Percobaan Rangkaian Hubungan Seri, Paralel dan Kombinasi Suatu Tahanan

Hi sahabat knowledgecross! pada postingan kali ini kita akan membahas mengenai praktikum pengukuran dasar khusunya tentang Rangkaian hubungan seri, paralel dan kombinasi dalam suatu tahanan.Berikut penjelasannya

A.    Tujuan Percobaan

      Selesai melaksanakan percobaan praktikum, diharapkan dapat:

  1. Membuktikan bahwa tahanan seri (Rs) dapat dicari dengan rumus
  2. Rs= R1+R2+R3+………+Rn
  3. Membuktikan bahwa nilai tahanan parallel (Rp) dapat dicari dengan rumus 1/Rp= 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +……….+ 1/Rn
  4. Menghitung nilai tahanan yang dihubungkan secara kombinasi berdasarkan rumus Rs dan Rp.
  5. Menentukan nilai tahanan pengganti pada hubung seri, paralel dan kombinasi

B.    Teori Dasar

Rangkaian listrik adalah sebuah jalur atau rangkaian sehingga elektron dapat mengalir dari sumber voltase atau arus listrik. Proses perpindahan elektron inilah yang kita kenal sebagai listrik.

Elektron dapat mengalir pada material penghantar arus listrik yakni konduktor. Oleh karena itu kabel dipakai pada rangkaian listrik karena kabel terbuat dari tembaga yang dapat menghantarkan arus listrik. Tempat dimana elektron masuk ke dalam rangkaian listrik dinamakan dengan sumber listrik. Setiap benda yang memakai listrik untuk penggunaannya disebut sebagai beban listrik.

Terdapat dua tipe rangkaian yaitu: rangkaian seri dan rangkaian paralel. Rangkaian seri dan paralel dapat dikombinasikan sehingga menjadi rangkaian kombinasi atau gabungan.

  1. Rangkaian Seri

Rangkaian seri merupakan sebuah rangkaian listrik yang komponennya disusun secara berderetan hanya melalui satu jalur aliran listrik. Contohnya adalah sebuah rangkaian yang memiliki dua resistor, tapi hanya terdapat satu jalur kabel untuk mengalirkan listrik seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar 1 Rangkaian Seri

Pada rangkaian seri, arus listrik yang mengalir besarnya sama tiap elemen dan dirumuskan dengan:

Imasuk = I1 = I2 = I3=…=In=Ikeluar

Total hambatan resistor pada rangkaian seri merupakan penjumlahan masing-masing hambatannya yang dirumuskan dengan:

Rs= R1+R2+R3+………+Rn

2.    Rangkaian Paralel

Rangkaian paralel merupakan sebuah rangkaian listrik yang komponennya disusun sejajar dimana terdapat lebih dari satu jalur listrik (bercabang) secara paralel. Contohnya adalah sebuah rangkaian yang memiliki dua resistor dimana terdapat satu jalur kabel untuk setiap resistor seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar2 Rangkaian Paralel

Sesuai dengan Kirchhoff Iarus listrik yang masuk harus sama dengan arus keluar. Sehingga pada rangkaian paralel besarnya arus sebelum masuk ke cabang sama dengan besar arus setelah keluar dari cabang dan dirumuskan dengan:

Imasuk = I1+ I2 +I3 +…+In

Sesuai dengan Hukum Ohm, maka total hambatan resistor pada rangkaian paralel merupakan jumlah dari kebalikan hambatan tiap-tiap komponen dan dirumuskan dengan:

1/Rp= 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 +……….+ 1/Rn

3.    Rangkaian Kombinasi

Rangkaian kombinasi/campuran adalah rangkaian yang terdiri dari gabungan rangkaian seri dan rangkaian paralel. Untuk dapat mencari besarnya hambatan yang terdapat pada rangkaian campuran. Terlebih dahulu kita harus mencari besaran hambatan pada tiap-tiap model rangkaian (seri dan paralel). Setelah kita menemukan besaran hambatan pada kedua rangkaian tersebut kemudian kita mencari hambatan dari gabungan rangkaian akhir yang telah kita dapat.

Gambar 3 Rangkaian Kombinasi

C. Alat dan Bahan

  1. Alat
    Dibawah ini adalah alat yang digunakan pada praktikum hubungan seri, paralel, kombinasi suatu tahanan :Bahan

Tabel 1. Alat yang digunakan

No.AlatJumlahSpesifikasi
1Power Supply (10V)1 buahGW INSTEK GPC-30300
2Multimeter Analog2 buahPeakTeach 3385
3Multimeter Digital1 buahMETREL*MD9050
4Papan Rangkai1 buah
  1. Bahan
    Dibawah ini merupakan bahan yang digunakan pada praktikum hubungan seri, paralel, kombinasi suatu tahanan :

Tabel 2. Bahan yang digunakan

No.AlatJumlah
1Saklar1 buah
2Jumper20 buah
3Resistor 1k Ω3 buah
4Resistor 2k2 Ω1 buah
5Resistor 3k3 Ω1 buah
6Resistor 330 Ω1 buah

D. Gambar Rangkaian

  1. Hubungan seri
    Berikut merupakan gambar rangkaian percobaan hubungan seri yang digambar menggunakan software livewire.
Gambar 4 Percobaan Hubungan Rangkaian Seri
  1. Hubungan paralel
    Berikut merupakan gambar rangkaian percobaan hubungan paralel yang digambar menggunakan software livewire.
Gambar 5 Percobaan Hubungan Rangkaian Paralel
  1. Hubungan kombinasi
    Berikut merupakan gambar rangkaian percobaan hubungan kombinasi yang digambar menggunakan software livewire.
Gambar 6  Percobaan Hubungan Rangkaian Kombinasi

E.    Langkah percobaan

  1. Hubungan seri
    Berikut adalah langkah-langkah mengerjakan praktikum hubungan seri:
  • Menyiapkan alat dan bahan
  • Memastikan bahwa tegangan pada power supply 10 Volt
  • Rangkailah Hubungan seri sesuai pada gambar 4  di papan percobaan.
  • Kemudian nyalakan power supply dan sambungkan saklar
  • Catat hasil pengukuran pada tablel hasil percobaan di job sheet
  • Melakukan hal yang sama pada tahanan yang berbeda
  1. Hubungan paralel
    Berikut adalah langkah-langkah mengerjakan praktikum hubungan paralel:
  • Menyiapkan alat dan bahan
  • Memastikan bahwa tegangan pada power supply 10 Volt
  • Rangkailah Hubungan seri sesuai pada gambar 5 di papan percobaan.
  • Kemudian nyalakan power supply dan sambungkan saklar
  • Catat hasil pengukuran pada tabel hasil percobaan di job sheet
  • Melakukan hal yang sama pada tahanan yang berbeda.
  1. Hubungan kombinasi
    Berikut adalah langkah-langkah mengerjakan praktikum hubungan paralel:
  • Menyiapkan alat dan bahan
  • Memastikan bahwa tegangan pada power supply 10 Volt
  • Rangkailah Hubungan seri sesuai pada gambar 6 di papan percobaan.
  • Kemudian nyalakan power supply dan sambungkan saklar
  • Catat hasil pengukuran pada table hasil percobaan pada job sheet
  • Melakukan hal yang sama pada tahanan yang berbeda.

F. Hasil Percobaan

  1. Pengukuran hubungan seri

Tabel 3 Hasil Percobaan Hubungan Seri

Nomor R (Ω) Menurut KodeR(Ω) diukurTegangan (V)
VR
Arus (mA)Tahanan Total (Ω)
diukur
Tahanan
Total(Ω)
dihitung
1R1= 1 k1 k3,3134,022,9983
R2= 1 k1,001 k3,2914,022,9983
R3= 1 k0,997 k3,2164,022,9983
2R1= 1 k0,993 k1,5402,026,4316
R2= 2k22,154 k3,3412,026,5316
R3= 3k33,284k5,062,026,4316
Gambar 7 Rangkaian Pengukuran Hubungan Seri
Gambar 8 papan rangkaian percobaan hubungan seri
Gambar 9 Multimeter yang digunakan dalam percobaan hubungan seri
Gambar 10 Power Supply pada percobaan hubungan seri
  1. Pengukuran hubungan paralel
    Tabel 4 Hasil Percobaan Hubungan Paralel
No. R (Ω) Menurut KodeR(Ω) ddiukurArus(mA)
I1
Arus(mA)
I2
Arus(mA)
I3
Tegangan (V)
VR1
Tegangan (V)
VR2
Tahanan Total (Ω)
diukur
Tahanan
Total(Ω)
dihitung
1R1= 1 k0,993 k18,789,789,41109,841,9842
R2= 1 k0,991 k18,789,789,41109,841,9842
2R3= 1 k2,134 k13,3414,139,64109,943,1453,2
R1= 2k20,991 k13,3414,139,64109,943,1453,2
3R2= 3k33,262k30,1531,9617,51109,92330,462333,3
R3= 330327,230,1531,9617,51109,92330,462333,3
Gambar 11Rangkaian Pengukuran Hubungan Paralel
Gambar 12 papan rangkaian percobaan hubungan paralel
Gambar13 Multimeter yang digunakan dalam percobaan hubungan paralel
Gambar 14 Power Supply pada percobaan hubungan paralel
  1. Pengukuran hubungan kombinasi
    Tabel 5 Hasil Percobaan Hubungan Kombinasi
No.  R (Ω) Menurut KodeR(Ω) diukurArus (mA) I1Arus (mA) I2 Arus (mA) I3  Tegangan (V)
V1
  Tegangan (V)
V2  
Tegangan (V)
V3
Tahanan Total (Ω) DiukurTahanan Total (Ω) Dihitung
1R1 = 1k1,004k6,646,353,55,872.982,653,0083
 R2 = 1k1,001k6,646,353,55,872.982,653,0083
 R3 = 1k0,997k6,646,353,55,872.982,653,0083
2R1 = 1k0,993k4,3132,69,89,944,866,4896
 R2 = 2k22,154k4,3132,69,89,944,86  6,4896
 R3 = 3k33,284k4,3132,69,89,944,86  6,4896
Gambar 15 Rangkaian Pengukuran Hubungan Kombinasi
Gambar 16 papan rangkaian percobaan hubungan kombinasi
Gambar 17 Multimeter yang digunakan dalam percobaan hubungan paralel
Gambar 18 Power Supply pada percobaan hubungan paralel

G. Analisa percobaan
Analisis secara perhitungan

Hubungan Rangkaian Seri.
Perhitungan tahanan secara teori:

Tahanan 1k,1k
Rtot = 1000 + 1000 + 1000
Rtot = 3000 Ω
Itot = V/ Rtot = 10/3000 = 0,00333 A
Itot = 3,33 mA
Secara praktek =  4,02 mA

Karena resistansi setiap resistor sama, maka :

V1 =V2=V3 = Itot x R1 = 0,00333 x 1000 = 3,33 V

Begitupula untuk tahanan selanjutnya perhitunganya menggunakan rumus yang sama khusus untuk tegangan karena resistansinya berbeda maka dihitung secara terpisah

Hubungan Rangkaian Paralel
Perhitungan tahanan secara teori:

Tahanan 1k,2k2
Rtot= (R1xR2)/(R1+R2) =(2,2×1)/(2,2+1) = 0,69 kΩ
-I1 = V/Rtot =10/690 =0,015A
I1= 15 mA
-I2 = R2/(R1+R2) x I1 = 1/(2,2+1) x 15
I2= 4,7 mA
-I3= R1/(R1+R2) x I1 = 2,2/(2,2+1) x 15
I3= 10,3 mA
Begitupula untuk tahanan 1k,1k dan tahanan 3k3,330 perhitunganya menggunakan rumus yang sama

Hubungan Rangkaian Kombinasi
Perhitungan tahanan secara teori:


Tahanan R1=1k,R2=2k2,R3=3k3
Arus
Rtot = R1 + (R2xR3)/(R2+R3) =1 + (2,2×3,3)/(2,2+3,3) = 2,32 Ω
I1 = V/Rtot = 10/2320 =0,0043 A
I1= 4,3 mA
I2= R3/(R2+R3) x I1= 3,3/(2,2+3,3) x 4,3
I2= 2,6 mA
I3=R2/(R2+R3) x I1= 2,2/(2,2+3,3) x 4,3
I2= 1,mA

Tegangan
V1 = I1 X R1 = 0,0043 X 1000 = 4,3 V
Tegangan V2 dan V3
V2=Rp/(R1+Rp) xV= 1,32/(1+1,32) x 10 = 5,7 V

Begitupula untuk tahanan 1k,1k,1k perhitunganya menggunakan rumus yang sama

H. Perbandingan hasil pengukuran

  1. Hubungan Seri
    Untuk menghitung Persentase kesalahan dapat digunakan rumus
    Misal :
    untuk menghitung Perbedaan persentase kesalahan Tegangan
    Error (%) =( Teori- Praktek ) / Teori
    Error (%) = ( 3,33- 3,31)/ 3,33
    Eorrr(%) = 0,06 x 100 % = 6%

    Di bawah ini merupakan tabel hasil pengukuran Hubungan Seri
    Tabel 6 tabel perbandingan hasil pengukuran Seri
No.  R (Ω) Menurut KodeR(Ω) DiukurTegangan (V)
T
Tegangan (V)
P
Tegangan
%
Error
Arus (mA) TArus (mA)
P
Arus %
Error
Rtot (Ω)
Diukur
Rtot
(Ω)
Dihitung
Rtot
%
Error
1R1 = 1k1k 3,333,310,63,334,0220,7   2,99830,06
 R2 = 1k1,001k3,333,291,23,334,0220,72,99830,06
 R3 = 1k0,997k3,333,223,33,334,0220,72,99830,06
2R1 = 1k0,993k1,51,542,6  1,52,0234,66,43166,7
 R2 = 2k22,154k3,33,341,2  1,52,0234,66,431 66,7
 R3 = 3k33,284k4,95,063,26 1,52,0234,66,431  66,7

Analisa Hasil Praktikum Hubungan Seri

Pada percobaan hubungan seri yang pertama diperoleh 4,02 mA untuk arus yang lewat, jika dibandingkan dengan teori maka didapatkan hasil 3,33 mA. Sedangkan untuk tegangan, diperoleh 3,31 V untuk setiap resistor, jika dibandingkan dengan teori maka didapatkan hasil 3,33 V. Perbedaan ini disebabkan oleh beberapa factor. Faktor yang membedakan hasil pengukuran bisa terjadi karena kesalahan terhadap alat ukur itu sendiri, seperti pengaruh lingkungan terhadap peralatan, umur peralatan dan lain-lain. Pada pecobaan hubungan seri yang kedua, juga diperoleh hasil yang berbeda antara perhitungan secara teori dengan perhitungan menggunakan alat ukur. Untuk arus diperoleh 2,02 mA sedangkan perhitungan teori didapatkan 1,5 mA, hal ini dipengaruhi oleh faktor-faktor yang telah dijelaskan sebelumnya.

  1. Hubungan paralel

Untuk menghitung Persentase kesalahan dapat digunakan rumus
Misal :
untuk menghitung Perbedaan persentase kesalahan Arus (I1):
Error (%) =( Teori- Praktek ) / Teori
Error (%) = ( 20 – 18,78)/ 20
Eorrr(%) = 0,06 x 100 % = 6%

Di bawah ini merupakan tabel hasil pengukuran Hubungan Paralel

Tabel 7 Di bawah ini merupakan tabel hasil pengukuran Hubungan Paralel (Arus)

No.R (Ω)R(Ω)Arus (mA)
I1
Arus (mA)
I1
Arus (mA)
I1
Arus (mA) I2Arus (mA) I2Arus (mA) I2Arus (mA) I3Arus (mA) I2Arus (mA) I2
 Menurut Kodediukur  T  P  %  T  P  %  T  P  %
1R1 = 1k0,993k2018,786109,782,2109,415,9
 R2 = 1k0,991k2018,786109,782,2109,415,9
2R3 = 1k2,134k1513,3411,0613,3414,135,910,39,646,4
 R1 = 1k0,991k1513,3411,0613,3414,135,910,39,646,4
3R2 = 2k23,262k3330,158,6330,1531,9663017,5141,63
 R3 = 3k3327,2k3330,158,6330,1531,9663017,5141,63

Tabel 8 Di bawah ini merupakan tabel hasil pengukuran Hubungan Paralel (Tegangan)

NoR (Ω) Menurut KodeR(Ω) DiukurV1 (V) TV1 (V) P  V1
(V) Selisih
V1
Eorrr
(%)
V2 (V) TV2 (V)   PV2
Error  %
Rtot(Ω) DiukurRtot(Ω) Dihitung
1R1 = 1k0,993k101000109,823,1450,008
 R2 = 1k0,991k101000109,8423,1450,008
2R3 = 1k2,134k101000100,01699,83,2330,462
 R1 = 1k0,991k101000100,01699,83,2330,462
3R2 = 2k23,262k101000101,98480,169,92333,3
 R3 = 3k3327,2k101000101,98480,169,92333,3

Analisis:

Pada percobaan hubungan parallel diperoleh 18,78 mA, 13,34 mA dan 30,15 mA untuk masing-masing I1 pada setiap percobaan. Jika dibandingkan dengan perhitungan teori, maka diperoleh 20 mA, 15 mA, dan 33 mA, berturut dari percobaan satu. Perbedaan ini disebabkan oleh beberapa factor. Faktor yang membedakan hasil pengukuran bisa terjadi karena kesalahan terhadap alat ukur itu sendiri, seperti pengaruh lingkungan yaitu Panjang kabel,semakin panjang kabel yang dipakai dalam rangkaian maka arus yang mengalir akan semakin kecil,karena kabel juga merupakan hambatan.

  1. Hubungan kombinasi
    Untuk menghitung Persentase kesalahan dapat digunakan rumus
    Misal :untuk menghitung Perbedaan persentase kesalahan Arus (I1):
    Error (%) =( Teori- Praktek ) / Teori
    Error (%) = (7 – 6,64)/ 7
    Eorrr(%) = 0,0514 x 100 % = 5,14%

Di bawah ini merupakan tabel hasil pengukuran Hubungan Kombinasi

Tabel 9 Di bawah ini merupakan tabel hasil pengukuran Hubungan Kombinasi (Arus)

No.R (Ω)R (Ω)Arus (mA)
I1
Arus (mA)
I1
Arus (mA)
I1
Arus (mA)
I2
Arus (mA)
I2
Arus (mA)
I2
Arus (mA)
I3
Arus (mA)
I3
Arus (mA)
I3
 Menurut Kodediukur  TP  %  TP  %  TP  %
1R1 = 1k1k76,645,143,56,3581,43,53,42,8
 R2 = 1k1,001k76,645,143,56,3581,43,53,42,8
 R3= 1k0,997k76,645,143,56,3581,43,53,42,8
2R1 = 1k0,993k4,34,310.22,6315,32,61,830,7
 R2 = 2k22,154k4,34,310,22,6315,32,61,830,7
 R3=    3k33,284k4,34,310,22,6315,32,61,830,7

Tabel 10 Di bawah ini merupakan tabel hasil pengukuran Hubungan kombinasi (Tegangan)

No.  R (Ω) Menurut KodeR(Ω) diukur  V1(V) T  V1(V) P    V1 %  V2(V) T
V2(V) P

V2 %
  V3(V)
T
  V3(V)
P
  V3
%
Rtot(Ω) DiukurRtot(Ω) Dihitung
1R1 = 1k1,004k75,8716,143,342.9810,73,342,6520,63,0083
 R2 = 1k1,001k75,8716,143,342.9810,73,342,6520,63,0083
 R3 = 1k0,997k75,8716,143,342.9810,73,342,6520,63,0083
2R1 = 1k0,993k79,8405,79,9474,35,74,8614,76,4896
 R2 = 2k22,154k79,8405,79,9474,35,74,8614,76,4896
 R3 = 3k33,284k79,8405,79,9474,35,74,8614,76,4896

Alinasis:
Pada percobaan hubungan kombinasi, diperoleh arus 6,4 mA pada percobaan pertama. Jika dibandingkan dengan teori maka diperoleh hasil 7 mA dengan selisih 0,6 mA adapun persen kesalahnya sebesar 5,14 persen. Dalam perbedaan hasil arus yang diperoleh pada percobaan diatas saya dapat menganalisa adanya faktor-faktor yang berpengaruh pada proses pengukuran sehingga nilai yang diperoleh tidak sama dengan nilai yang dihitung sebelumnya. Dari hasil analisa dapat diperoleh faktor-faktor yang berpengaruh sebagai berikut.  Faktor yang berpengaruh bisa faktor dari luar/faktor eksternal atau faktor dari dalam/faktor internal.Perbandingan antara teori dengan praktek sering kali terjadi didalam penguuran. Faktor yang membedakan hasil pengukuran bisa terjadi karena kesalahan terhadap alat ukur itu sendiri, seperti faktor internal pengaruh lingkungan terhadap peralatan, umur peralatan dan lain-lain.Letak alat ukur,alat ukur harus diletakkan menghadap ke atas, karena bila menghadap ke samping atau ke bawah akan mendapat pengaruh gaya gravitasi,sehingga pengukuran menjadi kurang akurat. Faktor eksternal disebabkan karena kurangnya ketelitian dalam melakukan percobaan.

Dalam praktikum ini, dapat disimpulkan bahwa setiap pengukuran yang dilakukan haruslah memperhatikan beberapa faktor yang dapat menyebabkan kesalahan pada saat pengukuran. Agar dalam setiap pengukuran nilai kesalahan pengukuran dapat diperkecil ataupun jika bisa tidak ada kesalahan dalam pengukuran.

Berikut tutorial percobaan rangkaian hubungan seri, paralel dan kombinasi suatu tahanan yang dilakukan di kampus Politeknik Negeri Ujung Pandang (PNUP)

Percobaan hubungan Seri, Paralel dan Kombinasi Suatu Tahanan

Sekian dulu materi tentang percobaan Hubungan seri,paralel dan kombinasi dalam suatu tahanan . Sesuatu harus dilakukan melalui percobaan untuk membuktikan teori-teori yang ada , sehingga, yang awalnya hanya paham tentang teorinya kini dapat terbantu dengan praktikum yang dapat membuktikan kebenarannya. Terimakasih sudah membacanya sampai akhir semoga bermanfaat ^_^

Satu respons untuk “Percobaan Rangkaian Hubungan Seri, Paralel dan Kombinasi Suatu Tahanan

Add yours

Tinggalkan komentar

Blog di WordPress.com.

Atas ↑

Rancang situs seperti ini dengan WordPress.com
Ayo mulai