
A. Pengukuran Tegangan
1. Hubungkan rangkaian seperti yang diperlihatkan Gambar 1.14 berikut ini.
Gambar 1.14. Pengukuran tegangan hubungan seri
2. Pilih batas ukur multimeter 20V= (DC), tetapkan tegangan power supply sebesar 12V dan
kemudian hidupkan tombol power supply dalam posisi on.
3. Ukur besarnya tegangan jatuh pada resistor R1. Kemudian dengan cara sang sama, lakukan pengukuran
untuk resistor R2 dan R3.
4. Matikan power supply, kemudian masukan hasilnya pada tabel 1.3
5. Pengukuran Arus
6. Hubungkan rangkaian seperti yang diperlihatkan Gambar 1.15 berikut ini..
7. Tetapkan batas ukur ampermeter sebesar 20mA, lalu ukur besarnya kuat arus total IT yang melalui
rangkaian.
Gambar 1.15. Pengukuran arus hubungan seri
8. Masukan hasilnya pada tabel 1.3
9. Menyimpulkan hasil pengukuran berdasarkan tabel 1.3.
10. Menjawab tugas-tugas
2-6s
Bidang Studi Keahlian
Teknologi dan Rekayasa Program Studi Keahlian
Teknik Elektronika
Nama : Tanggal
5/10/15 Dikeluarkan oleh
Drs. ASMUNIV, MT
0 5 5 1 4 0 1 0 1
Tabel 1.3. Pengukuran arus-tegangan hubungan deri dengan nilai resistansi sama
Tegangan (Volt) Arus (mA) Resistansi Total () Resistor
UR1 UR2 UR3 UT IT RT=R1+R2+R3 =
=
4 4 4 12 4 3k 3k 4
Kesimpulan dan Tugas
Kesimpulan tabel 1.3 dan membandingkan dengan hasil simulasi tabel 1.1
Tidak ada perbedaan antara hasil dari simulasi dan pengukuran.
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
.............................................................................................................................................................................
Tugas
1. Hubungkan rangkaian secara seri, kemudian ukur dan hitung besarnya tegangan jatu
Recommended