Resistor Listrik: Apa Itu dan Fungsinya? (Dengan Contoh)

Bidang: Listrik Dasar

China

Apa itu Resistor Listrik?

Resistor (juga dikenal sebagai resistor listrik) didefinisikan sebagai elemen listrik pasif dua terminal yang menyediakan elemen listrik pasif yang memberikan resistansi listrik terhadap aliran arus. Resistansi adalah ukuran hambatan terhadap aliran arus dalam resistor. Semakin besar resistansi resistor, semakin besar pula penghalang terhadap aliran arus. Ada banyak jenis jenis resistor, seperti termistor.

Dalam rangkaian listrik dan elektronik, fungsi utama resistor adalah untuk "menghambat" aliran elektron, yaitu arus listrik. Itulah sebabnya disebut "resistor".

Resistor adalah elemen listrik pasif. Ini berarti mereka tidak dapat memberikan energi ke rangkaian, dan sebaliknya, mereka menerima energi dan mengubahnya menjadi panas selama ada arus yang mengalir melaluinya.

Resistor yang berbeda digunakan dalam rangkaian listrik dan elektronik untuk membatasi aliran arus atau menghasilkan penurunan tegangan. Resistor tersedia dalam berbagai nilai resistansi dari pecahan Ohm (Ω) hingga jutaan Ohm.

Menurut hukum Ohm, tegangan (V) di seberang resistor secara langsung proporsional dengan arus (I) yang mengalir melaluinya. Di mana resistansi R adalah konstanta proporsionalitas.

Apa Fungsi Resistor?

Dalam rangkaian listrik dan elektronik, resistor digunakan untuk membatasi dan mengatur aliran arus, membagi tegangan, menyesuaikan tingkat sinyal, bias elemen aktif, dll.

Sebagai contoh, banyak resistor dihubungkan secara seri digunakan untuk membatasi arus yang mengalir melalui dioda pencahaya (LED). Contoh lain dibahas di bawah ini.

Lindungi Terhadap Lonjakan Tegangan

Rangkaian penahan adalah kombinasi seri dari resistor dan kapasitor yang dihubungkan paralel dengan tiristor digunakan untuk menekan kenaikan cepat tegangan di seberang tiristor. Ini dikenal sebagai rangkaian penahan yang digunakan untuk melindungi tiristor terhadap $\frac{dv}{dt}$ .

Resistor juga digunakan untuk melindungi lampu LED terhadap lonjakan tegangan. Lampu LED sensitif terhadap arus listrik yang tinggi, dan oleh karena itu akan rusak jika tidak menggunakan resistor untuk mengontrol aliran arus listrik melalui LED.

Memberikan Tegangan yang Tepat dengan Membuat Penurunan Tegangan

Setiap elemen dalam rangkaian listrik, seperti lampu atau saklar, membutuhkan tegangan tertentu. Untuk itu, resistor digunakan untuk memberikan tegangan yang tepat dengan membuat penurunan tegangan di seberang elemen.

Apa yang Diukur Sebagai Hambatan Listrik (Satuan Resistor)?

Satuan SI untuk resistor (hambatan listrik diukur dalam) Ohm dan dilambangkan dengan Ω. Satuan ohm (Ω) dinamai untuk menghormati fisikawan dan matematikawan Jerman hebat Georg Simon Ohm.

Dalam sistem SI, satu ohm setara dengan satu volt per ampere. Dengan demikian,

$\begin{align*} 1\,\,Ohm = 1 \frac{Volt}{Ampere} \end{align*}$

Oleh karena itu, resistor juga diukur dalam volt per ampere.

Resistor diproduksi dan ditentukan dalam berbagai rentang nilai. Oleh karena itu, satuan turunan dari resistor dibuat sesuai dengan nilainya seperti milliohm (1 mΩ = 10-3 Ω), kiloohm (1 kΩ = 103 Ω) dan megaohm (1 MΩ = 106 Ω), dll.

Simbol Sirkuit Resistor Listrik

Ada dua simbol sirkuit utama yang digunakan untuk resistor listrik. Simbol paling umum untuk resistor adalah garis zig-zag yang banyak digunakan di Amerika Utara.

Simbol sirkuit lainnya untuk resistor adalah persegi panjang kecil yang banyak digunakan di Eropa dan Asia, dan ini disebut simbol resistor internasional.

Simbol sirkuit untuk resistor seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Screenshot WeChat for Business_1710134355893.png — Simbol Resistor

Screenshot WeChat for Business_1710134362141.png — Simbol Resistor

Resistor Seri dan Paralel

Rumus Resistor Seri

Rangkaian di bawah ini menunjukkan sejumlah resistor n yang terhubung secara seri.

Jika dua atau lebih resistor terhubung secara seri, maka resistansi setara dari resistor yang terhubung seri sama dengan jumlah resistansi individu mereka.

Secara matematis, hal ini dinyatakan sebagai

$\begin{align*} R_e_q_. = R_1 + R_2 + ........ + R_n \end{align*}$

$\begin{align*} R_e_q_. = \sum_{i=1}^{n} R_n \end{align*}$

Dalam koneksi seri, arus yang mengalir melalui setiap resistor individu tetap konstan (yaitu, arus melalui setiap resistor adalah sama).

Contoh

Seperti ditunjukkan dalam rangkaian di bawah ini, tiga resistor, 5 Ω, 10 Ω, dan 15 Ω, terhubung secara seri. Cari resistansi ekuivalen dari resistor yang terhubung secara seri.

Solusi:

Data yang Diberikan: $R_1 = 5 \,\,\Omega, R_2 = 10 \,\,\Omega$ dan $\,\,R_3 = 15 \,\,\Omega$

Menurut rumus,

$\begin{align*} \begin{split} & R_e_q_. = R_1 + R_2 + ........ + R_n \\ & = 5 + 10 + 15 \\ & R_e_q_.= 30\,\,\Omega \end{split} \end{align*}$

Dengan demikian, kita mendapatkan hambatan ekuivalen dari resistor yang tersambung seri adalah 30 Ω.

(perhatikan bahwa diagram sirkuit di atas menyatakan 25 Ω. Ini adalah kesalahan ketik, jawaban yang benar adalah 30 Ω)

Rumus Resistor Paralel

Rangkaian di bawah ini menunjukkan sejumlah n resistor yang terhubung secara paralel.

Jika dua atau lebih resistor terhubung secara paralel, maka hambatan ekuivalen dari resistor yang terhubung paralel sama dengan kebalikan dari jumlah kebalikan hambatan individu.

Secara matematis, ini dinyatakan sebagai

$\begin{align*} \frac{1}{R_e_q_.} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + ........ + \frac{1}{R_n} \end{align*}$

$\begin{align*} R_e_q_. = \sum_{i=1}^{n} \frac{1}{R_n} \end{align*}$

Dalam koneksi paralel, tegangan yang mengalir melalui setiap resistor individual tetap konstan (yaitu, tegangan melalui setiap resistor adalah sama).

Sirkuit Resistor (Contoh Aplikasi)

Resistor Pembatas Arus LED

Membatasi arus sangat penting pada LED. Jika terlalu banyak arus mengalir melalui LED, LED akan rusak. Oleh karena itu, digunakan resistor pembatas arus untuk membatasi atau mengurangi arus ke LED.

Resistor pembatas arus dihubungkan secara seri dengan LED untuk membatasi arus yang mengalir melalui LED ke nilai yang aman. Misalnya, seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini, resistor pembatas arus dihubungkan secara seri dengan LED.

Hitung Nilai Yang Diperlukan dari Resistor Pembatas Arus

Saat menghitung nilai resistor pembatas arus, kita perlu mengetahui tiga spesifikasi atau nilai karakteristik LED:

Tegangan maju LED (dari datasheet)
Arus maju maksimum LED (dari datasheet)
VS = tegangan sumber

Tegangan maju adalah tegangan yang diperlukan untuk menyalakan LED, dan biasanya antara 1.7 V hingga 3.4 V, tergantung pada warna cahaya LED. Arus maju maksimum adalah arus yang mengalir secara berkelanjutan melalui LED, dan biasanya sekitar 20 mA untuk LED dasar.

Sekarang, kita dapat menghitung nilai tahanan pembatas arus yang diperlukan menggunakan persamaan berikut,

$\begin{align*} R = \frac{V_S - V_F}{I_F} \end{align*}$

Di mana, $V_S$ = Tegangan Suplai

$V_F$ = Tegangan Maju

$I_F$ = arus maju maksimum

Mari kita lihat contoh perhitungan nilai tahanan pembatas arus yang diperlukan menggunakan rumus di atas.

Tahanan Pull-up

Tahanan Pull-up adalah tahanan yang digunakan dalam rangkaian logika elektronik untuk memastikan keadaan tertentu dari sinyal.

Dengan kata lain, tahanan pull-up digunakan untuk memastikan bahwa kawat ditarik ke tingkat logika tinggi ketika tidak ada kondisi masukan. Tahanan pull-down bekerja serupa dengan tahanan pull-up, kecuali bahwa mereka menarik kawat ke tingkat logika rendah.

IC modern, mikrokontroler, dan gerbang logika digital memiliki banyak pin masukan dan keluaran, dan masukan serta keluaran ini perlu disetel dengan benar. Oleh karena itu, resistor pull-up digunakan untuk memastikan bias masukan pin mikrokontroler atau gerbang logika digital ke keadaan yang diketahui.

Resistor pull-up digunakan dalam kombinasi dengan transistor, saklar, tombol, dll., yang mengganggu koneksi fisik komponen selanjutnya ke tanah atau VCC. Misalnya, rangkaian resistor pull-up ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

企业微信截图_17101346272890.png — Rangkaian Resistor Pull-up

企业微信截图_17101346341956.png — Rangkaian Resistor Pull-up

Seperti yang ditunjukkan, ketika saklar tertutup, tegangan masukan (Vin) di mikrokontroler atau gerbang menuju ke tanah, dan ketika saklar terbuka, tegangan masukan (Vin) di mikrokontroler atau gerbang ditarik naik ke level tegangan masukan (Vin).

Oleh karena itu, resistor pull-up dapat membias pin masukan mikrokontroler atau gerbang ketika saklar terbuka. Tanpa resistor pull-up, masukan di mikrokontroler atau gerbang akan mengambang, yaitu dalam keadaan impedansi tinggi.

Nilai tipikal dari resistor pull-up adalah 4.7 kΩ tetapi dapat bervariasi tergantung pada aplikasinya.

Jeda Tegangan di Seberang Resistor

Jeda tegangan di seberang resistor hanyalah nilai tegangan di seberang resistor. Jeda tegangan juga dikenal sebagai jeda IR.

Seperti yang kita tahu, resistor adalah elemen listrik pasif yang memberikan hambatan listrik terhadap aliran arus. Dengan demikian, menurut hukum Ohm, ia akan menciptakan jeda tegangan ketika arus melewati resistor.

Secara matematis, penurunan tegangan di seberang resistor dapat dinyatakan sebagai,

$\begin{align*} V (Voltage \,\, Drop) = I * R \end{align*}$

Tanda untuk Penurunan Tegangan (Voltage Drops)

Untuk menentukan tanda dari penurunan tegangan di seberang resistor, arah arus sangat penting.

Pertimbangkan sebuah resistor dengan hambatan R di mana arus (I) mengalir dari titik A ke titik B, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Oleh karena itu, titik A berada pada potensial yang lebih tinggi dibandingkan titik B. Jika kita bergerak dari A ke B, V = I R negatif, yaitu, -I R (yaitu, penurunan potensial). Demikian pula, jika kita bergerak dari titik B ke titik A, V = I R positif, yaitu, +I R (yaitu, kenaikan potensial).

Dengan demikian, jelas bahwa tanda penurunan tegangan di seberang resistor tergantung pada arah arus melalui resistor tersebut.

Kode Warna Resistor

Kode Warna Resistor digunakan untuk mengidentifikasi nilai resistansi atau toleransi persentase dari setiap resistor. Kode warna resistor menggunakan band-band berwarna untuk mengidentifikasinya.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, terdapat empat band warna yang dicetak pada resistor. Dari tiga band dicetak berdampingan, dan band keempat dicetak sedikit menjauh dari band ketiga.

4 band resistor color code — Kode Warna Resistor 4 Band

Dua band pertama dari sisi kiri menunjukkan angka signifikan, band ketiga menunjukkan pengali desimal, dan band keempat menunjukkan toleransi.

5 band resistor code — Kode Warna Resistor 5 Band

Tabel di bawah ini menunjukkan angka signifikan, pengali desimal, dan toleransi untuk kode warna yang berbeda pada resistor.

Poin Utama:

Band Emas dan Perak selalu diletakkan di sebelah kanan.
Nilai resistor selalu dibaca dari kiri ke kanan.
Jika tidak ada band toleransi, cari sisi dengan band dekat ujung dan jadikan itu sebagai band pertama.

Contoh (Bagaimana Menghitung Nilai Resistor?)

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah ini, resistor berkode warna karbon memiliki cincin pertama berwarna hijau, kedua biru, ketiga merah, dan keempat berwarna emas. Cari spesifikasi resistor tersebut.

Solusi:

Berdasarkan tabel kode warna resistor,

Hijau	Biru	Merah	Emas
5	6	102	${\pm 5}{\%}$

$\begin{align} R = 56 10^2 \Omega \SI{\pm 5}{\%} \,\, \end{align*}$

Dengan demikian, nilai hambatan adalah $5600\,\,\Omega$ dengan toleransi ${\pm 5}{\%}$ .

Oleh karena itu, nilai hambatan berada di antara

$5600 + 5 \% = 5600 + 280 = 5880 \,\,\Omega$

$5600 - 5 \% = 5600 - 280 = 5320 \,\,\Omega$

Oleh karena itu, nilai hambatan berada di antara $5880\,\,\Omega$ dan $5320\,\,\Omega$ .

Pengkodean Karakter atau Huruf (Kode RKM)

Terkadang, resistor bisa sangat kecil sehingga pengkodean warna sulit diterapkan. Dalam kasus seperti itu, digunakan pengkodean karakter atau huruf untuk spesifikasi resistor. Ini juga disebut sebagai kode RKM.

Karakter yang digunakan untuk mengkodekan resistor adalah R, K, dan M. Ketika ada karakter di antara dua angka desimal, ia berfungsi sebagai titik desimal. Misalnya, karakter R menunjukkan Ohm, K menunjukkan Kiloohm, dan M menunjukkan Megaohm. Mari kita lihat contoh dari ini.

Hambatan	Kode Huruf
0,3 Ω	R3
0,47 Ω	R47
1 Ω	1R0
1 KΩ	1K
4,7 KΩ	4K7
22,3 MΩ	22M3
9,7 MΩ	9M7
2 MΩ	2M

Contoh – Kode Huruf atau Angka

Toleransi ditunjukkan sebagai

Karakter	Toleransi
F	${\pm 1}{\%}$
G	${\pm 2}{\%}$
J	${\pm 5}{\%}$
K	${\pm 10}{\%}$
M	${\pm 20}{\%}$

Contoh – Resistor dengan kode huruf:

Jenis Resistor

Ada berbagai jenis resistor, masing-masing dengan sifat unik dan kasus penggunaan khususnya sendiri.

Ada dua jenis dasar resistor yang tersedia, yaitu Resistor Tetap dan Resistor Variabel. Kedua jenis ini terdaftar di bawah ini.

Resistor Tetap

Resistor tetap adalah jenis resistor yang paling banyak digunakan. Mereka secara luas digunakan dalam rangkaian elektronik untuk menyesuaikan dan mengatur kondisi yang tepat dalam suatu rangkaian. Jenis-jenis resistor tetap terdaftar di bawah ini.

Resistor Komposisi Karbon (Resistor Karbon)
Resistor Tumpukan Karbon
Resistor Film Karbon
Thermistor (Resistor Termal)
Resistor Berlilitan Kawat
Resistor Mount Permukaan
Resistor Film Logam
Resistor Film Oksida Logam
Resistor Film Tebal
Resistor Film Tipis
Resistor Foil
Resistor Karbon Cetak
Resistor Shunt Amperemeter (Resistor Penginderaan Arus)
Resistor Grid

Resistor Variabel

Resistor variabel terdiri dari satu atau lebih elemen resistor tetap dan slider. Ini memberikan tiga koneksi ke elemen; dua terhubung ke elemen resistor tetap, dan ketiga adalah slider. Dengan memindahkan slider ke terminal yang berbeda, kita dapat mengubah nilai resistansi.

Jenis-jenis resistor variabel terdaftar di bawah ini.

Resistor yang Dapat Disesuaikan
Potensiometer
Resistor Variabel (Rheostat)
Kotak Dekade Resistansi (Kotak Substitusi Resistor)
Varistor (Resistor Non-Linier)
Resistor Bergantung Cahaya (LDR) atau Photoresistor
Pengatur

Variasi resistor khusus lainnya termasuk:

Resistor Air (Rheostat Air, Rheostat Cair)
Resistor Ballast
Resistor Komposit Fenolik
Resistor Cermet
Resistor Tantalum

Ukuran Resistor (Nilai Resistor Paling Umum)

Ukuran resistor diorganisir menjadi serangkaian nilai standar resistor yang berbeda. Pada tahun 1952, Komisi Elektroteknikal Internasional memutuskan untuk menentukan nilai resistansi dan toleransi standar untuk meningkatkan kompatibilitas antar komponen dan memudahkan pembuatan resistor.

Nilai-nilai standar ini disebut sebagai seri E dari nilai angka pilihan IEC 60063. Seri E ini diklasifikasikan sebagai E12, E24, E48, E96, dan E192 dengan 12, 24, 48, 96, dan 192 nilai berbeda dalam setiap dekade.

Nilai resistor paling umum tercantum di bawah ini. Ini adalah nilai standar resistor E3, E6, E12, dan E24.

Seri resistor standar E3:

Seri resistor E3 adalah nilai resistor paling umum yang digunakan dalam industri elektronik.

1.0

2.2

4.7

Seri resistor standar E6:

Seri resistor E3 juga paling sering digunakan, dan memberikan berbagai nilai resistor yang umum.

1.0	1.5	2.2
3.3	4.7	6.8

Seri resistor standar E12:

1.0	1.2	1.5
1.8	2.2	2.7
3.3	3.9	4.7
5.6	6.8	8.2

Seri resistor standar E24:

1.0	1.1	1.2
1.3	1.5	1.6
1.8	2.0	2.2
2.4	2.7	3.0
3.3	3.6	3.9
4.3	4.7	5.1
5.6	6.2	6.8
7.5	8.2	9.1

Toleransi resistor umumnya ditentukan ${\pm 20}{\%}$ , ${\pm 10}{\%}$ , ${\pm 5}{\%}$ , ${\pm 2}{\%}$ , dan ${\pm 1}{\%}$ .

Dari Apa Resistor Terbuat?

Bergantung pada aplikasinya, ada berbagai bahan yang digunakan untuk membuat resistor.

Resistor dibuat dari karbon atau tembaga, yang membuatnya sulit bagi arus listrik untuk mengalir melalui sirkuit.
Jenis resistor yang paling umum dan serbaguna adalah resistor karbon yang paling sesuai dalam rangkaian elektronik berdaya rendah.
Alloy manganin dan constantan digunakan untuk memproduksi resistor wire-wound standar karena memiliki resistivitas tinggi dan koefisien resistensi suhu rendah.
Foil dan kawat manganin digunakan untuk memproduksi resistor seperti ammeter shunts, karena manganin memiliki hampir nol koefisien temperatur resistansi.
Alloy Nikel-Tembaga-Mangan digunakan untuk memproduksi resistor standar; resistor berlilitan kawat, resistor presisi berlilitan kawat, dll. Alloy ini memiliki komposisi: Nikel = 4%; Tembaga = 84%; Mangan = 12%.

Apa Saja Penggunaan Umum Resistor (Aplikasi Resistor)

Beberapa aplikasi dari resistor termasuk:

Resistor digunakan dalam amplifier, osilator, multimeter digital, modulator, demodulator, transmitter, dll.
Fotoresistor digunakan dalam alarm pencuri, detektor api, perangkat fotografi, dll.
Resistor berlilitan kawat digunakan dalam shunt dengan ampere meter di mana sensitivitas tinggi, kontrol arus seimbang, dan pengukuran yang akurat diperlukan.

Sumber: Electrical4u.

Pernyataan: Hormati yang asli, artikel yang baik layak dibagikan, jika ada pelanggaran hak cipta silakan hubungi untuk menghapus.

Berikan Tip dan Dorong Penulis

Topik:

Listrik Dasar

Resistor Listrik

Tentang para ahli

Electrical4u

China