RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Sekolah Mata Pelajaran Kelas / Semester Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Indikator
: : : : : :
SMKN 2 PENGASIH Elektronika Dasar 1/1 Menerapkan Dasar-dasar Elektronika Mengidentifikasi komponen elektronika pasif 1. Dapat menjelaskan Pengertian resistor 2. Dapat menjelaskan fungsi resistor, 3. Dapat mengidentifikasi jenis-jenis resistor, 4. Membaca nilai tahanan resistor 5. Dapat menjelaskan teknik pemakaian
Alokasi waktu
:
resistor dalam rangkaian elektronika 3 x 6 x 45 menit
A. Tujuan Pembelajaran Siswa dapat dan mampu : 1. Menjelaskan Pengertian resistor 2. Menjelaskan fungsi resistor, 3. Mengidentifikasi jenis-jenis resistor, 4. Membaca nilai tahanan resistor 5. Menjelaskan teknik pemakaian resistor dalam rangkaian elektronika B. Materi Pembelajaran •
Pengertian resistor
•
Fungsi resistor,
•
Jenis-jenis resistor,
•
Pembacaan nilai tahanan resistor
•
Teknik pemakaian resistor dalam rangkaian elektronika (rangkaian
resistor seri, parallel, seri-paralel dan kombinasi) C. Metode Pembelajaran o Mencatat o Diskusi o Tanya jawab D. Langkah-Langkah Kegiatan Pembelajaran 1. Kegiatan pendahuluan o Do’a dan salam
o Mereview materi sebelumnya o Menyampaikan tujuan pembelajaran 2.
Kegiatan inti
RESISTOR Resistor merupakan salah satu komponen elektronika yang bersifat pasif yang berguna untuk menghambat arus listrik. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Selain dari bahan karbon resistor juga biasa dibuat dari bahan arang, nikelin, lilitan kawat, pita, film metal, film oksida metal, dan cermet. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut ohm atau dilambangkan dengan symbol Ω (omega). Resistor yang digunakan dalam elektronika dibedakan menjadi 2 yaitu resistor tetap dan resistor tidak tetap.
Gambar 1. Simbol resistor 1. Resitor tetap Resistor tetap adalah Yaitu resistor yang nilainya tidak dapat berubah, jadi selalu tetap (konstan). Resistor ini biasanya dibuat dari nikelin atau karbon. Berfungsi sebagai pembagi tegangan, mengatur atau membatasi arus pada suatu
rangkaian
serta memperbesar dan
memperkecil tegangan. Resistor ini bekerja berdasarkan Hukum Ohm yaitu V = I.R Dari hukum Ohm diketahui bahwa resistansi terbalik dengan arus yang mengalir melaluinya. Jika nilai hambatan semakin besar maka, arusnya semakin kecil dan sebaliknya jika nilaiii hambatan semakin kecil maka arusnya semakin besar.
Gambar 2. Resitor tetap dengan gelang warna Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (electronic Industries Association ) seperti pada tabel dibawah ini ;
Tabel 1. Kode warna resistor Warna Hitam Coklat Merah Jingga Kuning Hijau Biru Ungu Abu-abu Putih Emas Perak Tanpa warna
Gelang 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Gelang 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Gelang 3 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 10-1 10-2
Gelang 4 1 % 2 %
5% 10 % 20 %
Pembacaan tabel harus benar sesuai dengn urutan warna dan besarnya nilai untuk masing-maasing warna pada setiap gelang. Resistansi dibaca dari warna agelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna cokelat, merah, emas, perak ,dan tidak berwarna. Warna gelang toleransi berada pada badan resistor yang paling pojok atau dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang pertama agak sedikit ke dalam. Jumlah gelang pada resistor sesuai dengan besar toleransinya. Resistor dengan toleransi 1 % dan 2 % memiliki 5 gelang, sedangkan resistor dengan toleransi 5 %, 10 %, dan 20 % memiliki 4 gelang. Contoh penggunaan tabel kode warna resitor untuk menghitung besarnya nilai tahanan : a. Resitor 4 gelang dengan warna kuning, ungu, jingga dan emas, nilai tahanannya adalah :
Warna kuning pada gelang 1 bernilai 4
Warna ungu pada gelang 2 bernilai 7 Warna jingga pada gelang 3 bernilai 1.000 Warna emas pada gelang4 bernilai 5 %
Jika dinyatakan dalam Ohm maka nilai toleransinya adalh
47.000 ± 5 % yaitu 2.350 ohm.
Jadi harga resistor tersebut adalah 47.000-2.350 ohm sampai
dengan 47.000+2.350 ohm atau 44,65 Kohm sampai dengan 49,35 Kohm. b. Resitor 5 gelang dengan warna coklat, hitam, hitam, coklat, dan coklat maka nilai tahanannya adalah :
Warna coklat pada gelang 1 bernilai 1
Warna hitam pada gelang 2 bernilai 0 Warna hitam pada gelang 3 bernilai 0 Warna coklat pada gelang 4 bernilai 10 Warna coklat pada gelang 5 bernilai 1 %
Jika dinyatakan dalam Ohm maka nilai toleransinya adalh
1000 ± 1 % yaitu 10 ohm.
Jadi harga resistor tersebut adalah 1000-10 ohm sampai
dengan 1000+10 ohm atau 990 Kohm sampai dengan 1010 Kohm. Resistor mempunyai batas nilai yang disebut toleransi. Presentase toleransi yang dibuat pabrik mempengaruhi niali resistor yang ada dalm batas-batas tertentu sesuai dengan nilai toleransi komponen tersebut. Resistor yang dibuat pabrik mempunyai harga bervariasi mulai dari 0.47 ohm, 0.56 ohm, 1 ohm, 1 Kohm, sampai 20 Mohm. Selain melaui pembacaan warna hambatan resistor juga dapat ditentukan dengan menggunakan kode huruf tertentu yaitu R, K, M. R untuk menyatakan harga Ohm, K untuk menyatakan harga kilo Ohm, dan M untuk menyatakan harga MegaOhm. Misalny 5R4, 1K5, 100K, 2M2 yang berturut-turt berati 54 ohm, 1500 ohm, 100.000 ohm, dan 2.200.000 ohm. Sistem huruf juga digunakan untuk menunjukakan persentase toleransi yaitu F, G, J, K, dan m berturut-turut menunjukan 1 %, 2 %, 5 %, 10 %, 20 %. Misalnya 1K5J maka besarnya nilai tahanan resitor tersbut adalah 1500 ohm dengn toleransi 5 %. 2. Resistor variabel Yaitu resistor yang dapat berubah-ubah besar tahanannya akibat pengaruh faktor luar seperti fotoresitor dan termistor. Fotoresistor adalh sebuah resistor yang nilkai tahanannyadipengaruhi oleh cahaya dan sangat peka terhadap sinar. Sedangkan termistor adalh resitor yang nilai tahananya dapat berubah karena pengaruh panas. a. Trimer
Gambar 3. Simbol trimer Ciri-ciri :
Sering disingkat dengan nama trimpot
Nilai resistansinya dapat diatur denagn menggunakan obeng dengan cara diputar (di-trim)
Sering dipakai sebagai penstabilisasi arus dan tegangan
Umumnya nilai resistansi trimpot menggunakan sistem hitungan atau faktor perkalian yang tertera pada badan resistor. Nilai trimpot tersedia hingga 5 Mohm, toleransi 10 % dan daya 1 W
Gambar 4. Bentuk fisik trimer b.
Potensiometer
Gambar 5. Simbol potensiometer Ciri-ciri : Niali resistansinya dapat diatur dengan memutar gagangnya Terbuat dari bahan gulungan kaeat (wire wound) Ada yang model putar (rotate) ada pula yang model geser (slide) Kerusakan sering terjadi pada keausan kool arang (karbin) Biasanya digunakn untuk pengaturan volume dan penguatan audio frekuensi Di passaran tersedia dengan nilai tahanan 50 ohm hingga 5 Mohm dengan toleransi 10 % - 20 % dengan daya 2 dan 3 Watt.
c.
Gambar 6. Bentuk fisik potensiometer LDR ( light dependent Resistor )
Gambar 7. Simbol LDR Ciri-ciri :
Berfungsi sebagai sensor cahaya
kecil
Bila terkena cahaya nilai resistansinya menjadi lebih
Pada umumnya digunakan pada rangkaian yang berhubungan dengan saklar dan mainan anak-anak.
Gambar 8. Bentuk fisik LDR d. VDR (voltage Dependent resistor) Ciri-ciri : Semakin besar tegangan pada rangkaian maka senakin kecil niali resistansinya
e.
Biasanya digunakn pada rangkaian penstabil tegangan (stabiliser) PTC (positive Tempetarature Coefficient)
Gambar 9. Simbol PTC Ciri-ciri : Pada suhu dingin resistansinya mengecil suhu panas resistansinya membesar
dan pada
Berfungsi sebagai pengaman relay dan sebagai pelindung pada tegangan masukan terhadap beban yang arusnya membesar f.
Umumnya digunakn pada pesawat televisi berwarna
NTC (negative Tempetarature Coefficient
Gambar 9. Simbol NTC Ciri-ciri : Pada suhu dingin nilai resistansinya akan membesar dan pada suhu panas nilai resistansinya akan mengecil
Berfungsi untuk mengkomensasikan temperature panas
Pada umumnya digunakn pada rangkaian transistor penguat akhir dan pada rangkaian penguataudio amplifier Besarnya tahanan yang umum dijual adalah 47 ohm, 100 ohm, dan 200 ohm TEKNIK PEMAKAIAN RESISTOR DALAM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
a. Rangkaian resistor seri Rangkaian resistor secara serial akan mengakibatkan nilai resistansi total semakin besar.
Gambar 10. Resistor seri Pada rangakaian serial berlaku rumus :
Contoh : Jika R1 = 100 Ohm, R2 = 220 Ohm dan R3 = 330 Ohm Maka Rt = R1 + R2 + R3 = 100 + 220 + 330 = 650 Ohm b. Rangkaian resistor paralel rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti semakin kecil.
Gambar 11. Rangkaian resistor paralel Pada rangakaian paralel berlaku rumus :
Contoh : Jika R1 = 100 Ohm, R2 = 220 Ohm dan R3 = 330 Ohm Maka 1/ Rtot = 1/100 + 1/220 + 1/220 = (6,6 + 3 + 2)/660 = 1,6/660 Rtotal = 660 / 1.6 = 56,89 Ohm c. Rangkaian resistor seri-paralel Sambungan seri paralel merupakan sambungan atau rangkaian yang terdiri dari resistor-resistor yang tersambung dalam seri maupun paralel.
Gambar 12. Rangkaian resistor seri paralel Dalam rangkaian ini, R2 paralel dengan R3 kemudian hambatan pengganti (hambatan R1 paralel R2) disambung seri dengan R1 sehingga dapat dicari Rtotal sebagai berikut : R pengganti = R2 // R3 Rtotal = R pengganti + R1 d. Rangkaian “ Bintang” dan “segitiga” Apabila tiga buah resitor disambung dengan jalan ketiga ujungnya disambung menjadi satu, sambungan inti disebut sambungan “bintang” (“Y”), tetapi apabila ketiga resistor disambung dengan jalan ujung yang satu disambung dengan ujung hambatan yang lain disebut sambungan “ segitiga” atau delta. Untuk menyelesaikan persoalan model sambungan tersebut, perlu diubah menjadi sambungan jenis lain tetapi mempunyai nilai yang sama. Sehingga sambungan yang semula berbentuk bintang dapat diganti menjadi sambungan segitiga dan sebaliknya sambungan berbentuk segitiga dapat diubah menjadi bentuk bintang.
Gambar 13. resistor rangkaian bintang
Gambar 14. resistor rangkaian segitiga 1. Sambungan segitiga diubah menjadi sambungan segitiga dan bintang Hambatan R1, R2, R3 merupakan hambatan semula yang tersambung segitiga sedangkan Ra, Rb, Rc merupakan hambatan pengganti yang tersambung bintang.
X R3
Ra
Rc
Rb
Z
R1
R2
Gambar 14.
Y
Sambungan segitiga yang diubah menjadi sambungan bintang Untuk mempermudah maka kita besarnya hambatan diukur dari titik X dan Y, maka besarnya hambatan ditinjau terhadap sambungan segitiga (sambungan semula) yaitu ; Rxy = R1 // R2+R3
besarnya hambatan ditinjau terhadap sambungan bintang : Rxy = R1 // R2 + R3
Besarnya hambatan ditinjau terhadap sambungan bintang : Rxy = Ra + Rb Jadi ditinjau terhadap titik X – Y dadapat persamaam :
Analog jalan diatas dipandang terhadap titik Y – Z didapat
Begitu juga dipandang terhadap titik Z – X didapat :
Bila persamaan (1) dikurangi dengan persamaan (2) didapat :
Hasil ini ditambah persamaan (3)
Sehingga menjadi :
Selanjutnya apabila persamaan (1) dikurangi dengan persamaan (3) kemudian hasilnya ditambah dengan persamaan (2), didapatkan :
Begitu pula persamaan (2) dikurangi dengan persamaan (1) dan kemudian hasilnya ditambah dengan persamaan (3) didapatkan :
Dapat disimpulakan, jika sambungan segitiga diubah menjadi sambungan bintang maka besarnya hambatan pada sambungan bintang memenuhi :
2. Sambungan bintang diubah menjadi sambungan segitiga pada gambar dibawah ini Ra, Rb, Rc merupakan hambatan yng tersambung bintang, sedangkan R1, R2, dan R3 merupakan hambatan-hambatan pengganti yang terhubung segitiga.
X R3
Ra
Rc
Rb
Z
R1
R2
Y
Gambar 15. Sambungan bintang yang diubah menjadi sambungan segitiga Untuk mencari besarnya hambatan pengganti (R1, R2, R3) dapat diperoleh dengan cara sebagai berikut : a. Kalikan Ra dengan Rb; Rb dan Rc; Ra dengan Rc (menggunakan persamaan-persamaan yang didapat dari sambungan segitiga diubah menjadi sambungan bintang) b. Jumlahkan hasil-hasil persamaan tersebut :
Hasil-hasil diatas dijumlahkan sehingga akan didapatkan :
Kemungkinan variasi persamaan
Dari persamaan –persamaan diatas didapat harga hambatan pengganti dari sambungan bintang yang diubah ke segitiga yaitu :
Rangkuman : 1. Resistor merupakan salah satu komponen elektronika yang bersifat pasif yang berguna untuk menghambat arus listrik. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. 2. Resistor yang digunakan dalam elektronika dibedakan menjadi 2 yaitu resistor tetap dan resistor tidak tetap. 3. Resistor tetap adalah Yaitu resistor yang nilainya tidak dapat berubah, jadi selalu tetap (konstan) 4. Resistor variabel merupakan resistor yang dapat berubah-ubah besar tahanannya akibat pengaruh faktor luar seperti Trimer, potensiometer, LDR, NTC, PTC, VDR. 5. Teknik pemakaian resistor dalam rangkaian elektronika dapat dirangkai secara seri, paralel, seri-paralel maupun rangkaian segitiga dan bintang. Rangkaian resistor secara serial akan mengakibatkan nilai resistansi total semakin besar. rangkaian resistor secara paralel akan mengakibatkan nilai resistansi pengganti semakin kecil.
6. Pada rangkaian serial berlaku rumus :
7. Pada rangkaian paralel berlaku rumus :
8. jika sambungan segitiga diubah menjadi sambungan bintang maka besarnya hambatan pada sambungan bintang memenuhi :
9. Sambungan bintang diubah menjadi diatas didapat harga hambatan pengganti dari sambungan bintang yang diubah ke segitiga yaitu :
3. Kegiatan penutup o Melakukan refleksi terhadap pembelajaran yang sudah dilakukan. o Menarik kesimpulan tentang pembelajaran yang sudah dilakukan E.
Sumber Belajar Elektronika arus searah
1. F. 1.
Penilaian Teori
: Wates Juli 2009
Mengetahui, Kepala Sekolah
Guru Bidang Studi
Drs. Syamsul Bachri Djumasa NIP.
Heru Widodo NIP. 131852595
LATIHAN SOAL : Jawablah pertanyaan berikut dengan benar: 1. Tentukanlah nilai resistansi resistor berikut ini : 1) Kuning, abu-abu, ungu, merah, emas (48700 Ω±5 %) 2) Coklat, merah, jingga , coklat (12000 Ω± 1%) 3) ungu, hijau, emas, merah (7,5Ω±2%) 4) abu-abu, merah, hitam, biru, perak (720MΩ±10%) 5) Kuning, jingga, merah, em,as (4300Ω±5%) 6) Merah, kuning, jingga, emas(24KΩ±5%) 7) Kuning, merah, orange, emas, merah (42.3 Ω± 2 %) 8) 0R2 J (resistansi 2 Ω, toleransi 5 %) 9) 2R7 K (resistansi 27 Ω, toleransi 10 %) 10) 3K9 F (resistansi 3900 Ω, toleransi 1 %) 2. Hitunglah nilai resistansi total dari rangkaian di bawah ini : a. nilai R1 = 20 Ohm, R2 = 80 Ohm, R3 = 150 Ohm, R4 = 100 Ohm.
R total = R1 + R2 + R3 + R4 = 20 + 80+150+100 = 350 Ohm b. nilai R1 = 20 Ohm, R2 = 60 Ohm, R3 = 150 Ohm, R4 = 100 Ohm.
1/R total = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4 = 1/20 + 1/60 + 1/150 + 1/100 = (15+5+2+3)/300 = 26/300 R total = 300 / 26 = 11,54 Ohm c. nilai masing-masing R 120 Ω
Rtot
= (R1 +R2)// (R3+R4) = (120+120)//(120+120) = 120Ω d. nilai masing-masing R 120 Ω
Rtot
= (R1//R3)+(R2//R4) = (120//120) + (120//120) = 120 Ω e. nilai masing-masing R 120 Ω
Rtot
= R4 + (R1//R3) + R2 = 120 + (120//120) + 120 = 300 Ω f. nilai masing-masing R 120 Ω
Rangkaian segitiga diubah menjadi rangkaian bintang :
RA
RB
RC
= (R4 x R3) / (R3 + R4 + R5) = (120 x 120)/ (120 +120 +120 ) = 14400 / 360 = 40Ω = (R3 x R5) / (R3 + R4 + R5) = (120 x 120)/ (120 +120 +120 ) = 14400 / 360 = 40Ω = (R4 x R3) / (R3 + R4 + R5) = (120 x 120)/ (120 +120 +120 ) = 14400 / 360 = 40Ω
Rtotal = (R1+RA) // (R2 + RB) + RC = (120 + 40 )// (120 + 40) + 40 = 160//160 + 40 = 120 Ω
TUGAS Jawablah pertanyaan berikut dengan benar : 1. berapakah besar hambatan pengganti antara A dan B, bial besarnya hambatan yang terpasang masing-masing adalah 20 Ω!
2. A dan B dari rangkaian berikut ini :
hitunglah hambatan ekuivalen antara
3. tentukanlah nilai resistansi total apabila R1 = 10 KΩ, R2 = 100 KΩ, R3 = 50 KΩ, R4 = 150 KΩ, R5 = 20 KΩ, R6 = 40 KΩ, R7= 80 KΩ, R8 = 60 KΩ, R9 = 90 KΩ, R10 = 25 KΩ
Kriteria peniaian Teori: No Jenis Soal 1
Uraian
Jumlah Soal 4
Bobot 25 untuk Masingmasing soal
Jumlah 100
Nilai 10 soal uraian adalah 100, batas kelulusan = 80, Bila nilai teori kurang dari 80 peserta diklat dinyatakan belum kompeten dan harus mengulang atau perbaikan.
Kunci Jawaban : 1. Rp1 = ( R4 + R6 ) // ( R3+ R5) = (20 + 20) // (20+20) = 40 // 40 = 20 Ω Rp2 = R12 // R14 = 20 // 20 = 10 Ω Rp3 = Rp2 + R11 = 10 + 20 = 30 Ω Rp4 = Rp3 // (R7 + R8) // (R10 + R9) = 30 // 40 // 40 = 12 Ω Rp5 = Rp4 + R13 = 12 + 20 = 32 Ω Rtotal
= (R1 + R2 +Rp1) // Rp5 = (20 + 20 + 20 )// 32 = 60 // 32
= 20.87 Ω 2. Rp1= R2 // R3//R3 = 20 // 16 //16 = 5.71Ω Rp2 = R4 // R5 = 16//20 = 8,89 Ω Rtotal
= (Rp1 + R6 )// (Rp2 + R7) = (5.71 +16 )// (8,89 + 18) = 21.71 // 26,89 = 12.01 Ω
3. Rp1= R2 // R3 = 100 // 50 = 33,333 K Ω = 33333 Ω Rp2 = R5 // R6 // R7 = 20//40//80 = 11,43 K Ω = 11430 Ω Rp3 = R9 + R10 = 90 + 25 = 115 k Ω = 115000 Ω Rp4 = R1 + Rp1+ R4 + Rp2 + R8 = (10+33,333+150+11,43+60) K Ω = 264,763 K Ω R total = Rp3//Rp4 = 80,176 K Ω
