Menghitung Resistor Rangkaian Pembagi Tegangan
Aplikasi pembagi tegangan diterapkan dalam setting bias transistor, komparator menggunakan OpAmp, volume kontrol alat musik.
Bagi praktisi elektronik, ini adalah topik basi dan terlalu mendasar, namun sebagian orang belum mengetahui cara membagi tegangan menggunakan resistor berikut perhitunganya, perhitungan dengan rumus2 dasar agar diketahui dengan jelas cara langkah2 perhitunganya dan dapat melakukan modifikasi.
Rumus dasar hukum ohm :
V = I x R (volt)
I = V / R (ampere)
R = V / I (ohm)
P = V x I (watt )
I = P / V (ampere)
V = P / I (volt)
Rumus dasar resistor seri & parallel :
R seri = R1 + R2 +...... ( tergantung jumlah R yang di seri)
1/R parallel = (1 / R1) + (1 / R2) +...... ( tergantung jumlah R yang di parallel )
R parallel = (R1 x R2 x ...) / (R1 + R2 + ...)
Rumus dasar voltase seri & parallel
V seri = V1 + V2 +.....
V parallel = V1 = V2 = .....
Rumus dasar arus seri & parallel
I seri = I1 = I2 =.....
I parallel = I1 + I2 + .....
Pembagi tegangan terdiri dari min 2 resistor yang dipasang seri
 |
| Rangkaian pembagi tegangan |
Misal :
Vcc = 12V
Vout direncanakan 3V
Iout direncanakan 10mA
******1********
Maka:
V( R1 ) = 12V - 3V
V( R1 ) = 9V
V( R1 ) disini adalah voltase yang dibuang
Nilai R1 = V / I
R1 = 9V / 10mA ( 10/1000 Ampere)
R1 = 900 ohm
pada resistor type E24 ( 5%) nilai 900 ohm tidak ada dipasaran
maka dapat mempergunakan 2 resistor seri sebesar 390 ohm + 510 ohm atau variabel resistor 1kohm
Nilai Watt R1 yang diperlukan dapat dihitung sbb:
P(R1) = V x I
P(R1) = 9V x 10mA ( 10/1000 Ampere)
P(R1) = 90mW ( 0.09 Watt )
dipasaran resistor tersedia taraf watt dari 250mW (1/4W), 500mW (1/2W), 1W, 2W, 5W, 10W
jadi R1 dipergunakan resistor 390 ohm + 510 ohm @1/4 Watt
*******2********
V( R2 ) = 3V - 0V ( ground )
V( R2 ) = 3V
V( R2 ) disini adalah voltase yang di hasilkan sama dengan Vout
Nilai R2 = V / I
R2 = 3V / 10mA ( 10/1000 Ampere)
R2 = 300 ohm
Nilai Watt R2 yang diperlukan dapat dihitung sbb:
P(R2) = V x I
P(R2) = 3V x 10mA ( 10/1000 Ampere)
P(R2) = 30mW ( 0.03 Watt )
dipasaran resistor tersedia taraf watt dari 250mW (1/4W), 500mW (1/2W), 1W, 2W, 5W, 10W
jadi R2 dipergunakan resistor 300 ohm 1/4 Watt
Vout tanpa beban bila diukur akan menghasilkan 3Volt dari sumber 12Volt dengan toleransi 5% mengikuti toleransi resistor yang dipergunakan, bila dibebani, Vout akan turun maka kita harus mengetahui nilai R beban untuk mendapatkan voltase yang diinginkan.
Pembuktian :
 |
| Rangkaian pembagi tegangan dengan beban |
Misal :
Seperti perhitungan resistor diatas akan tetapi dibebani 2 led seri
V led @ 1.5V ( voltase hanya untuk contoh, dipasaran led bekerja pada 1.7V )
I led @ 2mA ( led ukuran 3mm standar )
Maka :
V led total = 1.5V + 1.5V = 3V
I led total = 2mA ( karena dipasang seri maka arus mengalir adalah sama )
R led = V led / I led
R led = 3V / 2mA ( 2/1000 Ampere )
R led = 1500 ohm
Jadi rangkaian pembaginya tegangan akan menjadi sbb :
 |
| Rangkaian pembagi tegangan dengan beban |
R2 dan R led menjadi konvigurasi R parallel dengan R2 + R led :
1/R ( R2 + R led ) = ( 1/ R2 ) + ( 1/ R led )
1/R ( R2 + R led ) = ( 1 / 300 ohm) + ( 1/ 1500 ohm )
1/R ( R2 + R led ) = 0.003333 + 0.0006666
1/R ( R2 + R led ) = 0.003999
R ( R2 + R led ) = 1 / 0.003999
R ( R2 + R led ) = 250 ohm
karena R1 + R ( R2 + R led ) membentuk rangkaian seri maka arus yang mengalir sbb:
R total = R1 + R ( R2 + R led )
R total = 900 ohm + 250 ohm
R total = 1150 ohm
Total arus yang mengalir sbb :
I total = Vcc / R total
I total = 12V / 1150
I total = 10.43478mA ( 0,01043478Ampere )
Voltase pada R1 berubah menjadi :
V(R1) = I total x R1
V(R1) = 10.43478mA x 900 ohm
V(R1) = 9.39 Volt ( nilai voltase yang dibuang oleh R1 )
Vout menjadi :
Vout = Vcc - V(R1)
Vout = 12V - 9.39V
Vout = 2.61 Volt
Dari perhitungan awal Vout = 3V, akan tetapi setelah pembebanan oleh led, Vout = 2.61V karena terjadi perubahan pada R2 + R led yang mengakibatkan arus mengalir berubah dari 10mA menjadi 10.43478mA.
Maka untuk mendapatkan V out yang diinginkan, perlu melakukan perhitungan R total
Misal seperti rangkaian pembagi tegangan dengan beban led maka perhitunganya sbb :
Diketahui :
V led = @1.5V ( total = 1.5V + 1.5V )
I led = 2mA
I pembagi tegangan = 10mA ( I pembagi tegangan adalah I yang terbuang bisa dibuat lebih kecil )
Vcc = 12V
Arus total yang mengalir :
I total = I led + I pembagi tegangan
I total = 2mA + 10mA
I total = 12mA
******1********
Maka:
V( R1 ) = 12V - 3V
V( R1 ) = 9V
V( R1 ) disini adalah voltase yang dibuang
Nilai R1 = V / I
R1 = 9V / 12mA ( 12/1000 Ampere)
R1 = 750 ohm
pada resistor type E24 ( 5%)
Nilai Watt R1 yang diperlukan dapat dihitung sbb:
P(R1) = V x I
P(R1) = 9V x 12mA ( 12/1000 Ampere)
P(R1) = 108mW ( 0.18 Watt )
dipasaran resistor tersedia taraf watt dari 250mW (1/4W), 500mW (1/2W), 1W, 2W, 5W, 10W
jadi R1 dipergunakan resistor 750 ohm @1/4 Watt
*******2********
V( R2 + Vled ) = 3V - 0V ( ground )
V( R2 + Vled ) = 3V
V( R2 + Vled ) disini adalah voltase yang di hasilkan sama dengan Vout
Nilai R ( R2 + Vled ) = V / I
R ( R2 + Vled ) = 3V / 12mA ( 12/1000 Ampere)
R ( R2 + Vled ) = 250 ohm
diketahui bahwa :
R led = V led / I led
R led = 3V / 2mA ( 2/1000 Ampere )
R led = 1500 ohm
Maka nilai R2 :
karena R2 dan Led membentuk rangkaian paralel maka berlaku rumus R parallel
1 / R ( R2 + Vled ) = ( 1 / R2 ) + ( 1 / R led )
1 / R2 = ( 1 / R ( R2 + Vled ) ) - ( 1 / R led )
1 / R2 = ( 1 / 250 ohm ) - ( 1/ 1500 ohm )
1 / R2 = 0.004 - 0.0006666
1 / R2 = 0.003333
R2 = 1/ 0.003333
R2 = 300 ohm
karena I total yang mengalir 12mA, dan I led = 2mA
I yang mengalir di R2 :
I(R2) = I total - I led
I(R2) = 12mA - 2mA
I(R2) = 10mA
Nilai Watt R2 yang diperlukan dapat dihitung sbb:
P(R2) = V x I
P(R2) = 3V x 10mA ( 10/1000 Ampere)
P(R2) = 30mW ( 0.03 Watt )
dipasaran resistor tersedia taraf watt dari 250mW (1/4W), 500mW (1/2W), 1W, 2W, 5W, 10W
jadi R2 dipergunakan resistor 300 ohm 1/4 Watt
Apabila hanya untuk menurunkan tegangan led, tidak diperlukan rangkaian pembagi penuh, hanya diperlukan R1,dalam perhitungan R2 diganti dengan nilai R led, Vout adalah V led, sehingga rangkaian hanya terdiri 1 resistor dan led saja, rangkaian pembagi penuh biasanya digunakan untuk komparator OpAmp, bias transistor, volume audio,dll
 |
| Rangkaian pembagi tegangan led |
end.
