PENUGASAN RESUME RANGKAIAN LISTRIK I “RESISTOR” Ditujukan untuk : Drs. Faried Wadjdi, MPd,MM.
Disusun oleh
: 1. Anggi Hermawan
(5115152147)
2. Dhelvian Gading P (5115150215) 3. Muhammad Haryo P (5115152810) 4. Rafid Nurrochman
(5115152651)
5. Yusuf Fadhilah A
(5115152690)
TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA 2016
PENDAHULUAN
Di zaman modern ini kita banyak menjumpai alat alat elektronik. Namun, banyak orang yang tidak tahu komponen apa saja yang ada di dalam alat elektronik tersebut. Semua alat elektronik membutuhkan listrik untuk bisa beroperasi. Lalu bagaimana fenomena kelistrikan bisa terjadi? Listrik terjadi karena adanya pergerakan / aliran elektron yang disebut arus listrik. Tidak akan ada listrik apabila tidak ada arus listrik. Agar arus listrik yang mengalir ini lancar dan konstan, maka ia membutuhkan suatu zat penghambatnya, yaitu hambatan listrik. Alat yang sering digunakan sebagai hambatan listrik adalah resistor. Oleh karena itu banyak sekali kita jumpai resistor di dalam komponen alat elektronik. Selanjutnya akan dijelaskan lebih lanjut mengenai resistor.
TUJUAN MATERI
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Mahasiswa dapat memahami pengertian resistor Mahasiswa dapat memahami karakteristik dari resistor. Mahasiswa dapat mengenali tipe / macam resistor. Mahasiswa dapat menghitung kode warna resistor. Mahasiswa dapat memahami konsep hambatan listrik dan hambatan jenis. Mahasiswa dapat mengenali ciri resistor yang sudah tidak layak. Mahasiswa dapat memahami hubungan antara hambatan, arus, tegangan dan daya listrik.
PEMBAHASAN
1. Pengertian Resistor Resistor adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk memberikan hambatan pada aliran elektron. Kemampuan resistor dalam menghambat listrik disebut resistansi atau hambatan listrik yang diekspresikan dalam satuan Ohm dan dituliskan dengan simbol Ω. Alat untuk mengukur besar hambatan listrik adalah Ohmmeter. Selain untuk membatasi atau menghambat arus listrik, resistor mempunyai kegunaan atau fungsi lainnya, diantara nya adalah sebagai berikut •
Sebagai pembagi arus
•
Sebagai pembagi tegangan
•
Sebagai penurun tegangan
•
Sebagai penghambat arus listrik
•
Menghambat arus listrik
•
Pengatur volume (potensiometer)
•
Pengatur kecepatan motor (rheostat), dll.
:
2. Karakteristik Resistor Ada dua karakteristik dalam resistor yaitu :
Nilai resistansinya, yaitu nilai hambatan yang dimiliki oleh resistor tersebut. Nilai dayanya, yaitu kemampuan untuk menahan arus yang mengalir pada resistor tersebut.
Nilai daya adalah properti fisik yang tergantung pada konstruksi resistor, ukuran terutama fisik. Beberapa yang perlu diperhatikan : Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut. Semakin tinggi nilai daya resistor, makin tinggi pula suhu yang bisa diterima resistor tersebut Resistor berbahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai dayanya dibandingkan resistor dari bahan karbon. Nilai daya yang lebih tinggi memungkinkan nilai tegangan yang lebih tinggi. Peringkat ini memberikan tegangan tertinggi yang dapat diterapkan di resistor tanpa lengkung internal. Nilai daya sangat penting sebab ia menunjukkan daya maksimum yang bisa disipasikan tanpa menimbulkan panas-panas yang berlebihan yang dapat mengakibatkan kerusakan pada resistor tersebut. Panas yang berlebihan dapat menyebabkan terbakarnya resistor. Selain itu, nilai daya juga berperan sebagai pengaman.
3. Macam-macam Resistor
Resistor berdasarkan nilainya dapat dibagi dalam 3 jenis, yaitu : a) Fixed Resistor / Resistor Tetap b) Variable Resistor / Resistor Variabel c) Nonlinear Resistor / Resitor Nonlinear a) Fixed Resistor / Resistor Tetap Resistor tetap adalah resistor yang nilai resistansi / hambatannya tetap. Resistor jenis ini terbuat dari bahan nikelin atau karbon. Fungsinya adalah pembagi
tegangan,mengatur
/
membatasi
arus,
memperbesar
dan
memperkecil tegangan. Daya resistor dapat dilihat dari besar/kecilnya fisik, makin besar daya makin tinggi suhu yang bisa diterima, resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai daya-nya dibandingkan resistor dari bahan karbon.
Simbol Resistor Tetap Ada beberapa jenis resistor tetap yaitu: Carbon Film Resistor, Metal Film Resistor, Precision Wirewound Resistor, Ceramic Encased Wirewound, Surface Mount Device Resistor.
Carbon Film Resistor
Resistor ini dibuat dari bahan karbon dan dilapisi dengan bahan film yang berfungsi sebagai pelindung terhadap pengaruh luar. Nilai resistansinya dicantumkan dalam bentuk kode warna. Resistor ini juga sudah banyak digunakan dalam berbagai rangkaian elektronika karena bentuk fisiknya kecil dan memiliki resistansi yang tinggi. Resistor ini memiliki rating daya sebesar 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt.
Metal Film Resistor
Resistor film metal dibuat dengan bentuk hampir menyerupai resistor film karbon. Resistor ini tahan terhadap perubahan temperatur. Resistor ini juga memiliki tingkat kepresisian yang tinggi karena nilai toleransi yang tercantum pada resistor ini sangatlah kecil, biasanya sekitar 1% atau 5%. resistor film metal ini memiliki 5 buah gelang warna, bahkan ada yang 6 buah gelang warna. Sedangkan, resistor film karbon hanya memiliki 4 buah gelang warna. Resistor film metal ini sangat cocok digunakan dalam rangkaian – rangkaian yang memerlukan tingkat ketelitian yang tinggi, seperti alat ukur. Resistor ini memiliki rating daya sebesar 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt.
Precision Wirewound Resistor
Merupakan tipe resistor yang mempunyai tingkat keakuratan sangat tinggi sampai 0.005% dan TCR (Temperature coeffisient of resistance) sangat rendah. Sehingga sangat cocok digunakan untuk
aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan yang sangat tinggi. Tetapi jangan menggunakan jenis ini untuk aplikasi rf (radio frequency) sebab mempunyai Q resonant frequency yang rendah. Contoh aplikasi penggunaan resistor ini adalah DC Measuring equipment, dan reference resistor untuk voltage regulator dan decoding Network.
Ceramic Encased Wirewound Resistor
Resistor ini terbuat dari keramik yang dilapisi dengan kaca tipis. Jenis resistor ini telah banyak digunakan dalam rangkaian elektronika saat ini karena bentuk fisiknya kecil dan memiliki resistansi yang tinggi. Resistor ini memiliki rating daya sebesar 1/4 watt, 1/2 watt, 1 watt, dan 2 watt.
Surface Mount Device Resistor ( SMD )
SMD adalah resistor yang cara memasangnya ditempelkan pada permukaan PCB, memiliki nilai resistansi antara 0 ohm - 1 Mega ohm dengan toleransi ±1 - 20%, tegangan maksimum 100 volt . Penandaan nilai resistansinya dicetak dengan harga numerik dengan kode yang mirip dengan kondensator kecil. Resistor toleransi standar
ditandai dengan kode tiga digit, dimana dua digit pertama merupakan informasi dua nilai / harga resistansi, dan digit ketiga merupakan faktor pengali.
Tabel nilai resistansi dari kode SMD
Tabel faktor pengali SMD
Contoh : 1. 2. 3. 4.
“222” = 22 X 102 Ohm = 2200 Ohm “341” = 34 X 101 Ohm = 340 Ohm “0R33” = 0,33 Ohm “96C” = 96 = 976
= C = 100 Jadi, 96 C = 976 X 100 = 97.600 Ohm
b) Variable Resistor / Resistor Variabel Resistor variabel adalah resistor yang nilai resistansi atau hambatannya dapat diubah-ubah. Nilai hambatannya dapat diubah-ubah dengan diulir, memutar dial, knob. Memiliki dua atau tiga terminal digunakan untuk mengendalikan besar tegangan (Potensiometer). Fungsinya adalah pengatur volume (mengatur arus), tone control pada sound system, pengatur tinggi rendahnya nada (bass/treble), pembagi arus dan tegangan.
Simbol Resistor Variabel Ada beberapa jenis resistor variabel yaitu: Potensiometer (Linier, Logaritmis), Trimer-Potensiometer (Trimpot ), Rheostat.
Potensiometer
Potensiometer merupakan komponen pembagi tegangan yang nilai resistansinya dapat disetel sesuai dengan keinginan dengan cara memutar tungkai pengaturnya. Nilai resistansinya sendiri tertera pada bodi
yang
dituliskan
dalam
bentuk
angka,
sehingga
akan
memudahkan untuk mengetahui berapa besar nilainya tersebut. Penggunaan potensiometer biasanya adalah untuk pengaturan suara (tone control) Bass, Treable, Volume, dan lain-lain. beberapa jenis potensiometer : Potensiometer Linier
Potensiometer linier mempunyai unsur resistif dengan penampang konstan, menghasilkan peranti dengan resistansi antara penyapu dengan salah satu terminal proporsional dengan
jarak
antara
keduanya..
Potensiometer
linier
digunakan jika relasi proporsional diinginkan antara putaran sumbu dengan rasio pembagian dari potensiometer, misalnya pengendali yang digunakan untuk menyetel titik pusat layar osiloskop. Potensiometer Logaritmik Potensiometer logaritmik mempunyai unsur resistif yang semakin menyempit atau dibuat dari bahan yang memiliki resistivitas bervariasi. Ini memberikan peranti yang resistansinya merupakan fungsi logaritmik terhadap sudut poros
potensiometer.
Potensiometer
logaritmik
sering
digunakan pada peranti audio, terutama sebagai pengendali volume.
Trimpot
Trimpot adalah resistor yang nilai hambatannya diubah menggunakan obeng. Sebagai tahanan bahan resistansinya adalah menggunakan bahan karbon atau arang.
Rheostat
Rheostat adalah resistor tidak tetap dua terminal dan seringkali didesain untuk menangani arus dan tegangan yang tinggi. Biasanya rheostat dibuat dari kawat resistif yang dililitkan untuk membentuk koil toroid dengan penyapu yang bergerak pada bagian atas toroid, menyentuh koil dari satu lilitan ke lilitan selanjutnya.
c) Nonlinear Resistor / Resitor Nonlinear Resistor non linear adalah yang nilai resistansi / hambatannya tidak linear karena faktor lingkungan misalnya suhu dan cahaya. Fungsinya antara lain sensor suhu, penjebak pencuri, alat penghitung otomatis, dll. Ada beberapa jenis resistor non linear yaitu : LDR, VDR, Termistor (NTC, PTC, CTR).
LDR
LDR (Light Dependent Resistor) adalah resistor yang nilai resistansinya
bergantung cahaya. Macam-macam komponen nya
bagian peka cahaya ( Si, Ge, CdS, CdSe ), alas subtrat, plastik. Tipe sangat tergantung dari sensitivitas cahaya, ukuran, nilai hambatan. Contoh Aplikasi LDR sebagai sensor cahaya diantaranya: Rangkaian alarm, indikator, counter (penghitung), fungsi potensiometer, kontrol lampu parkir.
VDR
VDR ( Voltage Dependent Resistor ) ialah jenis resistor apabila tegangan yang melaluinya dinaikkan nilai tahanannya akan berkurang menjadi kecil. Fungsinya untuk menahan tegangan yang naik secara cepat dan tiba-tiba guna melindungi komponen-komponen yang lain di dalam suatu rangkaian.
Termistor Termistor adalah resistor yang nilai resistansinya berubah karena suhu. Fungsinya pengukur temperatur, alarm tanda kebakaran, kontrol arus pemanas ruang. Jenisnya ada 3, yaitu :
NTC (Negative Temperature Coefficient)
Pada saat suhu disekitarnya naik nilai hambatannya menurun. Contohnya thermometer elektronik (pada rangkaian jembatan).
PTC (Positive Temperature Coefficient)
Pada saat suhu disekitarnya naik nilai hambatannya naik. Contohnya Proteksi motor listrik terhadap kenaikan V mendadak.
CTR ( Critical Temperature Resistor )
Nilai hambatannya akan menurun dengan cepat ketika suhu disekitarnya naik diatas suhu yang specific point. Fungsinya pendeteksi harga ambang.
4. Menghitung Kode Warna pada Resistor
Contoh : Berapakah nilai resistor di bawah ini?
Jawab : pita ke-1 merah : 2, pita ke-2 merah : 2, pita ke-3 merah : 2, pita ke-4 biru : X 106 , pita ke-5 hijau : toleransinya ± 0,5%, pita ke-6 kuning : koefisien suhu nya : 25 ppm. Jadi, 222 X 106 Ohm dengan nilai toleransinya ± 0,5 % dan koefisien suhunya 25 ppm.
5. Hambatan Jenis dan Hambatan Listrik Hambatan listrik adalah hasil pembagian antara arus listrik dan tegangan. Kuat arus berbanding terbalik dengan hambatan. Pada suatu penghantar atau konduktor, besarnya arus listrik dipengaruhi oleh hambatan jenis penghantar, panjang penghantar, dan luas penampang penghantar. Kita bisa menganalogikan kuat arus sebagai kendaraan yang sedang melaju di jalan, panjang konduktor sebagai panjang jalan, luas penampang konduktor sebagai lebar jalan dan hambatan jenis konduktor sebagai jenis permukaan jalan. Faktor jalan sangat mempengaruhi laju kendaraan. Dalam kelistrikan, semakin besar hambatan jenis penghantar, semakin panjang penghantar dan semakin kecil luas penampangnya maka arus listrik yang mengalir akan semakin kecil. Begitupun sebaliknya. Oleh karena arus listrik berbanding terbalik dengan hambatan listrik, maka dapat disimpulkan, semakin besar hambatan jenis konduktor, semakin panjang konduktor dan semakin kecil luas penampang konduktor maka hambatan listriknya akan semakin besar. Begitupun sebaliknya. Besarnya hambatan listrik yang dipengaruhi faktor-faktor tersebut dapat ditulis secara matematis sebagai berikut: R=
ρ
l A
R = hambatan listrik konduktor ( ) ρ = hambatan jenis konduktor (.m) l = panjang konduktor ( m )
A= luas penampang konduktor ( m2 )
6. Ciri-ciri Resistor yang Sudah Tidak Layak Resistor dalam suatu rangkaian merupakan komponen yang amat penting dan harus diperhatikan kelayakannya. Resistor bisa saja mengalami kerusakan karena berbagai hal antara lain terlalu besarnya arus yang tidak sesuai dengan nilai
dayanya, dan masih banyak lagi. Resistor ini harus segera diganti dengan yang baru sebab jika dibiarkan tentu saja akan membahayakan. Berikut ciri resistor yang sudah rusak / tidak layak lagi : Saat diukur menggunakan multimeter, nilainya tidak sama dengan yang
tertera pada resistor. Badan resistor sudah pecah. Warnanya menghitam / hangus karena terbakar.
7. Hubungan Antara Hambatan, Arus, Tegangan, dan Daya Listrik
1
Dalam hukum Ohm dijelaskan bahwa : Besarnya arus yang mengalir sebanding dengan besarnya beda potensial / tegangan. Supaya kesebandingan ini hilang, maka perlu ditambahkan konstanta yaitu hambatan ( R ), sehingga persamaannya menjadi V=I.R
2
Perbandingan antara V dan I menghasilkan suatu bilangan konstan yang disebut hambatan listrik ( R ) Hubungan antara kuat arus dan tegangan juga berkaitan dengan hukum Joule yaitu hasil kali antara tegangan dan arus listrik disebut daya. Secara matematis ditulis: P=V.I Dengan menghubungkan antar hukum Ohm dengan hukum Joule, dapat terlihat hubungan antara hambatan, arus, tegangan, dan daya yang dirmuskan dengan
2
2
P=I .R=
V R
Soal 1. Apa saja fungsi resistor? 2. Apa yang perlu diperhatikan dalan melihat nilai daya pada resistor? 3. Perbedaan apa yang terdapat pada Fixed Resistor / Resistor Tetap, Variable Resistor / Resistor Variabel, dan Nonlinear Resistor / Resitor Nonlinear? 4. Bagaimana cara menghitung kode warna pada resistor? 5. Bagaimana Ciri-ciri Resistor yang Sudah Tidak Layak?
Jawaban 1. •
Sebagai pembagi arus
•
Sebagai pembagi tegangan
•
Sebagai penurun tegangan
•
Sebagai penghambat arus listrik
•
Menghambat arus listrik
•
Pengatur volume (potensiometer)
•
Pengatur kecepatan motor (rheostat), dll.
•
untuk membatasi atau menghambat arus listrik
2. Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut. Semakin tinggi nilai daya resistor, makin tinggi pula suhu yang bisa diterima resistor tersebut. Resistor berbahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai dayanya dibandingkan resistor dari bahan karbon. 3.
Fixed Resistor / Resistor Tetap: Resistor tetap adalah resistor yang nilai resistansi / hambatannya tetap. Resistor jenis ini terbuat dari bahan nikelin
atau karbon. Variable Resistor / Resistor Variabel: Resistor variabel adalah resistor yang
nilai resistansi atau hambatannya dapat diubah-ubah. Nonlinear Resistor / Resitor Nonlinear: Resistor non linear adalah yang nilai resistansi / hambatannya tidak linear karena faktor lingkungan misalnya suhu
dan cahaya. 4. Contoh : Berapakah nilai resistor di bawah ini?
Jawab : pita ke-1 merah : 2, pita ke-2 merah : 2, pita ke-3 merah : 2, pita ke-4 biru : X 106 , pita ke-5 hijau : toleransinya ± 0,5%, pita ke-6 kuning : koefisien suhu nya : 25 ppm. Jadi, 222 X 106 Ohm dengan nilai toleransinya ± 0,5 % dan koefisien suhunya 25 ppm. 5.
Saat diukur menggunakan multimeter, nilainya tidak sama dengan yang
tertera pada resistor. Badan resistor sudah pecah. Warnanya menghitam / hangus karena terbakar.
LAMPIRAN Soal 1) Hitunglah nilai resistor SMD di bawah ini a. 01 A : b. 92 Z : 2) Mengukur tegangan rumah 3) Mengukur baterai baru dan bekas 4) Menentukan kode warna resistor 0.1 dan 1 Ω
Jawaban 1) a. nilai resistor SMD 01 A 01
= 100 Ω
A
=1Ω
Jadi 01 A = 100 x 1 = 100 Ω
b. nilai resistor SMD 92 Z 92
= 887 Ω
Z
= 0.001 Ω
Jadi 92 Z
= 887 x 0.001 = 0.887 Ω
2)
Gambar 1. Foto yang di ambil pada hari sabtu, jam 13.42 WIB
Gambar 2. Foto yang di ambil pada hari minggu, jam 09.43 WIB
Gambar 3. Foto yang di ambil pada hari jum’at, jam 15.34 WIB
Gambar 4. Foto yang di ambil pada hari sabtu, jam 19.45 WIB
Gambar 5. Foto yang di ambil pada hari jumat, jam 13.17 WIB
Analisis : Tegangan yang diberikan oleh PLN (penyedia layanan listrik) adalah 220 volt, namun pada kenyataanya tegangan tersebut tidaklah tetap, melainkan dapat berubah sesuai dengan situasi dan kondisi, pada percobaan yang telah kami lakukan di rumah masing – masing, kita telah menghasilkan berbagai macam hasil. Sebelum pengukuran, kami telah melakukan berbagai macam metode, salah satunya dengan tidak mengukur pada jam yang sama, melaikan melakukan pada saat tertentu. Kita telah melakukan pengukuran dengan berbagai berbagai hasil (gambar 1 – 5). Pada gambar 1. Pada jam 13.42 WIB tegangan adalah 220 volt, karena memang pada jam tersebut tidaklah banyak yang melakukan aktifitas yang membuat tegangan drop (kondisi di perumahan), sementara pada gambar 2. Pada jam 09.43 WIB tegangan 218 volt, pada jam saat itu memang
banyak yang melakukan aktifitas seperti menonton tv dan memasak sehingga tegangan agak turun, sementara pada gambar 3, pada jam 15.34 WIB, tegangan cukup besar dikarenakan sudah berakhirnya jam kerja (kondisi Jakarta), untuk gambar 4. Pada jam 19.45 WIB tegangan sangat drop pada kisaran 196 volt, penyebabnya adalah kerena pada jam petang sampai jam 10 malam, pemakaian listrik yang dilakukan di Indonesia secara bersamaan dengan beban penuh mengakibatkan tegangan menjadi drop, hal ini biasa di sebut dengan beban puncak, sementara untuk gambar 5. Mempunyai tegangan yang cukup besar karena pada saat itu saat masa istirahat kerja dan setelah selesai sholat jum’at. Dari percobaan yang telah kami lakukan, kami dapat mengambil kesimpulan bahwa tegangan listrik sangat erat dengan kondisi dan situasi saat itu, tegangan listrik akan mengalami penurunan pada saat petang sampai sekitar jam 10 malam yang biasa disebut beban puncak, disebut beban puncak karena pada waktu itu pemakaian listrik secara bersamaan dengan beban penuh. Biasa juga dibagi menjadi dua, apakah anda berada pada daerah industri atau daerah perumahan. Beban puncak pada petang sampai malam hari terjadi untuk area perumahan, akan tetapi mungkin akan berbeda pada daerah industri, karena industri justru menggunakan daya penuh pada waktu jam kerja. Penyebab lain adalah jarak Trafo Distribusi PLN ketempat anda cukup jauh, ini juga dapat berpengaruh pada tegangan listrik anda. 3)
Gambar 6. Foto baterai dalam kondisi baru
Gambar 7. Foto baterai dalam kondisi bekas
Analisis : Kami telah melakukan pengukuran terhadap baterai baru dan bekas, dengan hasil yang berbeda, untuk baterai yang masih dalam kondisi baru, tegangan baterai dalam posisi 1.88 volt, sementara untuk baterai bekas, tegangan baterai dalam posisi 0.39 volt. Kondisi tersebut dikarenakan baterai yang telah kita gunakan mengalami penurunan terhadap tegangannya, sesuai dengan cara bekerja baterai yang mengalirkan arus kepada beban dan akan kembali kepada baterai, sementara tegangan baterai akan tertinggal dan tidak dapat kembali ke baterai, hal inilah yang membuat baterai habis (sebenarnya tegangan yang habis).
4) Mencari kode warna resistor 0.1 dan 1 Ω a. Kode warna resistor 0.1 Ω Hitam coklat emas emas = 01 x 10-1 = 0.1 Ω
b. Kode warna resistor 1 Ω Hitam coklat hitam emas = 01 x 100 = 1 Ω
DAFTAR PUSTAKA Hardy, Syam. 1983. Teknik Dasar-Dasar Elektronika. Bandung: Rineka Cipta. Grob, Bernard. 1984. Basic Electronics. New York : Mc Graw-Hill Book Company. Wal, Ing. G. Van der Knol, Ing. E. H. 1983. Ringkasan Elektro Teknik. Jakarta : Erlangga. http://www.academia.edu/6257997/MAKALAH_RESISTOR https://www.academia.edu/5515318/Rangkaian_Listrik_I_-_Resistor http://id.wikipedia.org/wiki/Resistor