Jurnal Pembagi Tegangan 5 Good

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Arus listrik akan timbul pada suatu rangkaian apabila rangkaian tertutup, artinya terdapatTerdapat beban RI yang dipasang pada rangkaian. Kuat arus listrik didefenisikan sebagai jumlah muatan yang memasuki sebuah penghantar dalam sebuah satuan waktu. Secara matematis dituliskan sebagai berikut I= V/R. Atau yang lebih dikenal dengan hokum Ohm. Besarnya arus listrik sebanding dengan tegangan yang di berikan pada rangkaian dan berbanding terbalik dengan hambatannya. Dalam potensiometer dapat ada resistor tunggal dan sebuah wiper yang berfungsi sebagai membelah resistor tunggal menjadi dua bagian dan bergerak untuk mengatur perbandinganresistansi dari dua bagian resistor tersebut. Kemudian sensor dengan tahanan sebagai output Pembagi tegangan (Voltage Divider) secara sederhana dibentuk oleh rangkaian seri dari dua buah hambatan, dengan sebuah suplai tegangan. Diantara kedua hambatan tersebut, diambil sebuah jalur yang akan digunakan sesuai keperluan kita, misalnya sebagai inputan ke mikrokontroler. Asumsi terdapat arus tunggal yang mengalir pada rangkaian tersebut (I1= I2= I), dan dua buah resistor (R1dan R2) yang terhubung secara seri kita jadikan sebagai sebuah hambatan pengganti..Fungsi dari Pembagi Tegangan ini di Rangkaian Elektronika adalah untuk membagi Tegangan Input menjadi satu atau beberapa Tegangan Output yang diperlukan oleh Komponen lainnya didalam Rangkaian. Tegangan adalah didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda. Voltage Divider atau Pembagi Tegangan adalah suatu rangkaian sederhana yang mengubah tegangan besar menjadi tegangan yang lebih kecil. 1.2 Tujuan 1. Untuk menyelidiki hubungan antara V1 dan V2 dengan harga tegangan yang berbeda 2. Untuk menyelidiki pengaruh kedudukan potensiometer terhadap harga V1 dan V2 3. Untuk mengetahui komponen yang digunakan dalam percobaan pembagi tegangan

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pembagian tegangan digunakan untuk menyatakan tegangan pada satu dari beberapa resistor seri dalam bentuk tegangan kombinasinya. Tegangan dapat diperoleh melalui KVL dan hokum Ohm yaitu sebagai berikut : V=V1+V2= IR1+ IR2 = i(R1+R2)……………………………………………………(2.1) Nampak bahwa tegangan masukan terbagi menjadi dua bagian ( o S v , v ), masing-masing sebading dengan harga resistor yang dikenai tegangan tersebut. Sehingga besarnya V 1 dapat dirumuskan sebagai berikut. V1 = V( R1 / R1+ R2)……...………………………………………………………(2.2) Perhatikan bahwa kedua persamaan terakhir ini memiliki sebuah faktor yang sebagiannya berbeda dengan faktor yang digunakan dalam prinsip pembagian tegangan. Kondisi ini penting untuk dicermati demi menghindari kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi.meskipun terdapat kesamaan pola antara keduanya penting disadari bahwa resistoryang lebih besar diantara dua resistor parallel selalu mengalirkan arus lebih kecil. Resistor – resistor harus bercabang pada pasangan node yang sama.

(William H. Hayt, Dkk. 2005)

Tegangan adalah didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya yang bekerja pada benda dengan luas penampang benda. Voltage Divider atau Pembagi Tegangan adalah suatu rangkaian sederhana yang mengubah tegangan besar menjadi tegangan yang lebih kecil. Fungsi dari Pembagi Tegangan ini di Rangkaian Elektronika adalah untuk membagi Tegangan Input menjadi satu atau beberapa Tegangan Output yang diperlukan oleh Komponen lainnya didalam Rangkaian. Hanya dengan menggunakan dua buah Resistor atau lebih dan Tegangan Input, kita telah mampu membuat sebuah rangkaian pembagi tegangan yang sederhana. Pengetahuan pembagi tegangan atau Voltage Divider ini sangat penting dan merupakan rangkaian dasar yang harus dimengerti oleh setiap Engineer ataupun para penghobi Elektronika. Terdapat dua bagian penting dalam merancang pembagi tegangan yaitu Rangkaian dan Persamaan Pembagi Tegangan. Rangkaian pembagi tegangan berfungsi membagi tegangan input menjadi beberapa bagian tegangan output. Pada contoh rangkaian diatas, tegangan input Vin dibagi menjadi dua buah tegangan yaitu tegangan V1dan tegangan

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

V2. Berdasarkan hukum ohm dapat diketahui bahwa nilai V1 sama dengan kuat arus (I) kali Resistor (R1) dan V2 sama dengan kuat arus (I) kali Resistor (R2). Sedangkan nilai I adalah tegangan Vin dibagi resistor total (Rtotal) yang merupakan hasil dari resistor R1 ditambah resistor R2. Aplikasi rangkaian pembagi tegangan dapat dijumpai pada rangkaian penguat transistor dengan bias pembagi tegangan. Selain itu pembagi tegangan dapat dijumpai pada teori rangkaian Thevenin. Dalam ilmu elektronika banyak sekali cara yang dapat di pergunakan untuk memperkecil atau membagi sebuah tegangan. Apabila kita memiliki sebuah tegangan yang besar dan perlu untuk memperkecilnya kita bisa membaginya dengan salah satu cara yaitu membuat sebuah rangkaian pembagi tegangan. Dari rangkaian pembagi tegangan di atas dapat disimpulkan bahwa, besarnya nilai tegangan output (Vo) ditentukan oleh besarnya nilai resistansi atau hambatan pada R1 & R2. Voltage divider dapat gunakan untuk beberapa hal, diantaranya adalah membuat tegangan referensi dari sumber tegangan yang lebih besar, memberikan bias pada rangkaian penguat, memberikan bias pada komponen elektronika aktif, dan masih banyak lagi lainnya. Berikut adalah skema dasar rangkaian pembagi tegangan. Tegangan berfrasa, adalah apabila ketiga faasa lilitan disusun dalam hubungan y diagram fasor dari tegangan ada fasa a mecapai maksimum. Tegangan tiga frasa juga dinamakan tegangan saluran saluran ke-netral. Ketiga tegangan saluran atau hokum tegangan kirchoff, tegangan jala-jala adalah tegangan dengan kata-kata, persamaan-persamaan menyatakan bahwa pada suatu hubungan y, fasor arus yang bersangkutan pada hubungan y pada arus jala-jala dan arus fasa sama besar arusnya.pada kedua sistem hubungan y dan hubungan a dapat ditunjukkan bahwa daya sesaat keseluruhan untuk ketiga fasa dari rangkaian 3-frasa setimbang tidak berpulsa menurut waktu. Jadi dengan

mengambil tiga titik waktu pada titik positif maksimum dari gelombang

tegangan fasa tegangan sesaat dari ketiga fasa tersebut.

(A.E. Fitzgerald, Dkk.1992)

Pembagi tegangan adalah kombinasi seri resistor yang dipilih sehingga satu sumber tegangan dapat memasok satu atau lebih voltase yang dikurangi. Pembagi tegangan yang akan memberikan tegangan suplai E dan dua voltase yang dikurangi. Dalam prakteknya, beban resistansi dihubungkan antara titik referensi ground (diambil terminal negative ) dan terminal voltase kran A,B dan C. jika beban atau rangkaian ini memrlukan arus yang dapat diabaikan, artinya keran tegangan pasukan secara efektif nol saat ini, pembagi tegangan dinyatakan di ubah.maka satu-satunya arus sekarang adalah arus penerima 1, arus yang terbatas pada jaringan pembagi, yang di dalam hal ini sama dengan tegangan supplay dibagi dengan

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

resistansi total. 100V pembagi tegangan sederhana yang di bagi.contoh pembagi tegangan misalkan voltase 100V dan 80V harus disediakan oleh sumber 100V. jaringan pembagi membutuhkan dua resistor. Kemudian jika arus pemutus secara sewenangwenang dipilih 20 Ma,tahanan Rid an Ri dihitung dengan 80V 20 mA 100-80 20 V 20 mA namun dipertimbangkan apa yang terjadi jika arus beban I, yang dipasok oleh pembagi, sehingga tidak dapat dibagi lagi. Arus dalam arus R1 sebelumnya arus penerima tapi sekarang sama dengan jumlah sama dan 13 penurunan voltase pada R2 menurun penurun voltase pada R2 meningkat, sehingga voltase menurun voltase v dari yang diinginkan dari 80 V. jika seseorang memiliki gagasan tentang arus beban pemasok, seseorang dapat menjelaskan arus ini dan karenanya merancang pembagi tegangan yan dimuat,arus penerima arus minimum yang terbatas pada jaringan pembagi. Jika tidak ditentukan biasanyadiambil 10% dari total arus beban yang dipasok. Aturan praktis untuk arus pemeras ini memberikan kemudahan nilai arus penerima harus yang lebih besar menghasilkan daya yang hilang pada pembagi dan nilai yang lebih kecil menghasilkan regulasi voltase yang lebih buruk jika arus beban berubah,seperti yang selalu terjadi. Desain volt yang terisi. Pembagin usia berjalan seperti contoh. Rancangan pembagi tegangan menggunakan arus pemecah yang sama denga 10% arus beban. Solusi desainnya membutuhkan empat resistor kemudian arus bleeder adalah 10% (100 mA) 10 Ma karena arus minimum terbatas pada jaringan pemisah.

( Robert

A. Bartkowiak) Tegangan untuk mendapatka aliran arus, kita harus menerapkan kekuatan untuk mengatur muatan bergerask yang telah dilakukan

oleh kekuatan eksternal sehingga mereka

mendapatkan energi. Atau muatannya bekerja dan kehilangan energy kinetic kemampuan sebuah arus untuk energgi transfer dapat dinyatakan dalam kaitannya dengan perbedaan potensional atau roloue, seperti yang biasa disebut diukur dalam volt dan didefenisikan sebagai perubahan unit charge karena ditransfer dari titik A ke titik B. dengan demikianperbedaan potensial 1V diperlukan untuk menambah 1 joule (J) energy ke 1 c biaya. Secara matematis dapat dituliskan sebagai tegangan p antara titik a dan titik b dw-energi, J, diperoleh atau hilang dengan biaya saat melewati didepan d ke b karena tegangan harus ditentukan didua titik, maka diklarifikasikan sebagai variable. Jika titik a berada pada potensial yang lebih tinggi daripada titik b, kita mengatakan bahwa ada penurunan voltase dari a ke b kita memahami notasi. Dapatkah tegangan turun dari a ke b. mengilustrasikan konvensi tanda yang biasa digunakan untuk voltase tanda pada titik potensial yang

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

diasumsikan lebih tinggi dan titik potensial lebih rendah. Pembagi diperoleh dengan menggukan keran potensial nol. Tegangan positif dapat di ukur pada titik a dan b yang diferensikan ke titik ground. Dan tegangan negative diukur pada titik yang dilekatkan ke ground.perhatikan bahwa arus dibagian positif pembagi digabungkan disimpul tanah dan jumlahnya sama dengan jumlah arus yang meninggal simpul tanah yang menancap dibagian negatif jaringan. Arus pembagi dihitung dari arus beban positif saja dan perlindungasn sdampai saat ini sirkuit telah terhubung sebelum penyelikan terjadi.sebagai masalah praktis bagaimanapun kita harus bisa menyelesaikan rangkaian sirkuit atau dalam berbagai kasus mengubah koneksi perangkat untuk membuat menghancurkan atau mengubah koneksi listrik disekitar saklar. Sakelar dapat dioperasikan secara manual, elektronik atau secara otomatis menggunakan tekanan,suhu danatau efek lainnya. Banyak cara untuk menglklasifikasikannya salah satunya yaitu klasifikasi mekanika mekanisme switching dimana kita memiliki istilah deskriptif seperti tombol tekan tombol rocker,toggle,rotary. Saklar juga tergolong sesuai dengan koneksi yang dibuat atau rusak. Symbol skematik untuk beberapa tipe pengaturan penyisipan yang berbeda.peralihan nomekratur yang di peroleh. Sebagai contoh aplikasi sensor LDR (light dependent resistor),sensor LDR diletakkan pada R2 sedangkan nilai R1 tetap. Perubahan nilai resistansi LDR bermacam-macam kita anggap saja sensor LDR terkena cahaya bernilai 1k sedangkan saat gelap bernilai 10k. tegangan output yang kita butuhkan separuh dari nilai Vin sehingga nilai R1 adalah separuh dari nilai maksimal (10k) yaitu 5k tetapi resistor 5k dipasaran susah dicari sehingga diganti dengan 5k6.contoh berikutnya yaitu potensiometer. intesitas cahaya dapat diukur dengan mengukur nilai tegangan VLDR (dalam volt). Karena intensitas cahaya akan mempengaruhi nilai resistansi LDR yang dengan demikian akan mempengaruhi pula nilai VLDR. Potensiometer juga merupakan komponen voltage divider yang mana kaki 1 ke kaki 2 adalah R1 , sedangkan kaki 2 ke kaki 3 adalah R2. Kaki dua adalah output dari voltage divider.pada prinsipnya saat gagang potensio diputar kekanan 9searah jarum jam) maka hambatan pada R2 berkurang.sebaliknya untuk nilai R2 berkurang sebaliknya untuk nilai r1 berkurang. Aturan pemabgi tegangan yaitu Ketika output dari sebuah rangkaian tidak berbeban, aturan pembagi tegangan dabat digunakan untuk memperhitungkan tegangan output dari rangkaian tersebut. Dengan asumsi arus yang mengalir pada rangkaian adalah sama. Cara sederhana untuk mengingat aturan pembagi tegangan (voltage divider rule) adalah bahwa pada resistor output

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

dibagi dengan jumlah total resistansi rangkaian. Kemudian fraksi ini dikalikan dengan tegangan input untuk mendapatkan tegangan output. Perlu diingat bahwa pembagi tegangan selalu mengansumsikan bahwa resistor output adalah tidak berbeban. Ketika beban ‘tetap’ diparalel dengan resistor output, nilai persamaan paralel terdiri dari resistor output dan resistor beban dapat digunakan dalam hitungan pembagi tegangan dengan tanpa error. Kebanyakan kita menghiraukan resistor beban jika lebih besar daripada nilai resistor output, tetapi perhitungan ini dapat menyebabkan error sampai sebesar 10%. Hukum yang berkaitan dengan pembagi tegangan yaitu hokum Ohm dan hokum kirchoff sebagai analisanya yaitu adalah V = I.R Dan selanjutnya dikatakan bahwa nilai resistansi, R, tidak tergantung terhadap I atau V. Dengan demikian nilai resistansi, R, adalah bergantung terhadap nilai resistansi, R, yang diberikan. Jika dilihat dari rangkaian, nilai tegangan sumber, V, sudah ditetapkan. Dengan demikian, variabel yang berubah adalah besar arus, I. Sehingga hukum Ohm dituliskan menjadi: I = V / R. Dan karena R1 dan R2 disusun secara seri, dan sistem di atas hanya terdiri atas satu loop. Tenaga listrik seketika didefinisikan sebagai tingkat di mana energi diperoleh atau hilang, secara sistematika dapat dituliskan sebagai berikut: p = dw/ dt ………………………………………………………….…………….…(2.3) Dimana p satuannya adalah watt (W). Kita bisa menghubungkan kekuatan dengan arus dan tegangan tanpa itu, dengan kata lain dapat dituliskan : p = dw/ dt = dw dq / dq dt = vab i ……………........................................................(2.4) Pengetahuan pembagi tegangan atau Voltage Divider ini sangat penting dan merupakan rangkaian dasar yang harus dimengerti oleh setiap engineer ataupun para penghobi elektronika. Terdapat dua bagian penting dalam merancang pembagi tegangan yaitu rangkaian dan persamaan pembagi tegangan. Dalam ilmu elektronika banyak sekali cara yang dapat di pergunakan untuk memperkecil atau membagi sebuah tegangan. Apabila kita memiliki sebuah tegangan yang besar dan perlu untuk memperkecilnya kita bisa membaginya dengan salah satu cara yaitu membuat sebuah rangkaian pembagi tegangan. BAB III

(CharlesBelove, Dkk. 1992)

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Peralatan dan Fungsi 1. Baterai : 1 buah Fungsi : Sebuah piranti yang digunakan untuk sumber listrik untuk piranti lainnya. 2. Voltmeter : 1 buah Fungsi : Untuk mengukur besar tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. 3. Resistor ( 470 Ω, 20000 Ω) :2 buah Fungsi : Penghambat atau penahan arus listrik sebelum arus listrik di salurkan. 4. Protoboard Fungsi : Untuk tempat rangkaian sementara. 3.2 Bahan 1. Kabel penghubung secukupnya

3.3 Gambar Percobaan

3.3 Gambar Percobaan 1. Untuk mengukur Vout1

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1 5,95 V

9,23 V

4700 Ω

20K Ω

Vin = 9,1 volt

2. Untuk mengukur Vout2

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1 9,03V

9,23 V

2200 Ω

20K Ω

Vin = 9,1 volt

3. Untuk mengukur Vout1

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1 1,45 V

9,23 V

470 Ω

20K Ω

Vin = 9,1 volt

4. Untuk mengukur Vout2

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1 8,24V

9,23 V

220 Ω

20K Ω

Vin = 9,1 volt

4.2 Analisa Data

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

1.Menghitung nilai Vout1 dan Vout2 secara teori . Jawab : Untuk mencari Vout1:

Untuk mencari Vout2 :

2. Membandingkan nilai Vout secara praktek dan Vout teori. Vout 1 (praktek)

Vout1(teori)

Vout1 p : Vout1 t

5,95

6,19

1 : 1,01

Vout2 (praktek) 9,03

Vout2 (teori)

Vout2 p : Vout2 t

2,90

1,22 : 1

3. Sumber-sumber ralat dari percobaan ini. Jawab : Nilai ralat muncul karena adanya keterbatasan ketelitian pengukuran. Ralat dapat dipandang sebagai keadaan atau perilaku kesalahan atau nilai ketakpastian yang tidak dapat dihindari karena selalu ada keterbatasan usaha untuk memperkecil. Dibawah ini sumber-sumber ralat : a. Subyek (Pengamat/Pelaku Pengukuran) 1. Pemakaian alat dengan cara yang salah. 2. Efek psikologis (harapan hasil sesuai dengan dugaan). b. Obyek (Obyek yang diukur dan lingkungan pengukuran). 1. Pengaruh faktor luar/lingkungan (misal suhu, tekanan, dll). 2. Obyek berubah karena pengaruh alat ukur.

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

3. Obyek tidak seuniform yang diperkirakan. 4. Alat (alat ukur, alat yang berkaitan dengan obyek dan alat penunjang)

seperti Salah pengkalibrasian, Mempunyai watak non linear.

c. Metode (model teori, Metode pengukuran, teknik pengukuran) 1.Pembulatan. 2. PerhitunganMetode percobaan yang kurang tepat. 3. Teknik pengukuran (misal cara pembacaan meter, penggunaan meter, dll) 4. Menghitung nilai % deviasi pada Vout1 dan Vout2. Jawab: Vout 1 % Deviasi =

x 100 %

% Deviasi = 1,63% Vout 2 % Deviasi =

x 100 %

% Deviasi = 22,57%

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1.Hubungan antara V1 dan V2 dengan harga tegangan yang berbeda yaitu semakin besar tahanan pada R1 semakin besar pula tegangan V1 namun semakin kecil tegangan pada V2 dengan R2 tetap. 2. Semakin jauh kedudukan potensiometer dari posisi pertama atau dari posisi 0 semakin tegangan pada V1 namun tegangan pada V2 semakin kecil. 3. Aplikasi pembagi tegangan  Potensiometer Potensiometer

adalah

variabel

resistor

yang

dapat

digunakan

untuk

membuat/ merancang sebuah pembagi tegangan yang dapat diatur keluarannya.  Sensor Dengan Tahanan Sebagai Output 5.2 Saran 1. Sebaiknya praktikan lebih fokus dalam melakukan praktikum. 2. Sebaiknya praktikan telah mengusai cara merangkai rangkaian pada protoboard. 3. Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam memakai dan melakukan peralatan selama praktikum .

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

DAFTAR PUSTAKA Bartkowiak A Robert. 1985. “Electic Circuit Analisys” .New York:Delia Page 104-109 Belove Charles.1973”Digital Analog Systems Circuit and Divices“.NewYork:Mcgraw-Hill. Page 65-69 Fitzgerald, A. E.dan Umans, D. Stephen. 1992. “Mesin-Mesin Listrik” Jakarta:Erlangga Halaman 568-571 Hayt H. William.2005. “Rangkain Listrik”. Jakarta : Erlangga Halaman 53-55

Medan, 27 November 2017 Asisten

Praktikan

Laboratorium Fisika Gelombang Departemen Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Jl Bioteknologi No.1

(ANDREAS NICO MANURUNG) (KRISNA ARMANDO)