PENENTUAN HAMBATAN LISTRIK
DENGAN HUKUM OHM
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA
DASAR
Oleh Kelompok E1.4
1.
M. Zulfikar A. (131810301029)
2. Lilis Indah Rahmawati (131810301057)
3. Moh. Ihsan Fadli (131810301058)
LABORATORIUM FISIKA DASAR
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS JEMBER
2013
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Hukum ohm merupakan rapat arus
sebanding dengan kuat medan listrik E. Fenomena listrik yang paling penting
dipandang dari segi pemakaian. Pemakaian praktisnya adalah gerakan muatan
listrik melalui zat dan hasil membangkitkan arus listrik. Unit SI untuk arus
listrik adalah ampere. Himpunan konduktor-konduktor dan sumber-sumber medan
listrik yang melalui zat-zat medan listrik yang diperlukan untuk menjaga agar
muatan-muatan bergerak melaluinya membentuk suatu rangkaian listrik.
Sebuah rangkaian listrik dapat
terjadi jika sebuah penghantar dapat dialiri dengan elektron bebas secara terus
menerus. Apabila suatu penghantar diberikan potensial yang berbeda diantara
kedua ujungnya maka dalam penghantar itu akan timbul arus listrik. Nilai
hambatan dalam rangkaian dapat dilakukan dengan cara menyusun rangkaian listrik
tersebut, selanjutnya dengan menaikkan tegangan dari tegangan minimum sampai
ketegangan maksimum secara bertahap, kemudian catat perubahan yang terjadi pada
voltmeter dan amperemeter.
Hukum ohm dalam banyak pemakaian
arus listrik yamg mengalir mempunyai harga konstan. Pada waktu bergerak didalam
logam. Pembawa muatan tidak bergerak pada satu garis lurus, tetapi selalu
bertumbukan dengan atom logam. Tumbukan terjadi perpindahan energi, karena
makin cepat gerak pembawa muatan makin banyak pula tumbukan yang dialami tiap
satuan waktu. Secara rata-rata pembawa muatan akan terus kehilangan energy,
akibat tumbukan ini pembawa muatan bergerak dengan kecepatan rata-rata tetap
dan logam menjadi panas.
1.2
Rumusan
Masalah
Adapun rumusan masalah dalam
praktikum penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm adalah:
1. Bagaimana
perbandingan besarnya energi kalor yang disipasikan oleh hambatan dalam setiap
pengukuran yang berbeda?
2. Bagaimana
pengaruh nilai hambatan pengganti yang sama pada praktikum?
3. Bagaimana
besar perbandingan dari ralat hambatan pada rangkaian seri dan rangkaian
paralel?
1.3
Tujuan
Tujuan dalam praktikum penentuan
hambatan listrik dengan hukum ohm adalah:
1. Untuk
mengetahui perbandingan besarnya energi kalor yang disipasikan oleh hambatan
dalam setiap pengukuran yang berbeda.
2. Untuk
mengetahui pengaruh nilai hambatan pengganti yang sama pada praktikum.
3. Untuk
mengetahui besar perbandingan dari ralat hambatan pada rangkaian seri dan
rangkaian paralel.
1.4
Manfaat
Manfaat yang dapat diambil pada
praktikum penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm dalam kehidupan
sehari-hari adalah menentukan suatu hambatan beban listrik, penggunaan
alat-alat listrik seperti lampu, TV, kulkas dan sebagainya harus disesuaikan
dengan tegangan, kegunaan lampu redup yaitu bila alat listrik diberi tegangan
yang lebih kecil dari tegangan yang seharusnya, arus akan mengecil sehingga
alat itu tidak bekerja normal.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Hukum
ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui
sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan
kepadanya. Hukum ohm menggambarkan bagaimana arus, tegangan dan tahanan
berhubungan(Rusdianto,1999).
Kesebandingan
antara arus dengan beda potensial pada penghantar tersebut dapat diubah menjadi
persamaan dengan memberikan konstanta kesebandingan yang disebut konduktansi.
Kebalikan konduktansi disebut resistansi ( R ), satuannya ohm (W)(Lesmono,2012).
Fungsi
dari hukum ohm yaitu untuk mengetahui hukum antara tegangan dan kuat arus serta
dapat digunakan untuk menentukan suatu hambatan beban listrik tanpa menggunakan
ohmmeter. Hambatan listrik dipengaruhi oleh tiga factor, yaitu panjang, luas,
dan jenis bahan(Alonso,1979).
Rangkaian listrik banyak menggunakan
resistor, yaitu suatu komponen yang dibuat agar mempunyai harga resistansi
antara logam dan isolator disebut semi konduktor. Dalam semi konduktor jumlah
elektron bebas bergantung pada besar temperatur. Jika temperatur atau suhu
makin tinggi maka makin banyak pula elektron bebasnya, sedangkan temperatur
rendah maka makin sedikit electron bebasnya(Sutrisno,1983).
Resistor merupakan elemen pasif paling
sederhana. Resistror adalah komponen elektronika dua saluran yang didesain
untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diatara kedua
salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya(Alonso.1979).
Resistansi atau hambatan suatu material
bergantung pada panjang, luas penampang lintang, tipe material dan temperatur.
Untuk material-material yang memenuhi hukum ohm resistansi tidak bergantung
pada arus, yaitu perbandingan tidak bergantung pada I. Material seperti ini,
seperti pada kebanyakan logam, disebut material ohmmik(Alonso,1979).
Suatu penghantar bila diberikan
potensial yang berbeda diantara kedua ujungnya, maka dalam penghantar itu akan
timbul arus listrik. Besarnya kuat arus yang melewati penghantar ini tergantung
pada besar kuat medan listriknya (E). Sedangkan sifat hantaran bahan dinyatakan
dengan hambatan jenis(r).
Kedua medan listrik diberikan kepada sebuah dielektrik, akan terjadi polarisasi
terhadap dielektrik tersebut(Giancoli,2011).
Muatan bebas ketika ditunjukkan pada
sebuah benda seperti electron-elektron dalam suatu logam, yang gerakannya
merintangi interaksinya terhadap ion-ion positif sehingga membentuk lattice
Kristal logam. Elektron bebas bergerak dalam suatu medan listrik, gerakan
tersebut seringkali disebarkan oleh medan. Ketika tidak terdapatmedan listrik
eksternal, electron tersebut bergerak kesegala arah dan tidak ada transportasi
muatan netto atau arus listrik. Tetapi jika digunakan medan listrik eksternal,
terjadi aliran gerakan dari gerakan-gerakan electron sembarang sehingga terjadi
arus listrik(Priyambodo,2008).
Hukum ohm dapat pula diterapkan dalam
rangkaian tahanan seri, yang dimaksud rangkaian tahanan seri adalah tahanan
dihubungkan ujung tahanan yang ada pada rangkaian keujung atau dalam suatu
rantai. Untuk mencari arus yang mengalir pada rangkaian seri dengan tahanan
lebih dari satu, diperlukan jumlah total nilai tahan tersebut. Hal ini dapat
dimengerti karena setiap tahanan yang ada pada rangkaian seri akan memberikan
hambatan bagi arus untuk mengalir (Rusdianto,1999).
Amperemeter digunakan untuk mengukur
besarnya suatu kuat arus listrik dalam suatu rangkaian tertutup. Voltmeter
digunakan untuk mengukur besar tegangan dalam sebuah rangkaian tertutup.
Amperemeter dalam sebuah rangkaian tertutup terhubung secara seri berderet
dengan elemen listrik yang akan diukur kuat arus listriknya. Sedangkan pada
voltmeter, ujung kutub negativ dihubungkan keterminal negatif
voltmeter(Giancoli,2001).
BAB 3. METODE PERCOBAAN
3.1
Alat
dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang
digunakan dalam praktikum penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm ini,
yaitu:
1. Catu
daya DC berfungsi sebagai konduktor arus listrik.
2. Voltmeter
DC berfungsi sebagai pengukur beda potensial dalam rangkaian listrik.
3. Amperemeter
DCberfungsi sebagai pengukur arus listrik pada rangkaian.
4. R
100 W/5W, 100 W/5W
berfungsi sebagai bahan yang akan diukur.
5. Connector
berfungsi sebagai penghubung rangkaian dengan arus listrik.
6. Kabel-kabel
berfungsi sebagai penghantar arus listrik.
7. Stopwatch
berfungsi sebagai alat pengukur waktu.
3.2
Desain
Percobaan
Adapun desain
percobaan yang digunakan dalam praktikum penentuan hambatan listrik dengan
hukum ohm adalah:
Gambar
3.1 Rangkaian Listrik
(Sumber:
Petunjuk Praktikum Fisika Dasar).
Gambar 3.2 Rangkaian Seri
(Sumber:
Petunjuk Praktikum Fisika Dasar).
Gambar
3.3 Rangkaian Paralel
(Sumber:
Petunjuk Praktikum Fisika Dasar).
3.3
Langkah
Kerja
Adapun langkah kerja
yang ditempuh untuk menyelesaikan praktikum penentuan hambatan listrik dengan
hukum ohm yaitu:
3.3.1 Menduga Nilai Hambatan dalam Rangkaian Seri
1. Rangkaian
listrik disususn seperti gambar (3.1)
2. Tegangan
dinaikkan dari tegangan minimum sampai dengan tegangan maksimum secara bertahap
pada sumber tegangan untuk mengatur besar arus yang diluar.
3. Besar
tegangan dicatat dan arus pada voltmeter dan amperemeter dicatat setiap terjadi
perubahan,sehingga didapatkan minimal 5 pasang data tegangan dan arusnya
(Diusahakan menimbulkan interval waktu pengamatan untuk memenuhi asumsi bahwa
nilai hambatan yang diukur adalah konstan).
4. Percobaan
diulangi seperti diatas untuk gambar (3.2b), dengan memakai hambatan yang sama.
3.3.2 Menduga
Besar Panas Disipasi pada Hambatan Berangkaian Seri
1. Rangkaian
listrik disusun seperti gambar (3.2b).
2. Tegangan
listrik pada sumber tegangan berada pada posisi maksimum.
3. Nilai
tegangan (V) dan arus (I) pad voltmeter dan amperemeter dicatat setiap interval
3 menit , sehingga didapat 3 pasang data pengamatan.
3.3.3 Menduga
Nilai Hambatan dalam Rangkaian Paralel
1. Rangkaian
listrik disusun disusun seperti gambar (3.3a) dengan tetap memakai hambatan
yang sama seperti pada percbaan 3.3.1.
2. Prosedur
(2) dan (3) diulangi seperti pada percobaan 3.3.1.
3. Percobaan
pada gambar (3.3b) diulangi dengan tetap memakai hambatan yang sama, hanya
mengubah posisi voltmeter dan amperemeter.
3.3.4 Menduga
Bebas Panas Disipasi pada Hambatan Berangkaian Paralel
1. Rangkaian
listrik disusun seperti gambar (3.2b).
2. Selanjutnya
prosedur dilakukan seperti pada percobaan 3.3.2.
3.4
Analisis
Data
Analisis data
yang digunakan dalam praktikum penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm
adalah:
Menghitung kuat arus
pada rangkaian
I = V
R
V = I.R
R = V
I
DI = 
2
2
n – 1
DV = 
2
2
n – 1
DR
= 2
2
n – 1
I = DR x 100 %
R
K
= 100% - I
AP = 1 – log DR
R
R
= (
)
)
W
= V.I.t
DW
= 
1ï
+ V1 
1ï
+ V1
I = DW x 100 %
W
K
= 100% - I
AP = 1 – log DW
W
BAB
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Hasil
yang diperoleh dari praktikum penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm
adalah sebagai berikut
4.1.1
Hambatan pada Rangkaian
Seri (Percobaan A)
|
Percobaan
|
I
|
V
|
(
 ) |
I
|
K
|
AP
|
|
1
|
0.035 A
|
12.5 V
|
(367
 |
3.68 %
|
96.32 %
|
3
|
|
2
|
0.034 A
|
12.5 V
|
(367
|
3.68 %
|
96.32 %
|
3
|
|
3
|
0.035 A
|
12.6 V
|
(367
|
3.68 %
|
96.32 %
|
3
|
|
4
|
0.035 A
|
12.7 V
|
(367
|
3.68 %
|
96.32 %
|
3
|
|
5
|
0.033 A
|
12.9 V
|
(367
|
3.68 %
|
96.32 %
|
3
|
4.1.2
Hambatan pada Rangkaian Seri (Percobaan B)
|
Percobaan
|
I
|
V
|
(
) |
I
|
K
|
AP
|
|
1
|
0.032 A
|
15 V
|
(444
|
3.91 %
|
96.09%
|
3
|
|
2
|
0.032 A
|
15 V
|
(444
|
3.91 %
|
96.09%
|
3
|
|
3
|
0.034 A
|
15 V
|
(444
|
3.91 %
|
96.09%
|
3
|
|
4
|
0.033 A
|
15 V
|
(444
|
3.91 %
|
96.09%
|
3
|
|
5
|
0.035 A
|
15 V
|
(444
|
3.91 %
|
96.09%
|
3
|
4.1.3 Hambatan pada Rangkaian Paralel (Percobaan C)
|
Percobaan
|
I
|
V
|
(
) |
I
|
K
|
AP
|
|
1
|
0.09 A
|
70 V
|
(122
|
20.49%
|
79.51%
|
3
|
|
2
|
0.068 A
|
92 V
|
(122
|
20.49%
|
79.51%
|
3
|
|
3
|
0.068 A
|
92 V
|
(122
|
20.49%
|
79.51%
|
3
|
|
4
|
0.068 A
|
90 V
|
(122
|
20.49%
|
79.51%
|
3
|
|
5
|
0.067 A
|
89 V
|
(122
|
20.49%
|
79.51%
|
3
|
4.1.4 Hambatan pada Rangkaian Paralel (Percobaan D)
|
Percobaan
|
I
|
V
|
(
) |
I
|
K
|
AP
|
|
1
|
0.067 A
|
92 V
|
(136
|
1.55%
|
98.45%
|
3
|
|
2
|
0.068 A
|
92 V
|
(136
|
1.55%
|
98.45%
|
3
|
|
3
|
0.068 A
|
90 V
|
(136
|
1.55%
|
98.45%
|
3
|
|
4
|
0.069 A
|
95 V
|
(136
|
1.55%
|
98.45%
|
3
|
|
5
|
0.068 A
|
92 V
|
(136
|
1.55%
|
98.45%
|
3
|
4.1.5 Panas Disipasi pada Hambatan Berangkaian Seri
|
Percobaaan
|
T
|
V
|
I
|
(
 ) |
I
|
K
|
AP
|
|
1
|
180 s
|
15 V
|
0.03 A
|
(90
 |
8.7%
|
91.3%
|
2
|
|
2
|
180 s
|
15 V
|
0.035 A
|
(90
|
8.7%
|
91.3%
|
2
|
|
3
|
180 s
|
15 V
|
0.035 A
|
(90
|
8.7%
|
91.3%
|
2
|
4.1.6 Panas Disipasi pada Hambatan Berangkaian
Paralel
|
Percobaaan
|
T
|
V
|
I
|
(
) |
I
|
K
|
AP
|
|
1
|
180 s
|
15 V
|
0.086
|
(232
|
2.3%
|
97.7%
|
3
|
|
2
|
180 s
|
15 V
|
0.084
|
(232
|
2.3%
|
97.7%
|
3
|
|
3
|
180 s
|
15 V
|
0.088
|
(232
|
2.3%
|
97.7%
|
3
|
4.2
Pembahasan
Hukum ohm adalah besar
arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus
dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya. Suatu bahan dengan harga
konduktivitas yang besar kan mengalirkan arus yang besar pula untuk suatu
haraga kuat medan listrik E. Pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial
anatara kedua ujung-ujung konduktor.
Rangkaian listrik
terdapat 2 macam rangkaian, yaitu rangkaian seri dan rangkaian parallel. Alat
yang digunakan adalah berupa amperemeter dan voltmeter. Amperemeter berfungsi
untuk mengukur arus yang mengalir. Voltmeter berfungsi untuk mengukur tegangan,
sumber arus dan hambatan. Besar nilai hambatan berbeda-beda, bergantung pada
besar arus dan nilai beda potensialnya, kuat arus yang berbeda menimbulkan
perbedaan dari tegangan yang dihasilkan. Semakin besar arus listrik maka
semakin besar pula tegangan (V) yang dihasilkan. Jadi, kuat arus (I) sangat
berhubungan dengan tegangan (V). Selain itu, juga dapat disimpulkan semakin
besar kuat arus dan tegangan yang dihasilkan maka hambatan yang dihasilkan
semakin kecil dan energi listrik semakin besar. Nilai R dan W berbanding
terbalik.
Pemakaian kuat arus
yang berbeda pada rangkaian seri dan parallel menimbulkan perbedaan dari
teganagan yang dihasilkan. Semakin besar kuat arus (I) maka tegangan (V)
yangdihasilkan juga bertambah, rangkaian seri dan rangkaian parallel tidak
berbanding terbalik atau sama, artinya pada rangkaian seri hubungan I dan V
meningkat pada rangkaian parallel juga mengalami peningkatan.
Besar nilai dari ralat
hambatan pada rangkaian seri maupun rangkaian parallel sangatlah berbeda,
karena nilai dari besar kuat arus dan beda potensial jugalah berbeda, yang
menyebabkan nilai ralat semakn besar dari rata-rata hambatan,sehibgga hal ini membut nilai
raltnya semakin besar.
Hasil percobaan nilai
besar panas disipasi dalam setiap pengukuran dan pengamatan berbeda karena
besar dari suatu panas disipasi dipengaruhi oleh adanya perbedaan waktu pada
masing-masing rangkaian, karena semakin banyak atau besar waktu yang
dikeluarkan maka semakin besar pula nilai panas disipasinya.
BAB 5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat
dalam praktikum penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm yaitu:
1. Hukum
ohm merupakan rapat arus sebanding dengan medan listrik E.
2. Semakin
besar arus listrik maka semakin besar pula tegangan yang dihasilkan.
3. Hambatan
yang dihasilkan semakin kecil dan energy kalor yang diubah dari energi listrik
semakin besar apabila kuat arus dan tegangan besar.
4. Panas
disipasi bergantung pada waktunya, semakin besar waktu yang dikeluarkan maka
semakin besar pula nilai panas isipasinya.
5.2 Saran
Praktikan hendaknya melakukan praktikum dengan lebih serius
terutama dalam menghitung hambatannya dan lebih serius dalam menyusun rangkaian
seri maupun parallel, agar arus dapat mengalir dengan cepat dan tepat sehingga
data yang diperoleh lebih valid dan tidak mengalami penyimpangan.
DAFTAR
PUSTAKA
Alonso,M.1979.Dasar-Dasar fisika Universitas.Jakarta:Erlangga.
Giancoli,DC.2001.Fisika edisi Kelima.Jakarta:Erlangga.
Lesmono,D.2012.Petunjuk Praktikum Fisika Dasar.Jember:Universitas
Jember.
Priyambodo,T.2008.Fisika Dasar.Yogyakarta:ANDI Yogyakarta.
Rusdianto,E.1999.Penerapan
Konsep Dasar Listrik dan Elektronika.Yogyakarta: Kanisius.
Sutrisno.1983.Fisika Dasar
Listrik Magnet dan Termofisika.Bandung:ITB.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar