Abstrak-Rangkaian listrik terdiri atas rangkaian seri dan rangkaian paralel. Perbedaan mendasar dari kedua jenis rangkaian yakni pada susunan resistor. Perubahan susunan resistor tersebut menyebabkan perubahan tegangan dan arus pada rangkaian. Percobaan ini dimaksudkan untuk mengetahhui karakterisktik arus dan tegangan pada rangkaian seri dan paralel 3 buah resistor. Percobaan dilakukan dengan alat dan bahan yakni 3 buah resistor, project board, power supply DC dan di rangkai seri paralel lalu dicar tegangan pada rangkaian seri (V ukur) dan Pencarian arus pada rangkaian seri (I ukur). Hasil Percobaan menunjukkan bahwa tegangan (V) pada rangkaian seri dan paralel I rata(5 V) = (0,2 ± 2,2.10-6) A, I rata (12 V) = (0,4 ± 2,9.10-6) A, dan V rata ( 5 volt) = (1,6 ± 1,9.10-4) volt, V rata ( 12 volt) = (3,8 ± 5,1.10-4) volt.

Kata kunci - arus,tegangan, hambatan, rangkaian seri ,rangkaian paralel

I. PENDAHULUAN

angkaian listrik terbentuk dari beberapa komponen listrik yakni arus (I) , tegangan (V) dan hambatan

(R). Arus yakni bentuk pergerakan muatan positif pads suatu konduktor ke tempat lain perwaktunya. Dan teganagan merupakan energi potensial yang dimiliki setiap muatan serta hambatan yakni rasio antara tegangan dan arus dimana sebagai bentuk kesebandingan antara keduanya[1]. Dan perlu diketahui bahwa hambatan akan meningkat sejalan dengan kenaikan suhu[2]. maka apabila komponen-komponen tersebut di gabung menjadi suatu kesatuan maka akan membentuk suatu rangkaian listrik.

R

Model rangkaian listrik pada umunya ada dua , yakni rangkain seri dan rangkaian paralel. Dan setiap model rangkaian meiliki karakteristik tersendiri. Sebenarnya rangkaian tersebut di dasarkan pada penyusunan geometri resistor pada rangkaian.

Rangkaian seri memiliki karakteristik yakni tegangan di semua titik resistor pada rangkaian seri sama dan untuk arus total merupakan jumlahan arus pada setiap resistor. Dan hambatan total meruapakn jumlahan total dari semua resstor terlibat.dan rangkaian ini bersisfat pembagi tegangan (voltage divider). Untuk rangkaian paralel mempunyai karakteristik teganagan pada semua percabangan sama namun arus merupakan jumlahan dari semua arus percabanagn . sesuai hukum krichoff (∑i=0). Dan seper-hambatan ekivalen meruapakan jumlahan seluruh seper-hambatan. Sehingga rangkaian ini disebut rangkaian pembagi arus (current divider) [3,4].

Tulisan ini meropakan hasil pengukuran teganngan pada rangkaian seri dan hasil pengukuran arus pada rangkaian seri.

II. METODE

Langkah awal dalam percobaan ini yakni disiapkan peralatan dan bahan di antaranya power supply DC, project board, VOM, dan resistor. Untuk besar resistor yang digunakan yakni (R1 = 1kΩ, R2 = 1kΩ, dan R3 = 20Ω). Dan tegangan dari power supply DC ( V1 = 5 volt, V2 = 12 volt). Setelah itu komponen di rangkai menjadi model pertama yakni rangkaian seri. Alat disusun seperti berikut.

Gambar 1. Rangkaian seri

Setelah itu di cari V ukur pada setiap resistor dengan alat VOM. Dilakukan 5 kali pengulangan. Dan V hitung di cari dengan penentuan R total.

(1)

Dan untuk V masing-masing di cari dengan formula.

(2)

Dan untuk di cari error digunakan persamaan

(3)

Serta dicari V max dan V min digunakan seperti persamaan (2) namun menjadi

(4)

(5)

Setelah itu dilanjutkan untuk rangkaian paralel yakni dengan komponen listrik tadi disusun sebagai berikut

Rangkaian Seri dan Paralel (E2)Aris Widodo, Maylita Martani, lyla yuwana

Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh NopemberJl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

E-mail: aris.prof@yahoo.co.id

Gambar 2. Rangkaian Paralel

Setelah itu di cari I ukur pada setiap resistor dengan alat VOM. Dilakukan 5 kali pengulangan. Dan I hitung di cari dengan penentuan R total.

(5)

Dan untuk I hitung masing masing dicari dengan persamaan

(6)

Dan untuk dicari error digunakan persamaan

(7)

Dan untuk mencari nilai I min dan I max , digunakan persamaan

(8)

(9)

[3].

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Rangkaian seri dan rangkaian paralel pada percobaan Pada percobaan rangkaian seri paralel (E2) di

gunakan beberapa karakteristik acuan sebagai bahan awal dasar penentuan tegangan dan arus yang dicari. Di antaranya di anggap bahwa pada rangkaian seri, arus ( I ) di anggap sama pada setiap titik hal ini di karenakan arus pada satu jalur tanpa adanya node percabangan maka akan mengalir sama besar karena satu jalur. Dan yang di anggap sebagai varian yakni tegangan (V) , karena tegangan di rangkaian seri tidaklah sama . Dan hal itu sesuai karena VOM menunjukkan nilai tegangan berbeda dan arus yang sama pada rangkaian seri disaat

percobaan.hal ini dikarenakan energi potensial yang di punyai muatan akan di transfer pada elektron resistor sehingga akan terjadi penurunan energi potensial dan otomatis akan memberikan hasil tegangan semakin menurun pada keadaan awal tegangan sebelum masuk pada susunan resistor. Dan bentuk energi yang ditransfer itu akan memberikan panas pada resistor. Dan secara perhitungan awal resistor pada rangkaian seri dan paralel memberikan nilai berbeda untuk nilai hambatan ekivalennya. Hal ini dikarenakan bukan karena hambatannya berkurang atau berubah namun faktor nilai V dan I yang berubah. Karena setiap resistor sudah memiliki nilai batas resistansi tersendiri.

Dan pada rangkaian paralel yang di anggap sama yakni tegangan ( V) , Hal ini dikarenakan tegangan saat terbagi di node percabangan memiliki muatan dengan energi potensial yang sama sehingga akan memberikan tegangan yang sama namun , pada rangkaian paralel arusnya merupakan penjumlahan karena arus tebagi menjadi 3 saluran atau percabangan sehinnga nilainya akan terbagi menjadi banyak percabangan tersebut. Pada percobaan inni menggunakan tiga cabang sehingga akan menghasilkan 3 arus yang berbeda. Dan hal itu sesuai karena VOM menunjukkan nilai arus berbeda dan tegangan yang sama pada rangkaian seri disaat percobaan.

B. Data Tegangan pada Rangkaian Seri dan Data Arus pada rangkaian Paralel

sesuai dengan karakterisiktik tegangan dan arus pada rangkaian seri dan paralel di dapatkan bahwa pada rangkaian paralel

Tabel 1. I ukur pada tegangan 5 volt dan 12 volt

5 voltI1 I2 I3

(0,2462 ± 0,0000016)

(0,2462 ± 0,0000016)

(0,237 ± 0,0000045)

12 voltI1 I2 I3

(0,392 ± 0,0000070)

(0,3842 ± 0,0000014)

(0,378 ± 0,0000003)

Tabel 2. I hitung pada tegangan 5 volt dan 12 volt

V= 5 volt

I1 I2 I3

0,005 0,005 0,25

V=12 volt

I1 I2 I3

0,012 0,012 0,6

Tabel 3. Nilai I max dan I min pada tegangan 5 volt dan 12 volt

Tabel 4. Error I pada tegangan 5 volt dan 12 volt

Pada data diatas dapat di ketahui bahwa nilai arus yang cenderung sama menyebabkan error yang lebih besar, namun hal ini di karenakan pada kejadian nilai tolreansi hambatan yang berbeda pada waktu output hambatan. Sehingga i max imin menghasilan sesuai rentangan hasil i ukur. Pada saat percobaan hal itu sesuai dengan kejadian makroskopis bahwa resitor 1 dan 2 berbeda suhunya dengan resistor 3 dengan pengamatan kasar . dimana resistor 3 lebih panas dari pada keduanya sehingga hambatann yang dihasilkan lebih besar pada suhu tinggi.

Pada rangkaian seri di dapatkan pada tegengan ukur yakni

Tabel 5. V ukur pada tegangan 5 volt dan 12 volt

Tabel 6. V hitung pada tegangan 5 volt dan 12 volt

Tabel 7 . tegangan max dan min pada tegangan pusat 5 volt dan 12 volt

Tabel 8. Error tegangan pada tegangan pusat 5 volt dan 12 volt

pada data tegangan di tasa di hasilkan bahwa tegangan sama sesuai dengan acuan bahwa pada nilai hambatan yang sama besar karena arus yang masuk pun sma besar dan untuk hambatan yang kecil maka nilai teganagan pun kecil karena berbanding lurus nilainya. Untuk kesalahan yang error besar akan di jelaskan pada subbab berikut ini.

C. Error Pada proses PraktikumBanyak sekali faktor –faktor yang mempengaruhi

hasil tegangan dan arus ukur pada percobaan seri paralel ini atau biasa di sebut faktor (error) di antaranya yakni perrtama, faktor pembacaan VOM hal ini di karenakan faktor penglihatan sekala yang tidak tegak lurus pandangan dengan VOM sehingga menghasilkan salah baca atau pergeseseran nilai . dan kedua adalah faktor peletakan ujung tester VOM , jika terjadi perbedaan tindakan penekana atau kuat penekan tester pada kabel akan memberikan hasil yang berbeda , hal ini dikarenaka semakin besar luasan kontak tester maka hasil yang di berikan lebih akurat. Ketiga, peletakkan komponen rangkaian pada project board . apabila kaki komponen listrik tidak tegar menancap pada project board maka efektifitas rangkaian akan berbeda pembacaannya. Atau menghasilkan hasil yang berbeda. Dan penggunaan resistor yang tidak di kondisika pada suhu yang sama, hal ini dikarenakan walaupun menggunakan resistor yang sama namun pda suhu resistor maka hambatan yang dihasilkan akan berbeda sehingga akan dihasilkan semakin tinggu suhu resistor maka akan menghasilkan nilai hambatan yang sangat besar hal ini dikarenakan komponen uelektron di hambatan bergerak cepat sehingga akan menghambat arus elektron yang melewatinya.

IV. KESIMPULAN

V = 5 voltI1 min

I1 max

I2 min

I2 max I3 min

I3 max

0,006 0,335 0,006 0,335 0,251 0,249

V = 12 voltI1 min

I1 max

I2 min

I2 max I3 min

I3 max

0,013 0,335 0,013 0,335 0,602 0,598

5 voltI1 I2 I3

4824% ± 6,28% 4752% ± 2,52% -5,2% ± 0,007%12 volt

I1 I2 I33167% ± 4,86% 3102% ± 0,99% -37% ±

0,000089%

5 voltV1 V2 V3

(2,496 ± 0,0005080)

(2,42± 0,0000750) (0,049± 0,00000)

12 voltV1 V2 V3

(25.72± 0,0007000)

(5,86± 0,00070) (0.156± 0,00000)

V= 5 volt

V1 V2 V3

2,475 2,475 0,050

V=12 volt

V1 V2 V3

5,941 5,941 0,119

V = 5 voltV1 max V1 min

V2 max

V2 min

V3 max

V3 min

2,600 2,350 2,600 2,350 0,055 0,045

V = 10 voltV1 max V1 min

V2 max

V2 min

V3 max

V3 min

6,241 5,641 6,241 5,641 0,131 0,108

5 voltV1 V2 V3

1% ± 0,01% -2% ± 0,0012% -1% ± 0,0%12 volt

V1 V2 V3-4% ± 0,002% -4% ± 0,0020% 31% ± 1,01%

Pada percobaan ini di ketahui bahwa karakterisik arus dan tegangan pada rangkaian seri dan paralel yakni arus pada rangkaian seri nilainya sama di semua titik resistansi namun pada rangkaian paralel nilainya berbeda karena terdapat titik percabangan (node) serta bergantung pada besar resitansi dan tegangan yang berada pada titik tersebut. Untuk tegangan pada rangkaian paralel meiliki nilai yang sama namun pada rangkaian seri nilainya bergantung pada hambatan dan arus yang melewati pada setiap titik hambatan sehingga nilainya tidak sama pada setiap titik hambatan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Young,Fisika Universitas Edisi 10 jilid 2.Jakarta:Erlangga,2003.

[2] R.A. Serway,Physics for scientist and Engineers 6th Edition.california:Thomson Brooks/cole, 2004.

[3] R.C. Robertson,Fundamental Electrical and Electronic Principles 3rd Edition.USA:Elsevier Ltd,2008.

[4] D. Halliday,Fundamentals Of Physics 9th Edition.USA:John willey& sons,inc.,2011.