Pengantar Elektronika RESISTOR ( TAHANAN) STIMIK AKBA 2011

Pengertian : Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya Atau Resistor adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk membagi (menurunkan) tegangan dan mengatur kuat arus listrik.

Simbol dari Resistor (Tahanan)

Untuk menentukan nilai tahanan dapat dilakukan /digunakan “ HUKUM OHM “ yang berbunyi “ Besarnya arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian berbanding lurus dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan tahanan yang dinyatakan dengan rumus: 𝑅= 𝑉 𝐼 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝐸 𝐼 Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega) Dimana : V= E = besarnya tegangan dalam satuan volt I = kuat arus yang mengalir dalam rangkaian dalam satuan ampere

Fungsi resistor dapat diumpamakan dengan sekeping papan yang dipergunakan untuk menahan aliran air yang deras di selokan/parit kecil. Makin besar nilai tahanan, makin kecil arus dan tegangan listrik yang melaluinya. Adapun fungsi lain resistor dalam rangkaian elektronika, yaitu : a. Menahan arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika. b. Menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika. c. Membagi tegangan, dll.

Macam - Macam Tahanan Tahanan Tetap Tahanan yang Variabel (Variabel Resistor) yang dapat diatur secara manual Tahanan variable yang di pengaruhi lingkungan

a. Tahanan Tetap (Fixed Resistor) Tahanan tetap yaitu nilai tahanannya telah atau sudah ditetapkan pada produksinya. Nilai tahanan ada yang tertulis langsung dibadannya, ada juga yang memakai kode warna dengan nilai yang tertentu besar nya. Resistor ini biasanya dibuat dari nikelin atau karbon Lambang Resistor tetap

Jenis-jenis Tahanan Tetap (Fixed Resistor) Tipe atau jenis resistor saat ini sangat beragam, tergantung dari pemakain untuk suatu sistem elektronika yang akan kita rancang, yaitu : 1. Precision Wirewound resistor Merupakan tipe resistor yang mempunyai tingkat keakuratan sangat tinggi sampai 0.005% dan TCR (Temperature coeffisient of resistance) sangat rendah. Sehingga sangat cocok digunakan untuk aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan yang sangat tinggi. Tetapi jangan menggunakan jenis ini yang rendah untuk aplikasi rf (radio frequency) sebab mempunyai Q resonant frequency. Contoh aplikasi penggunaan resistor ini adalah DC Measuring equipment, reference gulators dan decoding Network

2. NIST Standard resistor NIST (National Institute of Standard and Technology) merupakan tipe resistor dengan tingkat verifikasi keakuratan sangat stabil. Keakuratan paling tinggi yaitu 0.001%. Komponen ini biasanya digunakan sebagai standard dari suatu alat ukur resistive

3. Power Wirewound resistor Biasanya resistor ini digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan daya yang yang sangat besar. Komponen ini dapat mengatasi daya yang besar dibandingkan dengan resistor yang lain. Karena panas yang ditimbulkan cukup besar biasanya resistor ini dilapisi oleh bahan seperti ic Tube, Ceramic rods, anodized aluminum, Ceram, fiberglass, mandels, dll. Gambar diatas merupakan contoh dari Power Wirewound resistor

4. Fuse Resistor Komponen ini selain berfungsi sebagai resistor, juga berfungsi sebagai sekering. Pada kondisi normal suhu dari resistor ini akan panas ketika ada arus yang melaluinya.

5. Carbon Composition Ini merupakan salah satu tipe resistor yang banyak sekali dijual dipasaran. Biasanya untuk nilai hambatan yang besar, misalnya 1K2, 2K2, 4K7, dll mudah mencarinya. Tetapi untuk nilai hambatan yang kecil, misalnya 2., 3., dll susah dicari. Resistor ini memiliki koefisien temperature dengan batas 1000 ppm/°C terhadap nilai hambatannya, dimana nilai hambatannya akan turun ketika suhunya naik. Selain itu resistor tipe ini juga memiliki koefisien tegangan, dimana nilai hambatan akan berubah ketika diberi tegangan. Semakin besar tegangan maka semakin besar perubahannya. Voltage Rating dari resistor Carbon Composition ditentukan berdasarkan ukuran fisik, nilai, dan dayanya. Pada saat menggunakan resistor jenis ini diharapkan agar berhati–hati didalam perancangan, karena dapat menghasilkan noise dimana noise ini tergantung pada nilai dari resistor dan ukurannya.

6. Carbon Film Resistor Resistor jenis Carbon Film mempunyai karakteristik yang sama dengan resistor carbon composition cuma noise, voltage coeficient, temperature coeficient nilainya lebih rendah. Carbon Film Resistor dibuat dengan memotong batangan keramik yang panjang dan kemudian dicampur dengan material karbon. Frekuensi respon dari resistor ini jauh lebih bagus dibandingkan dengan wirewound dan lebih bagus lagi dibandingkan dengan carbon composition.

7. Metal Film Resistor Metal Film resistor merupakan pilihan terbaik dari jenis resistor Carbon composition dan carbon film. Bahan dasar pembuat dari resistor ini adalah metal dan keramik, bahan ini mirip wirewound.

8. Foil Resistor. Resistor ini mempunyai karakteristik yang sama dengan jenis metal film. Kelebihan utama dibandingkan dengan metal film adalah tingkat kestabilannya yang lebih tinggi, TCR paling kecil, dan frek respon tinggi. Selain kelebihan terdapat pula kelemahan yaitu nilai maksimum dari resistor ini lebih kecil dari nilai resistor metal film. Resistor ini biasanya dipakai di dalam strain gauge, nilai strain dapat diukur berdasarkan perubahan nilai resistansinya.

9. Power Film Resistor Material yang digunakan untuk membuat resistor ini sama dengan jenis metal film dan carbon film. Tetapi karakteristik dayanya lebih tinggi. Power film resistor mempunyai nilai yang lebih tinggi dan respon frekuensi yang lebih baik dibandingkan Power wirewound resistor. Resistor ini banyak digunakan untuk aplikasi power karena membutuhkan frekuensi respon yang baik. Biasanya memiliki daya yang tinggi dan nilai yang lebih besar daripada power wirewound resistor komponen ini memiliki toleransi yang cukup lebar

b. Tahanan yang Variabel (Variabel Resistor) yang dapat diatur secara manual Tahanan variabel yaitu tahanan yang dapat diubah-ubah nilainya resistansinya dari nol hingga batas maksimum yang telah ditentukan oleh produsen.

Simbol dan gambar Resistor Variabel

Jenis-Jenis Tahanan Variabel yang dapat diubah manual 1.TRIMER POTENSIO(TRIMPOT) Nilai perlawanan nya dapat ditrim dengan mengunakan obeng. Alat ini banyak dipakai pada sirkit stabilisasi arus dan tegangan. Nilai ukur Ohmnya ada yang tertulis langsung (misal 5K),ada juga yang memakai sistim hitungan . Contoh: Pada badan nya tertulis 502 (angka terakhir = banyak nya nol) Angka terakhir 2 =banyak nol dua(00) Ini berarti nilai nya = 5000 =5K Pada badan nya tertulis 203 (angka terakir = banyak nya nol ) Angka terakhir 3 =banyak nol tiga (000) ini berarti nilai nya =20000Ω =20K

Jenis-Jenis Tahanan Variabel yang dapat diubah manual 2.POTENSIO METER (CONTROL POTENSIO METER) Ada dua model potensio yaitu yang model putar dan model slide. Alat ini dipakai untuk keperluan pengatur volume suara, pengatur nada bass –trebel, pengatur balance dan lain –lain. Ada dua jenis potensiometer berdasarkan pemakaiannya: Potensiometer Linear, digunakan untuk pengatur balance dan nada. Yang ditandai dengan Lin / B (misal: Lin 50K / B 50K). Poteniometer Logaritmic, digunakan untuk pengatur volume. Yang ditandai dengan Log / A (misal: Log 50K / A 50K).

C. Tahanan variable yang di pengaruhi lingkungan Sesuai dengan namanya tahanan ini bekerja dipengaruhi oleh kondisi lingkungannya, baik suhu, cuaca, dll

Jenis-Jenis Tahanan Variabel yang dipengaruhi lingkungan 1. NTC THERMISTOR (NTC = Negatif Temperature Coeficient). Sifat NTC yaitu pada waktu dingin (temperatur udara biasa) nilai tahanannya besar, setelah panas nilai tahanannya menurun / mengecil. Nilai tahanannya yaitu 170Ω, 200Ω, 100Ω, 47Ω, dll. NTC digunakan pada transistor penguat akhir. 2. PTC THERMISTOR (PTC = Positif Temperatur Coefficient) Sifat PTC yaitu pada udara biasa nilai tahanannya kecil dan saat panas nilai tahanannya besar. PTC digunakan untuk melindungi voltase suply terhadap beban yang mengambil arus terlalu besar. 3. VDR (VOLTAGE DEPENDENT RESISTOR) VDR adalah resistor yang nilai hambatannya tergantung dari besarnya tegangan, dimana pada kenaikan tegangannya, maka nilai hambatannya akan turun. 3. LDR (Light Dependent Resistor) Resistor LDR adalah resistor yang nilai hambatannya akan menurun jika terkena cahaya.

Toleransi Toleransi adalah besarnya persentase nilai tahanan yang diizinkan sehingga menghasilkan nilai maksimum dan nilai minimum.

MENENTUKAN NILAI TAHANAN RESISTOR Dalam menentukan nilai resistansi pada resistor ada dua hal yang perlu dilihat yaitu : Kode Warna Resistor Kode Huruf Resistor

1. Kode Warna Resistor Kode warna pada resistor menyatakan harga resistansi dan toleransinya. Semakin kecil harga toleransi suatu resistor adalah semakin baik, karena harga sebenarnya adalah harga yang tertera ± harga toleransinya. Misalnya suatu resistor harga yang tertera = 100 Ω mempunyai toleransi 5%, maka harga sebenarnya adalah: Harga resistor = 100 – (5% x 100) s/d 100 + (5% x 100) = 95 Ω s/d 105 Ω. Terdapat resistor yang mempunyai 4 gelang warna dan 5 gelang warna seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

Arti kode warna pada resistor 4 gelang adalah : Gelang 1 = Angka pertama Gelang 2 = Angka kedua Gelang 3 = Faktor pengali Gelang 4 = Toleransi Arti kode warna pada resistor 5 gelang adalah : Gelang 3 = Angka ketiga Gelang 4 = Faktor pengali Gelang 5 = Toleransi

Untuk resistor jenis carbon maupun metalfilm biasanya digunakan kode-kode warna sebagai petunjuk besarnya nilai resistansi (tahanan) dari resistor. Resistor ini mempunyai bentuk seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk cincin kode warna, kode ini untuk mengetahui besar resistansi tanpa harus mengukur besarnya dengan ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association) Besaran resistansi suatu resistor dibaca dari posisi cincin yang paling depan ke arah cincin toleransi. Biasanya posisi cincin toleransi ini berada pada badan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan posisi cincin yang pertama agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut. Kalau kita telah bisa menentukan mana cincin yang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya Jumlah cincin yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3 cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 cincin (tidak termasuk cincin toleransi). Cincin pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan cincin terakhir adalah faktor pengalinya

Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resistor pada suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya atau daya maksimum yang mampu ditahan oleh resistor. Karena resistor bekerja dengan di aliri arus listrik, maka akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar : Semakin besar ukuran fisik suatu resistor, bisa menunjukkan semakin besar kemampuan disipasi daya resistor tersebut

2. Kode Huruf dan Angka Resistor Resistor yang mempunyai kode angka dan huruf biasanya adalah resistor lilitan kawat yang diselubungi dengan keramik/porselin, seperti terlihat pada gambar di bawah ini : - 82 k Ω 5% 9132 W 82 k Ω berarti besarnya resistansi 82 k Ω (kilo ohm) 5% berarti besarnya toleransi 5% 9132 W adalah nomor serinya - 5 W 0,02 Ω J 5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt 0,22 Ω berarti besarnya resistansi 0,22 Ω J berarti besarnya toleransi 5% - 5 W 22 R J 22 R berarti besarnya resistansi 22 Ω - 5 W 1 k Ω J 5 W berarti kemampuan daya resistor besarnya 5 watt 1 k Ω berarti kemampuan besarnya resistansi 1 k Ω J berarti besarnya toleransi 5% - 5 W R 1 k 5 W berarti kemampuan daya resistor sebesar 5 watt R 1 K berarti besarnya resistansi 1 k Ω - RSN 2 P 22 kk RSN 2 P berarti nomor seri resistor 22 k berarti besarnya resistansi 22 k Ω k berarti besarnya toleransi 10% - 1 k 5 berarti besarnya resistansi 1,5 k Ω

Rangkaian Resistor Ada tiga macam sambungan hambatan/resistor, yaitu : Sambungan seri, Sambungan paralel dan Sambungan campuran (seri-paralel).

1. Sambungan Seri Sambungan seri disebut juga sambungan deret. Resistor-resistor dikatakan sambungan seri apabila dua resistor atau lebih disambung dengan cara ujung akhir dari resistor pertama disambungkan dengan ujung awal dari resistor kedua, ujung akhir resistor kedua disambungkan dengan ujung awal resistor ketiga dan seterusnya. Contoh pada Gambar dibawah : tiga buah hambatan yaitu: AB, CD, EF disambung seri Gambar Rangkaian seri Rangkaian di atas menunjukkan, ujung B disambung dengan ujung C dan ujung D disambung dengan ujung E

Untuk mengetahui berapa besar satu hambatan pengganti dari sambungan seri dari beberapa hambatan, dapat dibuktikan dengan menggunakan hukum Ohm dan Kirchoff. Hal ini dapat dijelaskan dengan menggunakan Gambar dibawah ini : Pada rangkaian resistor seri di atas ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu : Arus listrik yang mengalir pada ketiga resistor sama. Drop tegangan pada tiap resistor berbeda jika besar resistansi sama. Jumlah dari ketiga drop tegangan sama dengan tegangan sumber. Untuk menghitung resistansi ekivalen dari ketiga resistor adalah sebagai berikut.

Gambar : Resistor Paralel 2. Sambungan Paralel Jika resistor R1, R2,R3 disusun seperti gambar dibawah ini, maka disebut dengan susunan paralel. Gambar : Resistor Paralel Pada rangkaian resistor paralel ada beberapa hal yang perlu diperhatikan diantaranya : 1. Drop tegangan pada setiap resistor sama. 2. Arus pada setiap resistor berbeda sesuai hukum ohm. 3. Arus total merupakan jumlah dari ketiga arus cabang.

Untuk menghitung resistansi ekivalen dari susunan resistor paralel sebagai berikut :

3. Sambungan Seri dan Paralel Sambungan seri-paralel merupakan sambungan atau rangkaian yang terdiri dari resistor-resistor yang tersambung dalam “sistem seri” maupun “sistem paralel”. Sebagai contoh dapat dilihat pada Gambar di bawah ini. Gambar : Rangkaian Sambungan Seri dan Paralel Dalam rangkaian/sambungan ini, R2 paralel dengan R3, kemudian hambatan penggantinya (RBC) disambung seri dengan R1.

Untuk mencari hambatan pengganti dari sambungan di atas yaitu besarnya hambatan antara titik A – C dapat dilakukan dengan terlebih dahulu mencari hambatan pengganti antara titik B – C, yaitu RBC yang diseri dengan R1 dan R2 dengan R3. Selanjutnya RBC ini diseri dengan R1 yang hasilnya merupakan hambatan pengganti antara titik A – C yang disebut RAC. Untuk lebih jelasnya perhatikan Gambar (a) dan (b) di bawah ini. (a) (b) Gambar Hasil Penyederhanaan