Hukum Kirchoff dan Superposisi TUJUAN PERCOBAAN
Mempelajari penggunaan hokum Kirchoff dan teorema Superposisi untuk menghitung arus atau tegangan pada suatu cabang
PENDAHULUAN
Untuk memecahkan-persoalan rangkaian yang kompleks (rangkaian terdiri dari beberapa buah sumber tegangan atau sumber arus serta beberapa buah beban), maka diperlukan hukum-hukum rangkaian. Hukum-hukum rangkaian yang sering dipergunakan antara lain: 1. Hukum Kirchhoff 2. Teorema Superposisi Hukum Kirchhoff I berbunyi, bahwa jumlah aljabar dari arus yang masuk (menuju), dan arus yang keluar (meninggalkan) pada suatu junction sama dengan nol. Ii = 0 I1 + i2 – i3 + i4 – i5 = 0 Dimana: -
Arus yang masuk (i1, i2 dan i4) diberi tanda positif
-
Arus yang keluar (i3 dan i5) di beri tanda negatif
Gambar 1
Hukum Kirchhoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar dari tegangan pada suatu lintasan tertutup sama dengan nol.
DIKTAT LABORATORIUM DASAR PENGUKURAN ELEKTRONIKA
40
Lintasan tertutup : a – b – c – d – e – a : ∑V = 0 Vab + Vbc + Vcd + Vde + Vea = 0
Gambar 2 Teorema Superposisi Dalam suatu rangkaian yang bersifat linier (memenuhi persamaan V = di dv Ri, V = L atau I = c , maka respon (akibat) yang disebabkan oleh dt dt beberapa buah sumber tegangan atau sumber arus sama dengan jumlah aljabar respon yang diakibatkan oleh sumber-sumber itu jika bekerja sendiri-sendiri, sedangkan sumber yang lain diganti dengan tahanan dalamnya. Berikut ini adalah penjelasan penggunaan teorema superposisi pada rangkaian Arus yang mengalir pada R2 adalah i = i1 + i2 Untuk sumber tegangan yang sedang tidak aktif, maka sumber tegangan digantikan dengan Rd=0 sehingga rangkaian di short Untuk sumber arus yang sedang tidak aktif, maka sumber arus digantikan dengan Rd=~, sehingga rangkaian di open i1 =
R2 = i1 rumus R2 R3
pembagi arus i2 =
R1 = i2 rumus R1 R3
pembagi arus
Gambar 3 DIKTAT LABORATORIUM DASAR PENGUKURAN ELEKTRONIKA
41
Hukum-hukum rangkaian diatas dapat berlaku untuk arus searah atau arus bolak - balik, dalam percobaan ini hanya dilakukan untuk rangkaian arus searah. ALAT – ALAT YANG DIGUNA KAN
-
2 buah sumber daya searah
-
2 buah multimeter sanwa
-
1 buah Protoboard
-
R1 = 2,2 KΩ; R2 = 1 KΩ; R3 = 4,7 KΩ
-
Kabel-kabel penghubung
DIAGRAM RANGKAIAN
Gambar 4 PROSEDUR MELAKUKAN PERCOBAAN
1. Dengan Hukum Kirchhoff 1) Buatlah rangkaian seperti Gambar 4 2) Ukurlah tegangan dan arus untuk tiap-tiap tahan yang terdapat pada rangkaian di atas. (Catatlah hasil pengukuran pada Tabel 1)
DIKTAT LABORATORIUM DASAR PENGUKURAN ELEKTRONIKA
42
2. Dengan Teorema Superposisi 1) Rangkaian seperti Gambar 4. 2) Gantilah sumber tegangan V2 dengan tahanan dalamnya (terminalnya dihubung singkat). 3) Ukurlah arus dan tegangan pada tiap resistor. Catatlah hasil pengukuran saudara pada Tabel 2. 4) Ulangi langkah 2 dan 3 untuk sumber tegangan V1 5) Pasanglah V1 dan V2 bersama-sama, ukuranlah tegangan dan arus untuk setiap resistor. PERTANYAAN/ TUGAS
1. Bandingkanlah hasil perhitungan dan pengukuran baik dengan hukum Kirchhoff atau dengan Teorema Superposisi. Apakah ada perbedaan ? Jelaskan jawaban saudara ! 2. Menurut pendapat saudara, kapankah Teorema Superposisi dipergunakan? 3. Apakah multimeter yang saudara pergunakan mempengaruhi hasil pengukuran ? Jelaskan ! 4. Dari Percobaan ini, apakah kesimpulan saudara ?
JAWABAN PERTANYAAN/ TUGAS
1. Tidak ada perbedaan pada hasil yang telah dihitung dengan teorema superposisi dan hukum kirchor, yang berbeda disini hanyalah cara menghitungnya. 2. Teorema superposisi digunakan jika dalam suatu rangkaian terdapat lebih dari 1 sumber tegangan atau sumber arus. 3. Iya berpengaruh, sebab jika kita salah mengkalibrasi atau salah dalam melihat nilai yang ditunjukan pada multimeter maka akan berpengaruh pada hasil pengukuran. 4. Kesimpulan yang kelompok kami dapat pada praktikum kali ini adalah, kita dapat mengukur arus ataupun volt dengan berbagai macam cara, contohnya ialah dengan menggunakan 2 cara, yaitu teorema superposisi dan hokum kirchof, walaupun cara perhitungannya berbeda, tapi hasilnya tetap sama. Jika berbeda, berarti terdapat kesalahan perhitungan pada salah satu metode itu.
DIKTAT LABORATORIUM DASAR PENGUKURAN ELEKTRONIKA
43
LEMBAR DATA PERCOBAAN
NO. PERCOBAAN
:
6
JUDUL
:
Rangkaian Tahanan yang Dihubungkan Seri dan Paralel
NAMA PRAKTIKAN
:
1. Novita Setya Utami 3. Patrick Enrico Revo Hizkia 2. Rahayu Puji Astuty 3. Redho Maulana
KELAS/ GROUP
:
Teknik Telekomunikasi 1B ( TT-1B )
PENYERAHAN LAPORAN :
21 Novermber 2016
KETERANGAN
Sudah Menyelesaikan Praktikum
:
DIKTAT LABORATORIUM DASAR PENGUKURAN ELEKTRONIKA
44
LEMBAR DATA PERCOBAAN
Tabel 1 BESARAN YANG DIUKUR RESISTOR
TEGANGAN (V) HASIL PENGUKURAN
TEGANGAN (V) ARUS (mA) HASIL PERHI- HASIL PENGUTUNGAN KURAN
ARUS (mA) HASIL PERHITUNGAN
R1
7,2
5,128
9,4
2,331
R2
2,4
0,87
3,2
0,87
R3
4,8
6,866
6,4
1,461
Catatan : Perhatikan polaritas dari meter pada waktu mengukur arus dan tegangan pada tiap-tiap resistor.
Depok, Pengajar Praktikum
.......................................... NIP
DIKTAT LABORATORIUM DASAR PENGUKURAN ELEKTRONIKA
45
LEMBAR DATA PERCOBAAN Tabel 2 Besaran Yang di Ukur
Resistor
TEGANGAN PARSIAL PADA RESISTOR (V) DIUKUR DIHITUNG V1=12V V2=6V V1=12V V2=6V
TEGANGAN TOTAL PADA RESISTOR (V1 = 12V & V2 = 6V) (V) DIUKUR
DIHITUNG
ARUS TOTAL MELALUI RESISTOR (V1 = 12V & V2 = 6V) (mA)
ARUS PARSIAL MELALUI RESISTOR (mA) DIUKUR DIHITUNG V1=12V V2=6V V1=12V V2=6V
DIUKUR
DIHITUNG
R1
8,8
1,8
8,73
2,4
7,2
5,128
11,2
0,86
3,97
1,63
9,4
2,331
R2
3,6
0,96
3,25
3,598
2,4
0,87
4
0,7
3,27
2,4
3,2
0,87
R3
3,4
1,6
3,25
3,598
4,8
6,866
4,4
0,86
0,691
0,765
6,4
1,461
Depok, Pengajar Praktikum
................................................. NIP
DIKTAT LABORATORIUM DASAR PENGUKURAN ELEKTRONIKA
39
46
