Mengenal Resistor - Introduction to Resist

Document Sample
Mengenal Resistor - Introduction to Resist Powered By Docstoc
					BAHAN AJAR:

Mengenal Resistor
STANDAR KOMPETENSI:
Menguasai Teknik Elektronika Analog dan Digital Dasar

KOMPETENSI DASAR:
Mengenal Komponen Elektronika

Disusun Oleh: SUCARMAN sucarman@gmail.com

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN (SMK)

PELITA KARYA
Jln.Raya Borbok Desa Cicau Kecamatan Cikarang Pusat Kabupaten Bekasi Tahun 2010
1

Pendahuluan Tulisan kali ini benar-benar diperuntukkan bagi pemula yang ingin belajar RPL di Sekolah Menengah Kejuruan. Mengingat Kompetensi Dasar yang diharapkan oleh Pemerintah, maka tulisan ini dicobakan dengan “bahasa apa adanya” dengan harapan dapat dengan mudah diserap oleh siswa. Ini juga merupakan kelanjutan dari tulisan yang terdahulu yang sedikit mengulas tentang Resistor dan segala permasalahannya yang harus diketahui sebagai dasar mengenal komponen elektronika lebih lanjut. Tulisan ini lebih merupakan terjemahan yang ditulis lebih ringkas dan disesuaikan seperlunya disesuaikan dengan bahasa yang lebih mudah dimengerti baik oleh guru maupun siswa yang baru belajar elektronika. Sumber aslinya dalam bahasa Inggris, dan dapat dilihat di situs aslinya: http://www.electronics-tutorials.ws/resistor/. Penulis menyajikannya sekedar membantu merangkumnya kedalam Bahasa Indonesia yang sederhana dengan tidak mengurangi rasa hormat penulis kepada situs penyedia artikel awalnya. Penulis yakin hal ini tidak melanggar etika mengingat penulis memposting tulisan ini bukan untuk menghasilkan uang (komersial) dan sematamata hanya keinginan untuk sekedar berbagi. Artikel artikel yang lain yang berkaitan dengan mata pelajaran produktif RPL dapat dilihat di situs pribadi penulis http://www.citraeducation.com . Di situs itu juga kami sertakan link untuk sebuah software kecil yang sangat membantu dan baik untuk peragaan pengajaran tentang Code Warna Resistor yang disebut Resistor Color Coder. Software tersebut dapat di download secara gratis pada situs aslinya. Masih banyak kekurangannya, sehingga perlu penambalan disana-sini oleh para Guru/Pembimbingnya, sehingga Pondasi Siswa untuk mengenal komponen dapat dibangun dan dibentuk dengan benar. Kritik dan saran senantiasa dinanti di sucarman@gmail.com, selain itu jika ada kekurangan dan atau kesalahan yang fatal dalam tulisan ini, agar tidak sungkan-sungkan menegur penulis. Perbaikan adalah sebuah kebahagian buat penulis dan keluarga. Selamat berkarya

Penulis

2

Jenis Jenis Resistor Resistor (R), adalah yang paling umum digunakan dari semua komponen elektronik. Ada berbagai jenis resistor yang tersedia dengan fungsi utama mereka adalah untuk membatasi arus yang melalui rangkaian listrik/elktronik, atau untuk menurunkan tegangan serta membagi tegangan. Resistor adalah "Komponen Pasif", yang tidak berisi sumber kekuatan/penguatan tetapi hanya melemahkan atau mengurangi sinyal tegangan melewati mereka. Ketika digunakan di sirkuit DC Drop Voltage yang dihasilkan diukur di terminal kaki keduanya. Resistor menghasilkan jatuh tegangan bila arus listrik mengalir melaluinya sesuai dengan Hukum Ohm, dengan nilai yang berbeda pada setiap resistor menghasilkan nilai yang berbeda pula dari arus atau tegangan. Ini sangat berguna dalam sirkuit elektronik dengan mengendalikan atau mengurangi baik arus maupun tegangan yang dihasilkan setelah mengalir melaluinya. Ada berbagai Jenis Resistor dan diproduksi dalam berbagai bentuk karena karakteristik tertentu dan ketepatan sesuai dengan bidang aplikasi tertentu, seperti High Stabilitas, High Voltage, High Current dll, atau tujuan umum digunakan sebagai resistor dimana karakteristik mereka kurang menjadi masalah. Beberapa karakteristik umum yang terkait dengan resistor yang rendah ; Koefisien Suhu , Koefisien Tegangan, Noise, Frequency Response, Power serta Rating Suhu, Ukuran Fisik dan Keandalan. Pada semua Rangkaian Listrik dan elektronik Resistor digambarkan dengan garis yang “zig-zag” dengan nilai yang dicantumkannya dalam satuan Ohms, Ω.
Simbol Resistor

Symbol yang dapat digunakan dalam rangkaian bisa berupa garis “zig-zag” dan atau kotak persegi panjang

Resistor modern dapat diklasifikasikan ke dalam empat kelompok besar; 1. Carbon Composition Resistor – Terbuat dari serbuk karbon untuk daya rendah /watts kecil. Resistor karbon merupakan Komposit Resistor yang paling umum untuk dipergunakan dalam penggunaan dalam segala rangkaian elektronik biasa dan dianggap resistor yang paling murah.. Elemen resistif nya dibuat dari campuran serbuk karbon atau grafit karbon (seperti isi pensil) dengan keramik (tanah liat) . Rasio karbon untuk keramik menentukan keseluruhan nilai resistif campuran dan semakin tinggi rasio ini semakin rendah nilai resistensinya.Campuran tersebut kemudian dibentuk menjadi bentuk silindris dan kawat logam/konduktor yang melekat pada masing-masing ujung untuk memberikan sambungan listrik sebelum dilapisi dengan bahan isolasi luar dan tanda-tanda kode warna.
3

Resistor Komposit Karbon mempunyai daya rendah sampai medium dengan induktansi yang rendah yang membuat nya ideal untuk aplikasi frekuensi tinggi namun mempunyai kelemahan pada tingkat kebisingan (noise tinggi) dan kurang stabil dalam kondisi yang panas.Identifikasi Resistor komposit karbon diawali dengan "CR" (misalnya CR10kΩ) dan tersedia dalam Lintasan E6 (± 20% toleransi), Lintasan E12 (± 10% toleransi) dan Lintasan E24 (± 5% & ± 2% toleransi) pada umumnya resistor jenis ini mempunyai daya dari 0,125 atau 1 / 4 Watt sampai 2 Watt. 2. Film or Cermet Resistor – Terbuat dari conductive metal oxide paste, untuk daya yang sangat rendah "Film Resistor" terdiri dari Metal Film, Karbon Film dan Metal Oxide Film, yang biasanya dibuat dengan mendepositokan melapiskan logam murni , seperti nikel, atau film oksida, seperti timah-oksida, ke keramik isolator batang atau substrat. Nilai resistif resistor ditrntukan dengan ketebalan film kemudian diberi alur secara helical dengan menggunakan sinar laser. Hal ini menimbulkan efek meningkatkan konduktif atau resistansinya karena lapisan yang dipotong secara helical tersebut sama hasilnya dengan melilitkan kawat dalam bentuk kumparan. Metode pembuatan ini memungkinkan untuk resistor jenis ini mempunyai keakuratan yang lebih tinggi dibanding Resistor Karbon Metal Film Resistor memiliki stabilitas suhu jauh lebih baik daripada resistor karbon pada ukuran yang setara, tingkat noise/kebisingan rendah dan umumnya lebih baik untuk frekuensi tinggi atau aplikasi frekuensi radio. Metal Oxide Resistor yang lebih baik kemampuan pada gelombang tinggi dengan temperatur kemampuan jauh lebih tinggi daripada setara resistor film logam. Film jenis lain resistor umumnya dikenal sebagai Thick Film Resistor dibuat dengan melapiskan konduktif yang lebih tebal pasta dari ceramic and metal, yang disebut keramik logam , ke substrat keramik alumina. Resistor seperti ini digunakan pada pembuatan rangkaian elektronik yang kecil seperti dalam pembuatan PCB untuk Calculator, Hand Phone dan Perangkat peripheral komputer la. Mempunyai stabilitas suhu, kebisingan yang rendah, dan tegangan yang baik. Metal Film Resistor diawali dengan notasi "MFR" (misalnya MFR100kΩ) dan CF untuk Karbon Film jenis. Resistor film logam tersedia di Lintasan E24 (± 5% & ± 2% toleransi), E96 (± 1% toleransi) dan E192 (± 0,5%, ± 0,25% & ± 0.1% toleransi) dengan daya dari 0,05 (1 / 20) Watt sampai dengan 1 / 2 Watt. Secara umum Film resistor adalah komponen presisi daya rendah.

4

3. Wire-Wound Resistors. – Berbodi metalik sebagai peredam panas, mempunyai nilai watts yang sangat tinggi Tipe lain dari resistor, disebut Wirewound Resistor, dibuat oleh lilitan tipis kawat logam paduan (Nichrome) atau kawat jenis ke keramik isolator dalam bentuk spiral heliks yang mirip dengan Film Resistor. Resistor jenis ini umumnya hanya tersedia Ohm sangat rendah dengan presisi tinggi (dari 0,01 hingga 100kΩ). Resistor ini banyak digunakan dalam alat alat ukur pada rangkaian jembatan Whetstone. Resisto ini juga mampu menangani arus listrik yang jauh lebih tinggi daripada resistor lain dengan Ohmyang sama nilai dengan rating daya lebih dari 300 Watt. Resistor jenis ini disebut "Chassis Mounted Resistor". Mereka dirancang untuk secara fisik heatsink atau dipasang pada pelat logam untuk lebih menghilangkan panas yang dihasilkan sehingga meningkatkan kemampuan mengalirkan arus lebih besar lagi. Wirewound resistor type ini dimulai dengan notasi "WH" atau "W" (contoh; WH10Ω) dan tersedia dalam kemasan Aluminium Cladded (WH) dengan ketelitian (±1%, ±2%, ±5% & ±10% tolerance) atau the W Vitreous Enamelled package (±1%, ±2% & ±5% tolerance) dengan daya 1W hingga 300W atau lebih 4. Semiconductor Resistors – Untuk Resistor yang bekerja pada tingat frekuensi dan presisi yang tinggi. Kode Warna Resistor Seperti yang sudah kita bicarakan sebelumnya bahwa ada banyak jenis Resistor yang tersedia dan dapat digunakan dalam rakaian listrik dan rangkaian elektronik untuk mengontrol aliran arus atau tegangan dengan berbagai berbagai cara. Namun, untuk melakukan hal ini diperlukan Resistor yang berbagai ukruan nilainya dari yang bernilai satu Ohm (Ω) hingga jutaan Ohms. Jelas, ini akan menjadi tidak praktis , jika setiap Resistor yang ada diberi label pada setiap permukaannya dengan mencantumkan nilainya misalnya, 1Ω, 2Ωs, 3Ωs, etc 4Ωs karena ratusan ribu, bahkan jutaan resistor. Maka oleh sebab itu, pencantuman nilai resistansi pada sebuah resistor lebih disukai dengan cara memberi cincin warna yang melingkari phisik resistor itu sendiri. Adapun nilai resistansi, toleransi, dan nilai watt resistor umumnya dicetak di atas tubuh resistor sebagai angka atau huruf jika resistor cukup besar untuk di cetak, seperti seperti halnya pada resistor yang berukuran besar. Ketika Resistor 1/4W kecil seperti Karbon dan Film jenis, spesifikasi ini harus ditunjukkan dalam beberapa cara lain karena tulisan akan terlalu kecil untuk dibaca. Pemberian cincicn warna sebagai representasi nilai sebuah resistor umumnya dikenal sebagai Resistor Colour Code. Kesepakatan internasional untu kode warna resistor sudah dikembangkan bertahun-tahun
5

yang lalu sebagai cara yang mudah dan cepat untuk mengidentifikasi sebuah nilai resistor. Terdiri dari cincin berwarna (dalam urutan spektral) yang artinya diilustrasikan di bawah ini:
Warna Hitam Coklat Merah Orange Kuning Hijau Biru Ungu Abu-Abu Putih Emas Perak Polos Digit 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.1 0.01 ± 5% ± 10% ± 20% Multiplier 1 10 100 1K 10K 100K 1M 10M ± 0.5% ± 0.25% ± 0.1% ± 1% ± 2% Tolerance

Menghitung/menentukan harga sebuah resistor Resistor Colour Code adalah sebuah cara yang baik dan praktis dalam mengidentifikasi sebuah resistor, tetapi kita perlu memahami bagaimana menerapkan itu dalam rangka untuk mendapatkan nilai yang benar. Berikut ini diberikan cara membaca nilai resistor yang dimulai dari cincin yang terdekat kepada kawat penghantarnya dan dibaca dari kiri ke kanan;

Digit, Digit, Multiplier = Colour, Colour x 10 colour in Ohm's (Ω's)
Sebagai contoh diberikan Resistor dengan warna sebagai berikut;

Kuning Ungu Merah = 4 7 2 = 4 7 x 10 2 = 4700Ω or 4k7.
Cincin ke empat dipergunakan untuk merepresentasikan toleransi sebagai beriku;

Coklat = 1%, Merah = 2%, Emas = 5%, Perak = 10 %
6

Jika resistor tidak menyertakan cincin ke empat, berarti toleransinya 20%. Seringkali untuk menghafal urutan warna resistor dibuat kata-kata yang menarik dan mudah diingat, seperti halnya mengingat/menghafal warna-warna Pelangi; Hari Cerah Membuat Orang Kepanasan Hingga Butuh Untuk Pendinginan Emas Perak Polos Kode Penandaan Resistor sesuai British Standard (BS 1852) Umumnya pada resistor berukuran besar , nilai resistansi, toleransi, dan bahkan daya (watt) dicetak pada bodi resistornya daripada menggunakan sistem kode warna. Untuk menghindari "salah membaca" posisi sebuah titik atau koma desimal terutama ketika komponen yang kotor, maka dikembangkanlah sistem yang lebih mudah untuk menulis dan mencetak nilai-nilai resistor . Sistem ini sesuai dengan British Standard BS 1852 Standar metode pengkodean di mana posisi titik desimal diganti dengan akhiran huruf "K" untuk ribuan atau kilohms, huruf "M" untuk jutaan atau megaohms yang keduanya menunjukkan nilai pengali dengan huruf "R" digunakan di mana pengali sama dengan, atau kurang dari 1;
Kode Huruf untyuk nilai Resistansi dan Toleransi menurut BS 1852

BS 1852 Codes for Resistor Values 0.47Ω = R47 or 0R47
1.0Ω = 1R0 4.7Ω = 4R7 47Ω = 47R 470Ω = 470R or 0K47 1.0KΩ = 1K0 4.7KΩ = 4K7 47KΩ = 47K 470KΩ = 470K or 0M47

tergantung Tolerance Codes for Resistors (±) Kadang-kadang dari produsen, setelah nilai B = 0.1% resistansi yang tertulis ada C = 0.25% huruf tambahan yang mewakili nilai toleransi resistor seperti D = 0.5% 4k7 J
F = 1% G = 2% J = 5% K = 10% M = 20%

Hati-hati keliru menafsirkan huruf "K" kiloohms dengan 10 % dan "M" Megaohm dengan Toleransi 20 %, agar tidak tertukar satu dengan lainnya

1MΩ = 1M0 Arti dari Nilai Toleransi Yang dimaksud dengan toleransi adalah perbedaan maksimum antara nilai Resistor yang dimaksud dengan kenyataan harga resistor itu sendiri ketika dilakukan pengurkuran, sebagai contoh sebuah resistor dengan nilai 1kΩ±20 %, mempunyai kemungkinan harga maksimum sebesar: 1kΩ or 1000Ω + 20% = 1200Ω Dan harga Minimumnya : 1kΩ or 1000Ω - 20% = 800Ω
7

Maka resistor 1kΩ ±20% mungkin harga sebenarnya adalah maksimum 1200Ω dan minimum 800Ω, sehingga ada rentang sebesar 400 Ohm!!! Secara umum sirkuit listrik atau elektronik, toleransi resistor sebesar 20% ini resistor umumnya tidak menjadi masalah, tapi ketika resistor dispesifikasikan secara ketat misalnya untuk sirkuit akurasi tinggi seperti filter atau osilator dll, maka toleransi resistor sebesar 20 % tidak dapat menggantikan resistor yang bertoleransi 2 % dan 1%. Resistor dengan lima atau enam cincin warna (toleransi 1% dan 2%), berjenis Resistor film, sementara umumnya resistor dengan toleransi 5% dan 10% yang digunakan untuk keperluan umum cenderung menggunakan empat cincin warna. Seri E12 terdiri dari dua belas nilai resistansi per dekade, (Satu dekade merupakan kelipatan 10, yaitu 10, 100, 1000 dll). Seri E24 terdiri dari dua puluh empat nilai per dekade dan 96 seri E96 per dekade. Untuk presisi yang sangat tinggi seri E192, sekarang tersedia dengan toleransi sangat ketat ( ± 0.1%) yang terdiri dari 192 nilai resistansi per dekade.
Tabel resistor Seri “E” dan toleransinya

Seri E6 dengan Toleransi 20% - Nilai Resistor dalam Ω
1,0- 1,5- 2,2- 3,3- 4,7- 6,8

Seri E12 dengan Toleransi 10% - Nilai Resistor dalam Ω
1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2

Seri E24 dengan Toleransi 5% - Nilai Resistor dalam Ω
1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.2, 8.2, 9.1

Seri E96 dengan Toleransi 1% - Nilai Resistor dalam Ω
1.00, 1.02, 1.05, 1.07, 1.10, 1.13, 1.15, 1.18, 1.21, 1.24, 1.27, 1.30, 1.33, 1.37, 1.40, 1.43, 1.47, 1.50, 1.54, 1.58, 1.62, 1.65, 1.69, 1.74, 1.78, 1.82, 1.87, 1.91, 1.96, 2.00, 2.05, 2.10, 2.15, 2.21, 2.26, 2.32, 2.37, 2.43, 2.49, 2.55, 2.61, 2.77, 2.74, 2.80, 2.87, 2.94, 3.01, 3.09, 3.16, 3.24, 3.32, 3.40, 3.48, 3.57, 3.65, 3.74, 3.83, 3.92, 4.02, 4.12, 4.22, 4.32, 4.42, 4.53, 4.64, 4.75, 4.87, 4.99, 5.11, 5.23, 5.36, 5.49, 5.62, 5.76, 5.90, 6.04, 6.19, 6.34, 6.49, 6.65, 6.81, 6.98, 7.15, 7.32, 7.50, 7.68, 7.87, 8.06, 8.25, 8.45, 8.66, 8.87, 9.09, 9.31, 9.53, 9.76

Kemudian dengan menggunakan seri E yang sesuai nilai dan menambahkan faktor perkalian itu, setiap nilai resistansi dalam seri yang dapat ditemukan. Sebagai contoh, mengambil resistor seri E8

12, toleransi 10% toleransi dengan nilai pilihan 3.3, maka nilai-nilai hambatan untuk kisaran ini dapat dihitung sebagai berikut:
Value x Multiplier = Resistance 3.3 x 1 = 3.3Ω 3.3 x 10 = 33Ω 3.3 x 100 = 330Ω 3.3 x 1,000 = 3.3kΩ 3.3 x 10,000 = 33kΩ 3.3 x 100,000 = 330kΩ 3.3 x 1,000,000 = 3.3MΩ

Surface Mount Resistors SMD Resistor, adalah resistor film oksida logam yang sangat kecil berbentuk persegi panjang Merupakan substrat keramik yang didalamnya terdapat lapisan film yang bersifat resistansi. Nilai resistif resistor dikendalikan dengan meningkatkan ketebalan yang dikehendaki, panjang, atau jenis film yang digunakan. Resistor jenis ini mempunyai akurasi tinggi sampai dengan 0,1%. Pada kedua ujungnya terdapat lempeng logam yang memungkinkan Resistor jenis ini disolder langsung ke Papan Rangkaian (PCB). Angka yang tercetak merupakan nilai resistansi dari Resistor jenis ini dengan ketentuan dua digit pertama merupakan nilai dan digit ketiga merupakan faktor pengalinya, baik x1, x10, x100 dll Sebagai contoh:
"103" = 10 × 1,000 ohms = 10 kiloΩ "392" = 39 × 100 ohms = 3.9 kiloΩ "563" = 56 × 1,000 ohms = 56 kiloΩ "105" = 10 × 100,000 ohms = 1 MegaΩ

Surface mount resistors yang mempunyai nilai dibawah 100Ω biasanya ditulis seperti: "390", "470", "560" dimana angka 0 terakhir mewakili 10 x 0, yang artinya sama dengan 1. Contoh:
"390" = 39 × 1Ω = 39Ω "470" = 47 × 1Ω = 47Ω

Untuk Resistor dibawah 10 Ohm biasanya ditambahkan huruf “R” : 4R7 = 4.7Ω.

9

Resistor dalam rangkaian Seri Resistor dapat dihubungkan bersama dalam rangkaian “seri” maupun parallel, atau kombinasi keduanya (seri-paralel). Namun apapun bentuk rangkaiannya semua mengikuti Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff Resistors dapat dikatakan dalam rangkaian seri apabila mereka terangkai dalam satu garis lurus, sehingga Arus yang mengalir tidak ada jalan lain kecuali mengalir dari Resistor satu ke resistor kedua dan seterusnya. Arus yang mengalir dalam ranggakai seri adalah sama. Contoh: IR1 = IR2 = IR3 = IAB = 1mA Berikut ini contoh Ranggkaian Resistor secara seri, yang menghubungkan titik A dan B: Rangkkaian Resistor Seri

Sebagai resistor saling dihubungkan secara seri maka arus yang mengalirnya akan sama yang ditentukan oleh resistansi total, RT rangkaian adalah merupakan penjumlahan dari setiap Resistor yang dihubungkan secara seri yakni: RT = R1 + R2 + R3 Dan dengan melihat konfigurasi seperti contoh diatas, maka Rtotal dari rangkaian tersebut adalah:
RT = R1 + R2 + R3 = 1kΩ + 2kΩ + 6kΩ = 9kΩ

Dengan demikian maka ketiga Resistor tersebut dapat digantikan dengan sebuah Resistor senilai 9kΩ. Berapapun Resistor yang dirangkaikan dalam rangkaian seri, maka R totalnya adalah merupakan penjumlahan masing-masing resistornya. Persamaan Resistor Seri

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ..... Rn etc.
10

Satu hal penting yang harus diingat tentang rangkaian resistor secara seri, resistansi total (RT) dari dua atau lebih resistor yang dihubungkan bersama-sama secara seri akan selalu LEBIH BESAR daripada nilai resistor terbesar dalam rantai dan dalam contoh di atas RT = 9kΩ adalah nilai yang lebih besar dari nilai resistor terbesar ( 6kΩ) Tegangan masing-masing resistor dihubungkan secara seri berbeda. Namun untuk diingat bahwa Total tegangan antara kedua titik A,B adalah merupakan jumlah perbedaan tegangan masing masing resistor yakni tegangan di R1, R2 dan R3,

VAB = VR1 + VR2 + VR3 = 9V.
Dengan menggunakan hukum Ohm maka tegangan dimasing masing resistor dapat dihitung sebagai berikut: Tegangan di R1 = IR1 = 1mA x 1kΩ = 1V Tegangan di R2 = IR2 = 1mA x 2kΩ = 2V Tegangan di R3 = IR3 = 1mA x 6kΩ = 6V Memberikan Total voltage VAB of ( 1V + 2V + 6V ) = 9V yang mana sama dengan jumlah total voltage. Jadi rumus untuk menghitung total voltage adalah merupakan jumlah masing masing tegangan yang terjadi pada resistor tersebut Vtotal = V1 + V2 + V3 + ..... Vn Oleh sebab itu dalam rangkaian seri, Resistor sering disebut sebagai pembagi tegangan, dan dengan menggunakan Hukum Ohm dengan maka tegangan, arus atau resistansi suatu rangkaian seri dapat dengan mudah diketahui/dihitung. Pembagi Tegangan. Menghubungkan resistor seri seperti ini pada tegangan DC memiliki satu keuntungan, tegangan yang berbeda muncul di setiap resistor menghasilkan sebuah rangkaian yang disebut Rangkaian Pembagi Tegangan. Rangkaian yang ditunjukkan di atas adalah pembagi tegangan sederhana di mana tiga 1V, 2V dan 6V dihasilkan dari satu supply tegangan battery 9V. Hukum tegangan Kirchoff menyatakan bahwa " tegangan dalam rangkaian tertutup sama dengan jumlah semua tegangan (IR) di seluruh rangkaian". Rangkaian dasar Resistor Seri sebagai Pembagi Tegangan dapat dilihat pada Gambar rangkaian dibawah ini;
11

Rangkaian Pembagi Tegangan

Dalam rangkaian dua resistor yang dihubungkan secara seri melalui Vin, yang merupakan tegangan listrik yang terhubung ke resistor, Rtop, di mana tegangan keluaran Vout adalah tegangan resistor Rbottom yang diberikan oleh formula. Jika lebih resistor dihubungkan secara seri pada rangkaian maka tegangan yang berbeda akan muncul di setiap resistor berkaitan dengan masing-masing hambatan R (IxR hukum Ohms) menyediakan tegangan berbeda dari satu sumber pasokan/catudaya. Namun, harus berhati-hati ketika menggunakan jaringan jenis ini sebagai impedansi karena dapat mempengaruhi tegangan keluaran. Sebagai contoh; Misalkan Anda hanya memiliki 12V DC supply dan rangkaian Anda yang memiliki impedansi 50Ω memerlukan pasokan 6V. Menghubungkan dua nilai yang sama resistor, misalkan masing-masing 50Ω bersama-sama sebagai sebuah jaringan pembagi potensial di 12V akan mendapatkan hasil yang diharapkan /baik sampai anda menambahkan beban rangkaian kedalam jaringan.. Hal ini ditunjukkan seperti rangkaian di bawah ini: Contoh No. 1 Menghitung tegangan di X and Y. a) Tanpa penambahan RL b) Dengan RL tersambung

12

Seperti yang dapat Anda lihat dari atas, Vout tegangan output tanpa resistor beban terhubung memberikan kita yang diperlukan yakni 6V, tapi tegangan output yang sama pada saat beban Vout terhubung turun menjadi hanya 4V, (Resistor dalam Parallel). Maka tegangan keluaran Vout ditentukan oleh rasio Vtop untuk Vbottom dengan efek mengurangi level tegangan sinyal atau dikenal sebagai Attenuation sehingga harus berhati-hati bila menggunakan jaringan pembagi potensial. Semakin tinggi beban impedansi menimbulkan efek pembebanan pada output. Sebuah resistor variabel, potensiometer atau sering disebut juga Pot, adalah contoh yang baik dari multi-resistor pembagi tegangan. Pengaturan dengan memutar/menggeser tombol pada portensiometer akan menghasilkan Resistansi yang berbeda pada kaki resistor sehingga akan menghasilkan tegangan keluaran yang kita harapkan dengan lebih akurat.

13

Penggunaan Pembagi Tegangan Jika kita mengganti salah satu resistor dalam rangkaian pembagi tegangan di atas dengan Sensor seperti Termistor, Light Dependant Resistor (LDR) atau bahkan sebuah tombol, maka kita mendapatkan tegangan yang sesuai dengan yang kita butuhkan yang dapat dihitung dengan cara seperti pada contoh berikut ini; Sebagai contoh, rangkaian Termistor berikut memiliki resistansi 10KΩ pada 25 ° C dan resistansi 100Ω pada 100 ° C. Hitung tegangan keluaran (Vout) untuk kedua suhu.

Pada 25°C

Pada 100°C

Dengan mengubah resistor tetap (1KΩ), R2 dalam rangkaian sederhana di atas dapat mengatur tegaangan keluaran yang dapat kita ukur untuk jangkauan temperatur yang lebih luas. Salah satu contoh penggunaan rangkaian semacam ini sering kita jumpai dalam sebuah Motherboard, dimana temperatur CPU (Processor) tidak boleh melebihi panas yang telah ditentukan. Jika hal ini tidak dikontrol dengan baik, ketika temperatur Processor telah melebihi temperatur maksimumnya maka akan terjadi kerusakan . Kontrol atas kelebihan panas ini bisa disikapi oleh sebuah system yang mengatur, apakah akan mempercepat putaran kipas atau melakukan “shut down” secara otomatis, sehingga tidak menimbulkan kerusakan yang lebih fatal.

14

Resistors dalam rangkaian Parallel Resistor dikatakan terhubung "Paralel" ketika kedua mereka masing-masing terminal terhubung ke setiap terminal resistor lain atau resistor. Jatuh tegangan semua resistor secara paralel adalah sama. Kemudian, Resistor Parallel memiliki common Voltase dan pada contoh di bawah tegangan pada resistor diperlihatkan sebagai berikut: VR1 = VR2 = VR3 = VAB = 12V Dalam rangkaian berikut, Resistor R1, R2 dan R3 dihubungkan bersama secara paralel diantara titik A dan B. Rangkaian Resistor Paralel

Dalam pembahasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa Rtotal dari sebuah rangkaian resistor seri adalah jumlah dari masing nilai resistor yang tergabung dalam rangkaian tersebut. Untuk Resistor dalam rangkaian paralel perhitungan Rtotal nya berbeda dengan Rtotal rangkaian seri. Persamaan Resistor Parallel

Di sini, resiprokal (1/Rn) nilai resistensi individu, bukannya tambah resistensi sendiri. Ini memberi kita nilai yang dikenal sebagai Konduktansi, simbol G dengan satuan konduktansi Siemens, simbol S. Konduktansi karenanya merupakan timbal-balik atau invers resistensi, (G = 1 / R). Untuk mengubah jumlah konduktansi ini kembali menjadi nilai resistansi kita perlu mengambil kebalikan dari konduktansi maka akan memberikan kita nilai total resistansi, RT dari resistor secara paralel.

15

Contoh No.1 Hitung Rt dari rangkaian paralel berikut ini:

Maka total resistansi RT antara titik A dan B dapat dihitung sebagai berikut:

Metode perhitungan ini dapat digunakan untuk menghitung sejumlah resistensi individu dihubungkan bersama-sama dalam satu jaringan paralel. Namun jika, hanya ada dua individu resistor secara paralel maka rumus yang lebih simpel dan lebih cepat untuk mencarai nilai resistensi dari rangkaian paralel adalah sebagai berikut :

Contoh No.2 Rangkaian berikut merupakan contoh rangkaian resistor paralel

16

Dengan menggunakan rumus tersebut diatas maka R total resistansinya dapat dihitung:

Satu hal penting untuk diingat mengenai resistor paralel, adalah bahwa total resistansi (RT) dari dua resistor yang dihubungkan secara paralel akan selalu KURANG DARI pada nilai resistor yang terkecil .Dalam contoh di atas , RT = 14.9kΩ adalah lebih kecil 22kΩ. Dalamkasus R1 adalah sama dengan nilai R2, (R1 = R2) maka resistansi total sama dengan separuh nilai salah satu resistor, R / 2. Dalam kasus dua buah resistor paralel seperti rangkaian diatas, maka arus yang mengalir pada masing masing resistor tidaklah sama, tergantung dari nilai resistansinya. Namun, kita tahu bahwa arus yang masuk rangkaian di titik A juga harus keluar dari di titik B. Hukum Kirchoff 's menyatakan bahwa "arus total meninggalkan suatu rangkaian sama dengan yang memasuki rangkaian - tidak ada arus yang hilang". Dengan demikian, total arus yang mengalir dalam rangkaian diberikan sebagai:IT = IR1 + IR2 maka dengan menggunakan hukum Ohm's , arus yang mengalir pada masing masing resistor dapat dihitung sebagai berikut; Arus yang mengalir dalam R1 = V/R1 = 12V ÷ 22kΩ = 0.545mA Arus yang mengalir dalam R2 = V/R2 = 12V ÷ 47kΩ = 0.255mA sehingga memberikan arus total (IT) yang mengalir pada seluruh rangkaian adalah: IT = 0.545mA + 0.255mA = 0.8mA atau 800uA. Persamaan untuk menghitung arus total yang mengalir dalam suatu rangkaian resistor paralel yang merupakan jumlah semua arus individu ditambahkan bersama-sama,adalah sebagai berikut Itotal = I1 + I2+ I3 + ..... In Maka rangkaian resistor paralel lebih dikenal penggunaannya sebagai pembagi arus, karena arus yang mengalir pada masing resistor berlainan. Kombinasi Resistor Dalam tulisan sebelumnya telah disampaikan bagaimana resistor dirangkai dalam hubungan seri dan paralel, sekarang bagaimanakan jika kedua rangkaian tersebut digabung dalam satu rangkaian? Rangkaian Resistor yang mengkombinasikan anatara seri dan paralel, dikenal dengan istilah rangkaian Kombinasi Resistor. Methode mencari nilai resistansi totalnya sama dengan mencari Rtotal dalam rangkaian seri dan paralel. Sebagai contoh:

17

Hitung total arus rangkaian ini (I) jika tegangan supplinya 12v .

Dilihat selintas sepertinya perhitungannya cukup rumit, namun apabila kita mau sedikit jeli maka dapat kita lihat bahwa R2 dan R3 keduanya dihubungkan secara "SERIES", maka kita dapat mencari Rtotal dari kedua resitor ini dengan: R2 + R3 = 8 Ω + 4 Ω = 12 Ω
Nah sekarang sederhanakan rangkaian tersebut dengan mengganti R2 and R3 dengan satu resistor yang bernilai 12Ω , sehingga rangkaian tersebut menjadi:

Nah sekarang kita melihat lagi bahwa kita mempunyai sebuah rangkaian PARALEL antara RT dengan R4. dan lagi-lagi kita dapat menyederhanakan rangkaian tersebut. Misalkan saja Rtotal dari rangkaian paralel tersebut kita namakan R(combination) , dengan menggunakan rumus menghitung R paralel maka didapat nilai pengganti sebagai berikut:

Rangkaian penggantinya menjadi lebih sederhana seperti gambar dibawah ini:

18

Dua resistor , R1 and R(comb) tersambung secara "SERIES" dan nilai resistansi nya dapat dihitung dengan: R( A - B ) = Rcomb + R1 = 6 Ω + 6 Ω = 12 Ω. jadi sebuah resistor dengan nilai 12 Ω dapat kita pakai untuk menggantikan 4 buah resistor yang sebelumnya tergabung dalam rangkaian kombinasi tersebut pada awalnya. Nah sekarang dengan menggunakan hukum Ohm´s , nilai arus yang mengalir dalam rangkaian tersebut dapat dihitung dengan mudah:

Dalam setiap rangkaian kombinasi resistor, dapat disederhanakan dengan cara-cara tersebut diatas. Namun dalam beberapa rangkaian tertentu yang lebih kompleks (misalnya Jembatan Wheatstone) maka kita dapat menyelesaikan dengan hukum Kirchof.

Setiap masalah yang sulit, sebenarnya terdiri dari berbagai permasalahan yang mudah yang digabung menjadi satu, sehingga “nampaknya sulit”, Nah mulailah dari sekarang menyelesaikai masalah tersebut secara satu persatu dari yang termudah terlebih dahulu. Hasilnya sungguh akan mencengangkan anda. Bahwa ternyata anda dapat menyelesaikan masalah yang menurut anda pada walnya dianggap sulit. Hanya butuh ketekunan, kejelian dan kerja keras. by-ZAPPRA

19

Beda Potensial Perbedaan tegangan antara dua titik dalam sebuah sirkuit dikenal sebagai Potensi Selisih atau beda potensial antara kedua titik dan adalah apa yang membuat arus mengalir di dalam rangkaian. Semakin besar beda potensial , maka semakin besar juga arus yang mengalir dalam rangkaian itu. Sebagai contoh, jika tegangan di salah satu sisi resistor sebesar 8V dan sisi lain resistor 5V, maka beda potensial melintasi resistor akan 3V (8 - 5). Tegangan pada setiap titik dalam rangkaian diukur terhadap titik yang sama. Untuk rangkaian listrik, bumi atau tanah potensial biasanya diambil untuk berada di nol volt (0V) dan semuanya dirujuk ke titik itu. Hal ini mirip dengan mengukur tinggi badan. Kita mengukur ketinggian bukit dengan cara yang sama dengan mengatakan bahwa titik acuannya adalah permukaan laut sebagi titik nolnya. Sehingga sering kita melihat dan mendengar bahwa ketinggian suatu daerah adalah “sekian meter dari permukaan laut”. Dengan cara yang sama kita menyebut dalam rangkaian bahwa tegangan nol volt beri nama “ground”. Maka tegangan semuanya adalah diukur dari suatu titik ke titik lain yang disebut titik nol (ground) tanah. Contoh:

Sebagai satuan pengukuran untuk Beda Potensial adalah volt, beda potensial umumnya disebut Voltase. Jika masing masing sumber tegangan dihubungkan secara seri maka Voltase totalnya adalah merupakan jumlah masing masing dari sember tegangan tersebut. Lain halnya jika dihubungkan secara paralel, maka pada kutubnya akan terdapat tegangan yang sama. Rangkaian Seri (Contoh : rangkai battery dalam lampung senter)

Rangkaian Paralell (Contoh dalam penyetruman/isi ulang aki)

20

Pembagi Tegangan We know from the previous tutorials that by connecting together resistors in series across a potential difference we can produce a voltage divider circuit giving ratios of voltages with respect to the supply voltage across the series combination. This then produces a Voltage Divider network that only applies to resistors in series as parallel resistors produce a current divider network. Consider the circuit below. Pembagi Tegangan

Rangkaian diatas menunjukkan sebuah rangkaian pembagi tegangan di mana tegangan output di masing-masing resistor, R1, R2, R3 dan R4 yang direferensikan ke titik yang sama. Untuk sejumlah resistor yang dihubungkan bersama-sama secara seri resistansi total, RT dari rangkaian tersebut dibagi dengan suplai tegangan Vs akan memberikan rangkaian Arus (I) = Vs / RT, (Hukum Ohm) Kemudian jatuh tegangan individu di masing-masing resistor bisa dengan sederhana dihitung sebagai: V = IxR. Tegangan pada setiap titik, P1, P2, P3 dll meningkat sesuai dengan jumlah tegangan pada setiap titik sampai dengan tegangan suplai, Vs dan kita juga dapat menghitung tegangan individu pada titik apapun tanpa terlebih dahulu menghitung rangkaian arus dengan menggunakan rumus berikut. Rumus Pembagi Tegangan

Di mana, V (x) adalah tegangan, R (x) adalah resistensi tegangan, RT adalah seri total resistensi dan VS adalah tegangan suplai.

21


				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Stats:
views:4252
posted:1/9/2010
language:Indonesian
pages:21
Description: Materi ajar tentang Resistor diperuntukkan Siswa Kelas 3 SMP dan SMK Kelas 1 yang mengambil keahlian : Rekayasa Perangkat Lunak. Merupakan ringkasan dari tutorial online yang di sajikan kembali dengan bahasa yang sederhana agar mudah dipahami. Sangat membantu bagi Guru maupun Siswa.