Tentang menghitung tegangan dan resistor pembagi tegangan

Semester ini saya memberanikan diri melamar menjadi tutor praktikum, atau istilahnya di kampus saya ini adalah lab demonstrator. Sudah ada keinginan untuk menuliskan pengalaman menarik ini di post terpisah (apalagi menulis perbandingannya dengan pelaksanaan praktikum di Indonesia… yang ternyata nggak beda-beda amat lho! Semoga ada waktu 🙂 .). Kali ini saya ingin berbagi tips dan trik yang saya kemarin-kemarin bagi kepada para mahasiswa tahun pertama ini, yang masih sering bingung dengan cara menghitung tegangan dan arus dalam rangkaian.

Praktikum yang saya ampu adalah bagian dari mata kuliah listrik dasar di tahun pertama, yang isinya antara lain adalah komponen rangkaian listrik, hukum Kirchhoff, hubungan seri dan paralel, teorema rangkaian seperti Thévenin dan Norton, dan seterusnya. Saya baru saja melewati minggu pertama praktikum (alias minggu keempat perkuliahan), di mana topik praktikumnya adalah perkenalan penggunaan alat ukur (listrik). 

Ada rangkaian seperti ini, dan mahasiswa perlu menghitung arus yang melewati masing-masing resistor.

blog voltage divider

Dari tiga sesi praktikum, selalu ada yang tidak tahu atau keliru caranya menghitung arus. Walaupun pada umumnya semua sudah tahu persamaan arus (I), tegangan (V), dan resistor (R):

I = V/R

selalu ada yang kurang teliti: R yang mana? V yang mana? Selalu ada yang menggunakan satu nilai V yang tercantum pada gambar: 5 V.

Kalau sudah begitu, biasanya saya akan mengubah posisi resistor 220 Ohm seperti ini:

blog voltage divider 2

Menurut saya, kalau digambar begini, lebih kelihatan kalau tegangan 5 V itu sebenarnya “dibagi-bagi”. Jadi kalau mau menghitung I yang lewat R 220 Ohm, V nya bukan yang 5 V tentunya.

Biasanya mereka lalu bilang “Okay now I see it.”. Lalu sering dilanjutkan dengan “So how can I know the voltage across the 220 Ohm resistor?” -______- yang sebetulnya sudah mereka hitung dan ukur di percobaan sebelumnya -______-.

Biasanya saya akan gambar lagi gambar seperti di kiri bawah ini:

blog voltage divider 3

“Ini gambar yang mirip seperti yang tadi. Tapi resistornya cuma dua. Lalu resistornya nilainya sama persis. Kamu bisa tahu nilai tegangan V23 (resistor atas) dan V31 (resistor bawah)?”

“Oiya, nilainya sama-sama 2.5 V.” (Ada juga yang nggak langsung bisa menjawab, tapi harus menghitung I dulu. Barulah saat dia menghitung persamaan V = IR dia sadar bahwa “Oh jadi tegangan resistor ini itu “pecahan” dari tegangan 5V itu.. dan rasionya tegangan antara kedua resistor itu sama seperti rasio nilai resistansinya… ok mengerti!”

Makanya ada istilah pembagi tegangan atau voltage divider.

Kadang saya gambarkan rangkaian yang di sebelah kanan, saya bilang ayo kita gunakan nilai resistor yang mudah, lalu minta mereka menebak nilai V23 dan V31. Sungguh senang rasanya saat mereka heran karena mereka bisa menjawab dengan mudah. “Ternyata mudah ya! Sekarang saya paham.” dan nggak jarang ada yang nyadar “Hey we did this already!

Dan biasanya juga saya akan berkomentar, itu trik yang saya lakukan untuk diri sendiri.. Menyederhanakan atau mengganti dengan bilangan yang lebih “mudah”. “Now, if you know how to calculate the current and voltage for this circuit, can you do that for the one you’re supposed to do?”

Yup!”

Good!”

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s