Mengapa Resistor Menggunakan Nilai Standar Seperti 47 kΩ Bukan Angka Bulat

Banyak pemula dalam desain rangkaian mungkin merasa bingung dengan nilai-nilai standar resistor. Mengapa nilai umum seperti 4,7 kΩ atau 5,1 kΩ bukan angka bulat seperti 5 kΩ?

Alasannya terletak pada penggunaan sistem distribusi eksponensial untuk nilai-nilai resistor, yang distandarisasi oleh Komisi Elektroteknik Internasional (IEC). Sistem ini menentukan serangkaian nilai preferensi, termasuk seri E3, E6, E12, E24, E48, E96, dan E192.

Sebagai contoh:

• Seri E6 menggunakan rasio sekitar 10^(1/6) ≈ 1,5

• Seri E12 menggunakan rasio sekitar 10^(1/12) ≈ 1,21

Dalam praktiknya, resistor tidak dapat dibuat dengan presisi sempurna—setiap resistor memiliki toleransi tertentu. Misalnya, resistor 100 Ω dengan toleransi 1% diterima jika nilainya sebenarnya berada antara 99 Ω dan 101 Ω. Untuk mengoptimalkan produksi, Asosiasi Industri Elektronik Amerika menetapkan sistem standar nilai preferensi.

Pertimbangkan resistor dengan toleransi 10%: jika resistor 100 Ω sudah tersedia (dengan rentang toleransi 90 Ω hingga 110 Ω), tidak perlu memproduksi resistor 105 Ω, karena akan jatuh dalam rentang efektif yang sama. Nilai selanjutnya yang diperlukan adalah 120 Ω, dengan rentang toleransi (108 Ω hingga 132 Ω) dimulai di mana rentang sebelumnya berakhir. Dengan demikian, dalam rentang 100 Ω hingga 1000 Ω, hanya nilai-nilai tertentu—seperti 100 Ω, 120 Ω, 150 Ω, 180 Ω, 220 Ω, 270 Ω, dan 330 Ω—yang diperlukan. Hal ini mengurangi jumlah nilai unik dalam produksi, sehingga menurunkan biaya produksi.

Prinsip distribusi eksponensial ini juga muncul di bidang lain. Sebagai contoh, denominasi mata uang Cina termasuk 1, 2, 5, dan 10 yuan, tetapi tidak 3 atau 4 yuan—karena 1, 2, dan 5 dapat dikombinasikan secara efisien untuk membentuk jumlah apa pun, sehingga meminimalkan jumlah denominasi yang diperlukan. Demikian pula, ukuran ujung pena sering mengikuti urutan seperti 0,25, 0,35, 0,5, dan 0,7 mm.

Selain itu, penyebaran logaritmik nilai-nilai resistor memastikan bahwa, dalam toleransi tertentu, pengguna selalu dapat menemukan nilai standar yang sesuai. Ketika nilai-nilai resistor mengikuti progresi eksponensial yang sejalan dengan toleransinya, hasil dari operasi matematika umum (penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian) juga tetap berada dalam batas toleransi yang dapat diprediksi.