Laporan Akhhir Modul 3: Hukum Ohm, Hukum Kirchoff, Voltage&Current Divider, Mesh, Nodal, Thevenin

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Jurnal

2. Prinsip Kerja

3. Video Percobaan

4. Analisa

5. Download File

Laporan Akhir
MODUL 3
Hukum Ohm, Hukum Kirchoff, Voltage&Current Divider, Mesh, Nodal, Thevenin

1. Jurnal [Kembali]

1. Hukum Ohm

R terbaca	V	I	R perhitungan
560	4.86 V	0,31 mA	15.677,42
1k	4.94 V	0,31 mA	15.935,48
1k2	4.96 V	0,31 mA	16.000,00

2. Voltage & Current Divider

• Voltage Divider

R terbaca	I	V1,2,3 (Perhitungan)	V Rtotal	V perhitungan
1k	1.66 mA	1.655 V	4,965 V	4,995 V
1k		1.655 V
1k		1,655 V

• Current Divider

R terbaca	V	I 1,2,3 (Perhitungan)	I total	I Perhitungan
1k	4.98 V	5 mA	15 mA	15 mA
1k		5 mA
1k		5 mA

3. Teorema Mesh

Resistor	Resistansi		Teganga n terukur	Arus (I=V/R )	Arus Mesh (perhitungan)
Resistor	Terbaca	Terukur	Teganga n terukur	Arus (I=V/R )	Arus Mesh (perhitungan)
R_a	1k	0,978 k	2,8 v	2,82 mA	IR_a	2,8 mA
R_b	1k	0,977 k	0,787 v	0,81 mA	IR_b	0,787 mA
R_c	1k	0,977 k	0,2478 v	0,253 mA	IR_c	0,2478 mA
R_d	1k	0,979 k	2,478 v	2,53 mA	IR_d = I₁ – I₂	2,11 mA
R_e	1k	0,979 k	0,518 v	0,529 mA	IR_e = I₂ – I₃	0,527 mA
R_g	1k	0,974 k	2,48 v	2,546 mA	IR_g	2,48 mA
R_f	1k	0,974 k	0,2221 v	0,228 mA	IR_f	0,2221 mA

2. Prinsip Kerja [Kembali]

1. Hukum Ohm

a. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah

Gambar 3.4

b. Pilih resistor dengan resistansi sesuai dengan kondisi

c. ukur tegangan dan arus memakai voltmeter dan amperemeter dan catat pada jurnal percobaan.

Prinsip Kerja

Rangkaian ini menunjukkan penerapan Hukum Ohm, yaitu hubungan antara tegangan (V), arus (I), dan resistansi (R) dengan persamaan:

V=I×R

Pada rangkaian, sumber tegangan DC sebesar 5V (BAT1) mengalirkan arus melalui sebuah resistor RX. Voltmeter dihubungkan paralel dengan resistor untuk mengukur tegangan RX, sedangkan amperemeter dihubungkan seri untuk mengukur arus listrik yang mengalir.

Dengan menggunakan nilai resistansi RX yang diketahui, maka arus listrik yang melewati rangkaian dapat dihitung secara teori menggunakan rumus:

I=VR

Selanjutnya, hasil pengukuran tegangan dan arus dibandingkan dengan perhitungan untuk membuktikan kebenaran hukum Ohm secara eksperimen. Jika tidak ada gangguan atau kesalahan alat, nilai arus yang diukur harus mendekati hasil perhitungan teoritis.

2. Hukum Kirchoff

a. Buatlah rangkaian seperti gambar rangkaian di bawah

Gambar 3.5

b. Pilih resistor dengan resistansi sesuai dengan kondisi

c. Ukur tegangan dan arus memakai voltmeter dan amperemeter dan catat pada jurnal percobaan.

Prinsip Kerja

Rangkaian ini digunakan untuk membuktikan dua hukum dasar dalam analisis rangkaian listrik, yaitu Hukum Kirchoff Arus (KCL) dan Hukum Kirchoff Tegangan (KVL).

Kirchoff’s Current Law (KCL):
Menyatakan bahwa jumlah arus yang masuk ke suatu titik cabang (node) sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut.

∑Imasuk=∑Ikeluar∑Imasuk=∑Ikeluar

Kirchoff’s Voltage Law (KVL):
Menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan dalam satu loop tertutup sama dengan nol.

∑V=0∑V=0

Dalam percobaan ini, digunakan lebih dari satu sumber tegangan (BAT1 dan BAT2) dan beberapa resistor (RA, RB, RC). Amperemeter digunakan untuk mengukur arus pada masing-masing cabang, dan voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan pada setiap elemen.

Dengan menganalisis hasil pengukuran:

KCL dapat dibuktikan dengan membandingkan jumlah arus di node percabangan.
KVL dibuktikan dengan menjumlahkan seluruh tegangan dalam loop tertutup.

Hasil dari pengukuran dan perhitungan ini akan memperlihatkan apakah hukum Kirchoff terpenuhi dalam rangkaian praktikum.

3. Voltage & Current Divider

a. Buatlah rangkaian seperti gambar rangkaian di bawah

Gambar 3.6

b. Pilih resistor dengan resistansi sesuai dengan kondisi

c. Ukur tegangan dan arus memakai voltmeter dan amperemeter dan catat pada jurnal percobaan.

Rangkaian ini digunakan untuk membuktikan prinsip pembagi tegangan (voltage divider) dan pembagi arus (current divider).

1. Voltage Divider:

Pada rangkaian seri, tegangan total dari sumber dibagi ke masing-masing resistor berdasarkan nilai resistansinya:

Vx=Vtotal×RxRtotal

Dimana:

Vx adalah tegangan pada resistor Rx
Rx adalah nilai resistor Rx
Rtotal adalah jumlah semua resistor dalam rangkaian

2. Current Divider:

Pada rangkaian paralel, arus total dari sumber dibagi ke cabang-cabang berdasarkan nilai resistansi masing-masing cabang:

Ix=Itotal×

Untuk dua resistor paralel:

I1=Itotal×, I2=Itotal×

Pada percobaan ini, voltmeter dan amperemeter digunakan untuk mengukur tegangan dan arus pada tiap komponen, lalu dibandingkan dengan hasil perhitungan teoritis berdasarkan rumus pembagi tegangan dan arus.

Eksperimen ini bertujuan untuk memperkuat pemahaman tentang bagaimana tegangan dan arus terbagi dalam konfigurasi seri dan paralel, serta menunjukkan kesesuaian antara teori dan praktik.

4. Teorema Mesh

a. Buatlah rangkaian seperti gambar rangkaian di bawah

Gambar 3.7

b. Pilih resistor dengan resistansi sesuai dengan kondisi

c. ukur tegangan dan arus memakai voltmeter dan amperemeter dan catat pada jurnal percobaan.

Pronsip Kerja

Rangkaian ini digunakan untuk menganalisis arus dalam masing-masing loop tertutup dengan menggunakan metode mesh. Dengan pendekatan ini, arus diasumsikan mengalir searah jarum jam dalam setiap loop.

Setelah tegangan dan resistansi ditentukan, rangkaian dianalisis untuk mencari besar arus di tiap mesh. Pengukuran dilakukan dengan voltmeter dan amperemeter, kemudian dibandingkan dengan hasil perhitungan mesh untuk melihat kesesuaian antara nilai teoritis dan nilai praktis dari arus yang mengalir dalam rangkaian.

5. Nodal

a. Buatlah rangkaian seperti gambar rangkaian di bawah

Gambar 3.8

b. Pilih resistor dengan resistansi sesuai dengan kondisi

c. ukur tegangan dan arus memakai voltmeter dan amperemeter dan catat pada jurnal percobaan.

Prinsip Kerja

Rangkaian ini dianalisis menggunakan metode nodal untuk menentukan tegangan di titik-titik simpul (node) dalam rangkaian.

Metode ini berdasarkan pada hukum Kirchoff arus, yaitu jumlah arus yang masuk dan keluar dari suatu node harus sama. Dengan menentukan potensial di setiap node terhadap titik referensi (ground), besar arus yang mengalir melalui setiap komponen dapat dihitung.

Tegangan diukur menggunakan voltmeter pada setiap node terhadap ground, sedangkan arus diukur dengan amperemeter. Hasil pengukuran dibandingkan dengan perhitungan menggunakan analisis nodal untuk mengevaluasi kesesuaian antara teori dan praktik.

6. Teorema Thevenin

a. Buatlah rangkaian seperti gambar rangkaian di bawah

Gambar 3.9

Gambar 3.10

b. Pilih resistor dengan resistansi sesuai dengan kondisi

c. ukur tegangan dan arus memakai voltmeter dan amperemeter dan catat pada jurnal percobaan.

Prinsip Kerja

Rangkaian ini dianalisis menggunakan metode nodal untuk menentukan tegangan di titik-titik simpul (node) dalam rangkaian.

Rangkaian ini digunakan untuk membuktikan teorema Thevenin, yaitu bahwa setiap rangkaian linear dapat disederhanakan menjadi satu sumber tegangan dan satu resistor seri yang ekuivalen terhadap dua terminal.

Langkah-langkahnya dimulai dengan mengukur tegangan terbuka (Vth) pada terminal keluaran dengan beban dilepas. Kemudian resistansi Thevenin (Rth) ditentukan dengan mematikan semua sumber tegangan (diganti dengan hubung singkat) dan menghitung resistansi total dari titik terminal.

Setelah Vth dan Rth diperoleh, rangkaian disederhanakan menjadi model Thevenin (Gambar 3.10), dan resistor beban RL dipasang kembali. Tegangan dan arus pada RL diukur, lalu dibandingkan dengan nilai hasil perhitungan untuk memverifikasi kebenaran teorema Thevenin.

3. Video Percobaan [Kembali]

1. Percobaan Hukum Ohm

2. Percobaan Voltage&Current Divider

3. Percobaan Theorema Mesh

4. Analisa [Kembali]

Soal Analisa

-Hukum Ohm

1. Bandingkan nilai resistansi terbaca dan perhitungan !

Jawab:

R terbaca	R perhitungan
560	15.677,42
1k	15.935,48
1k2	16.000,00

Analisa: Terdapat perbedaan yang sangat jauh antara R terbaca dengan R perhitungan hal ini dapat disebabkan karena kurang ketelitian dalam pengambilan data, atau kurang akuratnya instrument percobaan yang digunakan.

-Hukum Kirchoff

1. Bandingkan nilai I_totalperhitungan dengan I_totalpengukuran!

Jawab:

Itotal pengukuran = 15 mA
Itotal perhitungan = 15 mA

Kesimpulan: hasil antara I_totalperhitungan dengan I_totalpengukuran adalah sama.

2. Bandingkan nilai Vtotal perhitungan dengan Vtotal pengukuran!

Jawab:

Vtotal pengukuran = 4,965 V
Vtotal perhitungan = 4,995 V

Kesimpulan: hasil antara V_totalperhitungan dengan V_totalpengukuran terlali jauh

-Mesh

1. Bandingkan nilai resistansi terbaca dengan terukur!

Jawab:

Resistor	Resistansi Terbaca (kΩ)	Resistansi Terukur (kΩ)	Selisih (kΩ)
Ra	1,000	0,978	0,022
Rb	1,000	0,977	0,023
Rc	1,000	0,977	0,023
Rd	1,000	0,979	0,021
Re	1,000	0,979	0,021
Rg	1,000	0,974	0,026
Rf	1,000	0,974	0,026

Analisa: selisih antara nilai resistansi terbaca dengan terukur tidak terlalu jauh.

2. Bandingkan arus terukur dan arus hasil perhitungan!

Resistor	Arus (I=V/R )	Arus Mesh (perhitungan)
Resistor	Arus (I=V/R )	Arus Mesh (perhitungan)
R_a	2,82 mA	IR_a	2,8 mA
R_b	0,81 mA	IR_b	0,787 mA
R_c	0,253 mA	IR_c	0,2478 mA
R_d	2,53 mA	IR_d = I₁ – I₂	2,11 mA
R_e	0,529 mA	IR_e = I₂ – I₃	0,527 mA
R_g	2,546 mA	IR_g	2,48 mA
R_f	0,228 mA	IR_f	0,2221 mA

Analisa: Hasil yang didapatkan dari perhitungan tidak terlalu jauh berbeda dengan arus yang didapatkan pada pengukuran. Hal ini menunjukkan hasil yang positif dalam pengambilan data.

Cari Blog Ini

Tri Buana Ramadhani (2410952005)