Jenis Artikel: orginial research/review article

## Analisis Perbedaan Suhu dan Resistansi pada Termistor PTC dengan Menggunakan Media Dingin dan Media Panas
Nurhayati 1 , Widya Safira 2 , dan Rahmad Lahuddin 2
1 Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Ar-Raniry, Banda Aceh
2 Fakultas Tarbiyah dan Keguruan, UIN Ar-Raniry, Banda Aceh
Corresponding e-mail : nurhayati.sururi@ar-raniry.ac.id

## KATA KUNCI:
Termistor PTC, media panas, media dingin, suhu, dan resistansi
Diserahkan: 24 Oktober 2020 Direvisi: 13 November 2020 Diterbitkan: 6 januari 2021 Terbitan daring: 6 januari 2021

## Jurnal Phi
ABSTRAK. Artikel ini  merupakan eksperimen  pengunaan Termistor sebagai alat sensor suhu. Tujuan penelitian ini ialah untuk menganalisis pengaruh media panas maupun dingin terhadap perubahan suhu dan resistansi pada Termistor  PTC.  Metode  yang  digunakan  adalah  eksperimen.  Hasil eksperimen  menunjukkan  bahwa  pada  media  dingin  maka    nilai resitansinya  semakin  menurun,  sedangkan  pada  media  panas  maka  nilai resistansinya  semakin  meningkat.  Jadi  dapat  disimpulkan  bahwa  sensor PTC  memiliki  tingkat  sensitivitas  yang  tinggi  yang  akan  berubah  nilai tahanannya jika terdapat perubahan suhu yang mengenainya.

## 1. Pendahuluan
Terdapat  berbagai  macam  perangkat  yang  tersedia  untuk  mengukur  suhu,  dan  yang  paling  umum  adalah termokopel,  termistor,  detector  suhu  resistansi,  dan  tipe  inframerah.  Termistor  adalah  perangkat semikonduktor yang resistansinya berubah seiring perubahan suhu. Termistor cukup baik untuk pengukuran sensitivitas  yang  sangat  tinggi  dalam  kisaran  terbatas  hingga  100°C.  Contoh  beberapa  sensor  suhu  ialah  : analog  temp,  temp,  temp  dan  humidity  dan  digital  temp.  Secara  teknis,  sensor  ialah  unsur  penting  dalam suatu proses pengukuran maupun proses pengendalian. Sensor ialah komponen dari suatu piranti pengukuran ataupun sistem pengendalian yang langsung berhubungan baik secara kontak langsung ataupun tak langsung dengan lingkungan di luar piranti. (Sakti, 2017).
Secara  umum  bersumber  pada  peranan  dan  penggunaannya  sensor  dikelompokkan  jadi  3  bagian    ialah: sensor  thermal(  panas),  sensor  mekanis  serta  sensor  optik.  Sensor  thermal  yakni  sensor  yang  digunakan  untuk mengetahui  indikasi  pergantian    panas    pada    sesuatu    ukuran    barang    maupun    ukuran    ruang    tertentu. Contohnya:  bimetal,    thermistor,    termokopel,    RTD,    photo    transistor,    photo    diode,    photo    multiplier, photovoltaik,  infrared  pyrometer  serta  hygrometer.  Buat  merasakan  terdapatnya  indikasi  panas  digunakan thermistor  yang  pada  biasanya  dibuat  dari  bahan  semi  konduktor.  Termistor  ataupun    thermal    resistor    yakni salah  satu  tipe    resistor    yang    sensitif    terhadap    pergantian    suhu.    Prinsipnya    merupakan    membagikan pergantian  resistansi  yang  sebanding  dengan  pergantian  suhui.  Pergantian  resistansi  yang  besar  terhadap pergantian  temperatur  yang  relatif  kecil  menjadikan  termistor  banyak  dipakai  selaku  sensor  temperatur  yang mempunyai  ketelitian  serta  ketepatan  yang  besar.  Sensor  panas  yang  hendak  dipaparkan  ialah  thermistor  jenis PTC(  Positive  Temperature  Coefficient)  dan  thermistor  jenis  NTC(  Negative  Temperature  Coefficient).  (Siswojo, Elektronika Kontrol, 2017).
Jenis  komponen  ini  biasanya  banyak  dipergunakan  dalam    berbagai    fungsi    diantaranya,    pengukur temperatur  mobil,  alarm  tanda  kebakaran  dan  pengontrol  pemanas  ruangan.  Thermistor  ialah  salah  satu  tipe sensor  temperatur  yang  mempunyai  koefisien  temperatur  yang  tinggi.  Dimana  nilai  resistansi    PTC    akan bertambah  tinggi  pada  saat  berubah    suhunya    disekitar    PTC.    PTC    akan    merubah    resistansi    yang    semakin rendah pada saat suhunya di sekitar body PTC semakin dingin. (Siswojo, Elektronika Kontrol, 2017).
Perancangan  sistem  pengukuran  pada  temperatur  ruang  menggunakan  sensor  temperatur  ini mengangkat  beberapa  isu  penting,  termasuk  bagaimana  desain  hardware  juga  desain  dari  sebuah  program yang bekerja untuk menjalankan sistem pengukuran temperatur ruang. Termistor PTC (koefisien suhu positif) digunakan  sebagai  pengganti  sekring  konvensional  untuk  melindungi  beban,  seperti  motor,  transformator, atau sirkuit elektronik, terhadap arus berlebih untuk rangkaian perlindungan. Pelindung termistor PTC tidak hanya  merespons  arus  yang  sangat  tinggi  tetapi  juga  jika  batas  suhu  preset  terlampaui.  Berbeda  dengan sekring  konvensional,  sekring  termistor  PTC  tidak  dapat  distel  ulang  harus  diganti  setelah  menghilangkan kesalahan tetapi segera melanjutkan fungsi pelindungnya setelah waktu pendinginan yang singkat. Termistor sangat penting dalam komponen listrik. (Sya'diyah, 2016).
2. Teori
Termistor  ialah  komponen  semikonduktor  yang  dibuat  dari  kombinasi    oksida-oksida    logam    yang diendapkan.  Termistor  juga  termasuk  salah  satu  tipe  resistor  yang  resistansi  bermacam-macam  dengan temperatur.  Termistor  dapat  diklasifikasikan  menjadi  dua  jenis,  yaitu Negative    Temperature    Coefficient (NTC) dan Positive  Temperature  Coefficient (PTC).  Termistor  tipe  ini  mempunyai  resistansi  menurun  apabila temperaturnya  naik  begitupun  sebaliknya,  serta  berupa  kotak.  Pada  biasanya  nilai  hambatan  sesuatu  bahan berganti  terhadap  temperatur.  Nilai  resistansi  suatu  material  dapat  dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor    yaitu panjang  material,  luas  penampang  potongannya,  bahan  yang  digunakan  dan  temperatur.  Untuk  kenaikan temperatur  yang  sama,  dua  bahan  yan  berbeda  jenis  akan    mengalami  perubahan  nilai  hambatan  yang  berbeda pula.  Perihal  ini  dipengaruhi  oleh  sesuatu  besaran  yang  dinamai  koefisien  temperatur.  Hubungan  antara  besar hambatan dengan temperatur suatu bahan semikonduktor didekati dengan persamaan,  (Arizal, 2016) :
R T = R o e b.∆T
Keterangan : R T =  hambatan  pada  suatu  temperatur  mutlak R o = hambatan pada temperatur referensi (suhu kamar 25°C)
𝑏 = koefisien temperatur
𝑇 = temperatur (°K)

## 3. Metode
Dalam  penelitian  ini,  digunakan  dua  buah  media,  yaitu    media  dingin  dengan  menggunakan  es  batu  dan  media panas  dengan  menggunakan  api  kompor.  Eksperimen  dilakukan  dengan  merangkai    Termistor    PTC    seperti Gambar 1 di bawah ini:
Gambar  1. Rangkaian Termistor PTC  dengan Termometer dalam media dingin. Eksperimen pertama dilakukan pada media dingin. Ketika es batu dimasukkan dalam wadah tersebut, selanjutnya dilakukan pengukuran suhu dan resitansi setiap terjadi kenaikan suhu sebanyak lima kali. Setelah selesai, dilanjutkan eksperimen menggunakan media panas yaitu api kompor seperti pada Gambar 2.
Gambar  2. Rangkaian Termistor PTC dengan Termometer dalam media panas. Ketika  kompor  dinyalakan  dibawah  wadah  tersebut,  selanjutnya  dilakukan  pengukuran  suhu  dan resitansi setiap terjadi kenaikan suhu sebanyak lima kali.

## 4. Hasil  dan  Pembahasan
Setelah dilakukan eksperimen, diperoleh data  suhu dan resitansi  seperti Tabel 1 dan 2 di  bawah ini:
Tabel  1. Pengukuran  Suhu  dan Resistansi  dengan  Menggunakan  Termistor  PTC  dalam  Keadaan  Dingin
No Suhu (°C) Termistor (Ω) 1 16.8 12,3 2 19,1 12,0 3 19,3 11,8 4 20,0 11,7 5 20,4 11,6
Tabel  2. Pengukuran  Suhu  dan Resistansi  dengan  Menggunakan  Termistor  PTC dalam  Keadaan Panas
No Suhu (°C) Termistor (Ω) 1 30,2 42,5 2 34,7 44,8 3 37,6 47,9 4 38,1 54,9 5 39,0 57,0
Hasil  pengukuran  pada  media  panas  digunakan  penaikan  suhu  standar  atau  suhu  awal  yaitu    30,2    °C sampai  39,0  °C,  sehingga  nilai  rata-rata  terjadinya  kenaikan  nilai  resistansi  yaitu    3,63    ohm.    Sedangkan    pada media  dingin  terjadi  kenaikan  suhu  dari  suhu  awal  yaitu  16,08°C  sampai  20,4  °C,  sehingga  nilai  rata-rata  yang didapatkan  pada  kenaikan  suhu  yaitu  0,18    ohm.  Hambatan  serta  temperatur  pada  PTC  berbanding  lurus  yaitu terus menjadi besar hambatan hingga temperatur juga terus menjadi besar pula, serta kebalikannya.
PTC  merupakan  tipe  resistor  non  linier  yang  nilai    hambatannya    terpengaruhi    oleh    pergantian temperatur.  Makin  tinggi  temperatur  yang    mempengaruhi    makin    besar    pula    nilai    hambatannya.    PTC merupakan  resistor  dengan  koefisien  positif.  Koefisien  temperatur  dari  Termistor  PTC  bernilai    positif    hanya dalam interval temperatur tertentu, sehingga diluar interval tersebut akan bernilai nol atau negatif.
Pada eksperimen pertama menggunakan media dingin dan didapatlah hasil seperti Gambar 3. Ketika suhunya  naik  maka  nilai resistansinya akan  menurun.  Kedua  menggunakan  media  panas  hasil yang  didapat seperti pada Gambar 4. Ketika suhunya naik maka nilai resistansinya juga akan naik. Antara eksperimen dan teori terjadi kecocokan. Ini membuktikan bahwa eksperimen yang dilakukan berhasil. Dan suhu PTC terutama ditentukan oleh suhu lingkungan sekitarnya.
Gambar 3. Grafik Penurunan Nilai Resistansi Terhadap Suhu Pada Termistor PTC Dalam Media Dingin.
Gambar 4. Grafik Kenaikan Nilai Resistansi Terhadap Suhu Pada Termistor PTC Dalam Media Panas.

## 5. Kesimpulan
Pada  media  dingin  maka  nilai  resitansinya  semakin  menurun,  sedangkan  pada  media  panas  maka  nilai resistansinya  semakin  meningkat.  Jadi  dapat  disimpulkan  bahwa  sensor  PTC  memiliki  tingkat  sensitivitas yang tinggi yang akan berubah nilai tahanannya jika terdapat perubahan suhu yang mengenainya.

## Ucapan  Terimakasih
Terimakasih  peneliti  ucapkan  pada  kepala  laboratorium  Fisika    UIN    Ar-Raniry    atas    perizinan    dalam menggunakan laboratorium untuk melakukan eksperimen.

## Keterlibatan Penulis
NH  melakukan  analisis  data,  menulis  manuskrip  original  dan  menulis  manuskrip  revisi.  WS  mengambil  data eksperimen dan RL melakukan edit artikel ke dalam template jurnal.

## Daftar Pustaka
Arizal, Y. d. (2016). Elektronika  Dasar  I. Jakarta:  Kencana. Atmoko Nugroho, R. P. (2019). Analisis Metode Validasi Sensor Suhu Untuk Aplikasi Internet Of Things. Pengembangan Rekayasa dan Teknologi, 3.
Dewanto, W. d. (2007). Analisis Efisiensi Thermistor Sebagai Dasar Realisasi Alat Ukur Konduktivitas Panas. J. Sains MIPA,
217.
Edi Kurniawan, H. S. (2018). Instrumentasi, Alarm, Dan Sistem Monitoring Kapal. Sidoarjo: Zifatama Jawara. Indrawan, H. d. (2015). Programmable Logic Controller dan Scada. Yogyakarta: CV BUDI UTAMA. Kaleka, M. B. (2017). Thermistor Sebagai Sensor Suhu. Jurnal Pendidikan Fisika, 9. Listiyarini, R. (2018). Dasar Listrik dan Elektronika. Yogyakarta: CV. Budi Utama. R.E. Smallman dan R.J. Bishop. (2000). Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa Material. Jakarta: Erlangga. Ronilaya, F. (2018). Ilmu Bahan Listrik. Malang: POLINEMA PRESS. Sakti, S. P. (2017). Pengantar Teknologi Sensor: Prinsip Dasar Sensor Besaran Mekanik. Malang: UB Press. Siswojo, B. (2017). Elektronika Kontrol. Malang: UB Press. Siswojo, B. (2017). Elektronika Kontrol. Malang: UB Press. Sya'diyah, Z. (2016). Aliran Panas dan Arus dalam Thermistor Jenis PTC Pada Rangkaian Listrik. Jurnal MIPA, Kependidikan dan Terapan, 382.
Yudha, H. M. (2020). Penggunaan Motor Listrik. Palembang: Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Tridinanti Palembang.