Pembagi tegangan dengan potensiometer

Kurikulum: GCSE, A-level, IB B.5

Buka versi lengkap ↗

Tujuan

Memperoleh tegangan yang dapat diatur dari potensiometer dan mengamati bagaimana beban mengubah keluaran pembagi tegangan.

Rangkaian

Sumber 10 V dihubungkan ke terminal ujung potensiometer 1 kΩ; kenop berada di posisi tengah. Voltmeter dipasang antara kontak geser dan kutub negatif. Beban 1 kΩ dihubungkan ke keluaran melalui sakelar yang terbuka.

Langkah kerja

1. Catat pembacaan voltmeter.
2. Putar kenop potensiometer sampai habis ke satu arah, lalu ke arah sebaliknya.
3. Kembalikan kenop ke posisi tengah dan tutup sakelar beban.
4. Catat pembacaan voltmeter saat berbeban.

Hasil yang diharapkan

Pada posisi tengah keluarannya sekitar 5,00 V. Memutar kenop mengubahnya dari 0 hingga 10 V: jika diputar searah jarum jam, kontak geser bergerak ke arah terminal yang terhubung ke kutub positif sumber, dan tegangannya naik. Dengan beban 1 kΩ keluaran turun menjadi sekitar 4,0 V: beban menjadi shunt bagi separuh bawah potensiometer.

Pertanyaan

1. Mengapa tegangan pembagi turun saat berbeban?
2. Berapa besar beban agar penurunannya kurang dari 1%?

Jawaban

1. Beban terhubung paralel dengan separuh bawah potensiometer, dan 500 Ω yang diparalel dengan 1 kΩ menghasilkan sekitar 333 Ω. Bagian bawah pembagi kini memiliki hambatan lebih kecil daripada 500 Ω bagian atas dan mendapat bagian yang lebih kecil dari 10 V: 10 V × 333 / 833 ≈ 4,0 V.
2. Dilihat dari keluaran, pembagi pada posisi tengah berperilaku seperti sumber 5 V dengan hambatan keluaran \(R_{out}\) = 250 Ω, yaitu kedua paruh 500 Ω yang terhubung paralel. Keluaran turun sebesar fraksi \(R_{out} / (R_{out} + R_L)\), sehingga agar penurunannya di bawah 1%, beban \(R_L\) harus lebih dari 99 × 250 Ω ≈ 25 kΩ, 25 kali hambatan potensiometer.