Arum Meta Mega Sari

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR

PENENTUAN HAMBATAN LISTRIK DENGAN HUKUM OMH

Oleh

Arum Meta Mega Sari

NIM 131810301006

LABORATORIUM FISIKA DASAR

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

2014

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Hukum ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensiall yang diterapkan atau juga menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktur pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hokum ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya atau dikenakan terhadap benda tersebut.

Dengan melakukan praktikum ini kita dapat mengetahui dan mempelajari antara tegangan dan kuat arus pada suatu rangkaian dan dapat digunkan untuk mengetahui sebuah hambatan listrik tanpa harus menggunakan alat yang dinamakan ohmmeter. Karena dengan mempelajari praktikum ini kita dapat mengetahui dan mengerti kelistrikan.

Percobaan kali ini dilakukan dengan 4 tahap yaitu yang pertama menduga nilai hambata dalam rangkaian seri dapat dimulai dengan menyusun rangkaian listrik dan menaikkan tegangan dari tegangan minimum sampai tegangan maksimum. Lalu cata besar tegangan dan arus setiap terjadi perubahan. Percobaan yang kedua yaitu dimulai dengan menyusun rangkaian listrik, tegangan listrik berada pada posisi maksimum. Catat setiap perubahan yang terjadi setiap 3 menit, sehingga didapatkan 5 pasang data pengamatan. Percobaan yang ketiga yaitu menduga nilai hambatan pada rangkaian parallel dimulai dengan menyusun rangkaian listrik dengan memakai hambatan yang sama pada percobaan a selanjutnya lakukan prosedur 2 dan 3 seperti percobaan a diulangi percbaan ini hanya dengan mengubah posisi voltmeter dan ampermeter. Percobaan yang terakhir yaitu menduga besar panas disipasi pada hambata berangkaian parallel. Pada percobaan yang keempat dilakukan seperti pada percobaan kedua.

1.2 Rumusan masalah

Adapaun rumusan masalah pada praktikum penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm ini adalah

1. Bagaimana cara menentukan besar hambatan listrik suatu resistor dengan bantuan hukum omh?

2. Bagaimana cara menentukan panas disipasi pada suatu resistor dengan bantuan hukum omh?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan yang diperoleh pada praktikum penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm adalah

1. Dapat menentukan besar hambatan listrik suatu resistor dengan bantuan hukum omh

2. Dapat menentukan panas disipasi pada suatu resistor dengan bantuan hukum omh

1.4 Manfaat

Adapun manfaat yang diperoleh dari praktikum penentuan hambatan listrik dengan hokum ohm adalah bisa memanfaatkan pengetahuan ini dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya listrik pada lampu, alat-alat rumah tangga dan elektronik serta pabrik-pabrik. Bisa mengetahui dan memahami rangkaian listrik yang lebih cocok dipasang dalam rumah adar biaya listrik bisa lebih hemat dan bisa mengetahui berapa besar arus yang harus dialirkan agar lampu bisa menyala dengan terang.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Hambatan atau resistansi berguna untuk mengatur besarnya kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu rangkaian listrik. Hambatan listrik dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu panjang, luas dan jenis bahan. Hambatan berbanding lurus dengan panjang benda, seamkin panjang maka semakin besar hambatannya. Hambatan berbanding terbalik dengan luas penampang benda, semakin luas penampangnya maka semakin kecil hambatannya. Hambatan juga berbanding lurus dengan jenis benda (hambatan jenis), semakin besar hambatan jenisnya maka semakin besar hambatan benda itu. Secara matematis dapat ditulis

R =

………………(2.1)

dimana

adalah hambatan jenis (ohm/m), L adalah panjang benda (m) dan A adalah luas penampang (m²) (Nurdianingrum, 2011).

Bila suatu penghantar diberikan beda potensial yang berbeda diantara kedua ujungnya, maka dalam penghantar itu akan timbul arus listrik. Besarnya kuat arus yang melalui penghantar ini tergantung pada besar kuat medan listrikya€. Sedangkan sifata hantaran bahan dinyatakan dengan (

R =

………………(2.2)

(Purwandari, 2013).

Pada percobaan kuatu arus dan tegangan pada keempat rangkaian yang dilakukan harus menggunakan hambatan yang sama agar dapat diketahui perbandingan kuat arus dan tegangan yang timbul dari keempat rangkaian tersebut. Dengan demikian juga dapat diketahui perbandingan kalor masing-masing. Perbansingan kalor tersebut diperoleh dari dari perhitungan hasil tegangan dan arus listrik.

Rp pada rangakian parallel

………………. (2.3)

Rp pada rangkaian seri

Rp = R₁ + R_{2 +} R₃………………(2.4)

Gambar 2.1 simbol rangkaian untuk sebuah tahanan R= 1/V

Dan P = V.I = I²R= V²/R

(Sumber : Silaban, 1995).

Jika resistor-resistor itu parallel, maka arus yang melalui resistor tidak sama. Tetapi selisih potensial diantara terminal-terminal setiap resistor harus sama dan sebanding dengan V. umunya arus yang melalui resistor yang berbeda karena muatan terakumulasi atau terkuras keluar dari titik a, maka arus total I sama dengan jumlah ketiga arus dalam resistor.

………………. (2.5)

Resistor-resistor parallel ditambahakn secara terbalik karena arus dalam sriap resistor sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatan (Young, 2003).

Rangkaian seri listrik adalah rangkaian listrik dimana input suatu komponen berasal dari output koponen lainnya. Hal ini menyebabkan rangkaian listrik dapat menghambat/menghemat biaya. Kelemahan rangkaian listrik seri adalah jika salah satu komponen dicabut atau rusak maka komponen yang lainnya tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Jika salah satu lampu dicabut atau rusak maka lampu yanga lainnya juga akan ikut padam. Rangkaian seri adalah rangkaian yang arusnya mengalir hanya pada satu jalur. Dalam rangkaian seri arus I akan sama dalam semua rangakian tersebut. Hokum ohm dapat diterapkan untuk keseluruhan rangkaian seri atau untuk bagian-bagian rangkaian secara sendiri-sendiri (Gussow, 2004).

Fungsi utama hokum aohm adalah digunakan untuk mengetahui hubungan tegangan dan kuat arus serta dapat digunkan utnuk menentukan suatu hambatan beban listrik tanpa menggunakan ohmmeter. Kesimpulan akhir hokum ohm adalah semakin besar sumber tegangan maka semakin besar arus yang dihasilkan. Kemudian konsep yang serng salah digunkan adalah hambatan listrik dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus lisrik. Konsep ini salah karena besar kecilnya hambatan listrik tidak dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus lisrik tetapi dipengaruhi oleh panjang penampang dan jenis bahan ( Nurdianingrum, 2011).

BAB 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan bahan

Adapun alat dan bahaan yang digunakan pada percobaan penentuan hambatan listrik dengan hokum ohm adalah

1. Catu daya DC : sebagai sumber arus listrik

2. Voltmeter : untuk mengukur tegangan listrik

3. Ampermeter : untuk mengukur kuat arus listrik

4. R 100 Ω / 5 W : sebagai hambatan

5. Connector : penghubung suatu perangkat dengan perangkat lainnya

6. Kabel-kabel : untuk menghubungkan kutub positif dan kutub negative dalam rangkaian listrik

7. Stopwatch : untuk menghitung waktu yang dibutuhkan

3.2 Desain pecobaan

Adapun desain percobaan pada percobaan penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm adalah

Gambar 3.1 Rancangan percobaan (a) dan (b) rangkaian seri, (c) dan (d) rangkaian paralel

(Sumber : Petunjuk praktikum fisika dasar, 2013).

3.3 Langkah kerja

Adapun langkah kerja pada percobaan penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm adalah

3.3.1 Menduga nilai hambatan dalam rangkaian seri

1. Rangkaian listrik disusun seperti gambar (a).

2. Tegangan dinaikkan dari tegangan minimum ke tegangan maksimum secara bertahap pada sumber tegangan untuk mengatur besar arus yang diluar.

3. Besar tegangan dan arus pada voltmeter dan ampermeter setiap terjadi perubahan dicatat, sehingga didapatkan minimal 5 pasang data tegangan dan arusnya.

4. Percobaan seperti di atas untuk gambar (b) diulangi, dengan hambatan yang sama.

3.3.2 Menduga besar panas disipasi pada hambatan berangkaian seri

1. rangkaian disusun seperti gambar (b)

2. tegangan listrik pada sumber tegangan berada pada posisi maksimum

3. nilai tegangan (V) dan arus (I) pada voltmeter dan ampermeter setiap interval 3 menit dicatat, sehingga di dapat 5 pasang data pengamatan.

3.3.3 Menduga nilai hambatan pada rangkaian paralel

1. rangakaian listrik disusun seperti gambar (c) dengan tetap memakai hambatan yang sama seperti pada percobaan 3.3.1

2. prosedur 2 dan 3 dilakukan seperti pada percobaan 3.3.1

3. percobaan diulangi untuk gambar (d) dengan tetap memakai hambatan yang saamaa, hanya mengubah posisi voltmeter dan ampermeter.

3.3.4 Menduga besar panas disipasi pada hambatan berangkaian paralel

1. rangakaian disusun seperti pada gambar (d)

2. prosedur seperti pada percobaan 3.3.2 dilakukan.

3.4 Analisi data

Adapun analisis data percobaan pada percobaan penentuan hambatan listrik dengan hukum ohm adalah

P =

E =

I =

P =

atau w = I². R. t

Dengan,

W : energy kalor yang diubah dari energy listrik (J)

R : hambatan kawat (ohm)

t : lamanya arus listri melewati penghantar (s)

P : daya listrik (watt)

Ralat :

1. Besar panas disipasi

W = V. i. t

2. Ralat untuk beda potensia

3. Ralat untuk R

R =

4. Ralat waktu

nst

5. I =

K = I – 100

AP = 1 – log

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Adapun hasil dalam praktikum penentuan hambatan listrik dengan hokum ohm adalah

1. Pada rangkaian seri (A)

No.	V	I	R	(R- Ṝ)
1.	6.75	0.095	71	0.62	0.38
2.	6.9	0.098	70.4	0.02	0.0004
3.	7	0.098	71.4	1.02	1.04
4.	6.9	0.099	69.7	-0.68	0.46
5.	6.8	0.098	69.4	-0.98	0.96
Ṝ= 70.38				= 2.8404

∆R = 0.84

I = 1.19%

K = 98.81 %

AP = 3

No.	V	I	R	(R- Ṝ)
1.	13.4	0.037	362.2	0.9	0.81
2.	13.5	0.0375	360	-1.3	1.69
3.	13.5	0.0375	360	-1.3	1.69
4.	13.4	0.037	362.2	0.9	0.81
5.	13.4	0.037	362.2	0.9	0.81
Ṝ= 361.3				= 5.81

∆R =1.2

I = 0.3 %

K = 99.7 %

AP = 3

Panas disipasi

No.	V	I	t	W
1.	13.6	0.037	180 s	90.58	-180.5	32580.3
2.	13.6	0.038	360 s	186	-85	7225
3.	13.6	0.038	540 s	279	7.94	63
4.	13.6	0.037	720 s	362.3	91.24	8324.7
5.	13.5	0.036	900 s	437.4	166.34	27668
271.056					75861

∆W = 137.7

I = 50.8 %

K = 49.2 %

AP = 1

2. Pada rangkain paralel (C)

No.	V	I	R	(R- Ṝ)
1.	5.5	0.085	64.7	-0.88	0.774
2.	5.6	0.084	66.7	1.12	1.254
3.	5.5	0.084	65.5	-0.08	0.0064
4.	5.5	0.084	65.5	-0.08	0.0064
5.	5.5	0.084	65.5	-0.08	0.0064
Ṝ= 65.58				= 2.0472

∆R =0.72

I = 1.09 %

K = 98.91 %

AP = 3

No.	V	I	R	(R- Ṝ)
1.	12.6	0,088	143.18	-0.42	0.18
2.	12.5	0.086	145.35	1.75	3.06
3.	12.6	0,088	143.18	-0.42	0.18
4.	12.6	0.086	143.18	-0.42	0.18
5.	12.6	0.086	143.18	-0.42	0.18
Ṝ= 143.6				= 3.78

∆R =0.972

I = 0.67 %

K = 99.33 %

AP = 3

Panas Disipasi

No.	V	I	t	W	( W- W)
1.	12.5	0.086	180 s	193.5	-379.86	144293.6
2.	12.5	0.085	360 s	391.68	-181.68	33007.6
3.	12.5	0.084	540 s	567	-6.36	40.45
4.	12.6	0.084	720 s	762.048	188.7	35607.7
5.	12.6	0.084	900 s	952.56	392.2	143792.64
573.36					327034.99

∆R = 285.9

I = 45 %

K = 55 %

AP = 1

4.2 Pembahasan

Dalam praktikum ini membahas tentang hukum omh. Hukum omh menyatakan bahwa suatu konduktor logam pada suhu konstan perbandingan antara perbedaan potensial ∆V anatara dua titik dari konduktor dengan arus listrik yang melalui konduktor tersebut adalah konstan. Dari pernyataan tersebut dapat menjelaskan bagaimana cara menentukan besar hambatan listriksuatu resistor. Yaitu dengan cara mengukur tegangan dan arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Kemudian, menghitung besar hambatan listrik dengan cara mengalikan besar tegangan dengan besar arus listrik. Dari hasil perhitungan hambatan pada rangkaian seri A diperoleh besar hambatan rata – rata sebesar 70.38%. sedangkan pada rangkaian seri B diperoleh nilai hambatan rata – rata sebesar 361.3Ω dengan tingkat ketelitian sebesar 99.7%. dan untuk rangkaian paralel diperoleh nilai hambatan rata – rata sebesar 65.58Ω dan pada D nilai hambatan rata – ratanya sebesar 143.6Ω dengan tingkat ketelitian masing – masing 98.91 % dan 99.33%.

Dan untuk mengukur besar panas disipasi dalam suatu rangkaian dapat diperoleh dengan cara mengalikan besar tegangan besar arus listrik dan waktu yang digunakan. Hali itu dikarenakan hubungan antara tegangan, arus listrik dan lama waktu berbanding lurus dengan besar panas disipasi. Jika tegangan dinaikkan maka nilai arus listrik akan naik begitu pula lama waktu juga akan lebih banyak dan panas disipasi yang diperoleh juga akan meningkat.

Dari hasil perhitungan diperoleh besar panas disipasi pada rangkaian seri sebesar 271.056 W dengan tingkat ketelitian sebesar 49.2%. dan pada rangkaian paralel diperoleh nilai panas disipasi rata – rata sebesar 573.36W dengan tingkat ketelitian sebesar 55%.

BAB 5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dalam praktikum ini adalah

1. untuk mencari besar hambatan dapat menggunakan hukum omh yaitu

V = I.R

2. untuk mencari besar panas disipasi dengan cara menggunakan hukum omh yaitu W = V.I .t

5.2 Saran

Hendaknya praktikan lebih menguasai materi dan jangan melakukan praktikum secara tergesa – gesa dan dalam melakukannya harus teliti agar tidak terjadi kesalahan.

DAFTAR PUSTAKA

Gussow, M.2004.Dasar-dasar teknik listrik.Jakarta:Erlangga.

Nurdianingrum,A.2011.Laporan Hukum Ohm.Bandung:Fisika FMIPA ITB.

Purwandari,2013.Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Jember : Universitas Jember.

Young.2003.Fisika Universitas. Jakarta:Erlangga.

Rabu, 28 Mei 2014

hukum ohm