BAB 1
PENDAHULUAN
1.
LATAR
BELAKANG
Pada dasarnya sebuah rangkaian
listrik terjadi ketika sebuah penghantar mampu dialiri electron bebas secara
terus menerus. Aliran yang terus-menerus ini yang disebut dengan arus, dan
sering juga disebut dengan aliran, sama halnya dengan air yang mengalir pada
sebuah pipa. Untuk menemukan arti dari ketetapan dari persamaan dalam
rangkaian, kita perlu menentukan sebuah nilai layaknya kita menentukan nilai
masa, isi, panjang dan bentuk lain dari persamaan fisika. Standard yang
digunakan pada persamaan tersebut adalah arus listrik, tegangan, dan hambatan.
Symbol yang digunakan adalah standar alphabet yang digunakan pada persamaan
aljabar. Standar ini digunakan pada disiplin ilmu fisika, dan dikenali secara
internasional. Perlunya pratikum hukum Ohm yaitu dapat mengetahui hubungan
tegangan dan kuat arus serta dapat digunakan untuk menentukan suatu hambatan
beban listrik tanpa menggunakan Ohmmeter.
2. Rumusan Masalah
a.
Bagaimana hubungan antara beda potensial dan kuat
arus?
3. Tujuan
Mempelajari hubungan antara tegangan
dan kuat arus yang mengalir dalam sebuah rangkaian.
4. Definisi Istilah
a.
Arus listrik :
banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu
b.
Tegangan listrik : perbedaan potensi listrik antara
dua titik dalam rangkaian listrik, dinyatakan dalam satuan volt.
c.
Hambatan listrik : perbandingan antara tegangan
listrik dari suatu komponen elektronik dengan arus listrik yang melewatinya.
d.
Ohmmeter : alat yang digunakan untuk mengukur hambatan
beban listrik
5. Hipotesis
Besarnya arus listrik
yang mengalir sebanding dengan besarnya beda potensial (Tegangan) serta Perbandingan
antara tegangan dengan kuat arus merupakan suatu bilangan konstan yang disebut
hambatan listrik.
6. Tinjauan Pustaka
Hukum
ohm berbunyi sebagai berikut: besarnya kuat arus yang timbul pada suatu
pengantar berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan antara kedua
ujung pengantar tersebut
Hukum
ohm menggambarkan bagaimana arus, tegangan, dan tahanan berhubungan. George ohm menentukan secara eksperimental
bahwa jika tegangan yang melewati sebuah tahanan bertambah nilainya maka
arusnya juga akan bertambah nilainya. Begitu juga sebaliknya. Hukum ohm dapat
dituliskan dalam rumus sebagai berikut
V=IR
V=
tegangan
R=
tahanan
I=
kuat arus
Hukum
ohm juga menyatakan bahwa pada tegangan yang konstan, jika nilai tahanan di
perkecil maka akan diperoleh arus yang lebih kuat. Begitu juga sebaliknya dan
dapat ditulis sebagai berikut.
I=
V/R
Hukum
ohm dapat diterapkan dalam rangkaian tahana seri. Yang di maksud dengan
rangkaian tahanan seri adalah tahanan di hubungkan ujung tahanan yang ada pada
rangkaian ke ujung atau dalam suatu rantai. Untuk mencari arus yang mengalir
pada rangkaian seri dengan tahanan lebih dar satu, diperlukan jumalah total
nilai tahanan tahanan tersebut. Hal ini dapat di mengerti karena setiap tahanan
yang ada pada rangkaian seri akan memberikan hambatan bagi arus untuk mengalir
(rusdianto,1999:19).
Resistor merupakan elemen pasif yang paling sederhana. Kita akan memulai
bahasan kita dengan memperhatikan hasil kerja fisikawan jerman, georg simon
ohm, yang pada tahun 1827 mempublikasikan sebuah pamflet yang memaparkan
hasil-hasil dari usahanya mengukur arus dan tegangan serta hubungan matematika
di antara keduanya. Salah satu hasil yang diperoleh adalah pernyatan tentang relasi
fundamental yang saat ini kita sebut sebagai hukum ohm. Meskipun hal ini telah
ditemukan 46 tahun sebelumnya di inggris
oleh henry cavendish. Pamflet yang dipublikasikan oleh georg simon ohm banyak
menerima kritik yang tak pantas dan menjadi bahan tawaan selama beberapa tahun
setelah di publikasi pertamanya akhirnya karya itu diterima beberapa tahun
setelahnya.
Hukum
ohm menyatakan bahwa tegangan pada terminal-terminal material penghantar
berbanding lurus terhadap arus yang mengalir melalui material ini, secara
matematika hal ini dirumuskan sebagai,
V = i R
Dimana konstan proporsionalitas atau
kesebandinagn R disebut resistansi. Satuan untuk resistansi adalah ohm, dan
bisa disingkat dengan huruf besar omega, Ω (durbin, 2005:22).
Elektron
–elektron bebas bergerak dalam suatu medan listrik yang memperagakan periode
yang sama sebagai lettice-nya. Selama gerakan gerakan mereka, elektron-elektron
bebas ini sering sekali disebarkan oleh medan. Uraian yang sesuai untu gerakan
elektron jenis ini harus menggunakan metode mekanika kuantum. Disini uraian
yang termasuk sederhana sudah mencukupi. Ketika tidak terdapat medan listrik
eksternal, elekton-elektron tersebut bergerak kesegala arah dantidak ada
transportasi muatan netto atau arus listrik. Tetapi jika digunakan sebuah medan
listrik eksternal, terjadi aliran gerakan dari gerakan-gerakan elektron
sembarang sehingga terjadi arus listrik. Tampaknya alamiah untuk menganggap
kekuatan dari arus tersebut sesuai dengan medan listrik.
Untuk
membuktikan hubungan ini, kita meninjau hasil-hasil percobaan yang telah dilakukan. Salah satu hukum fisika
yang mungkin paling dikenal oleh para mahasiswa adalah hukum ohm, yang
menyatakan bahwa untuk suatu konduktor logam pada suhu konstan, perbandingan
antara perbedaan antara perbedaan potensial ∆V antara dua titik dari konduktor
dengan arus listrik I yang melaui konduktor tersebut adalah konstan. Konstan
ini disebut tahanan listrik R dari konduktor antara dua titik. Jadi hukum ohm bisa
dinyatakan sebagai:
∆V = R atau I
= ∆V
I R
Dari
persamaan kelihatan bahwa R dinyatakan dalam satuan SI sebagai volt ampere atau
m2 kg s-1 C-2 , dan disebut ohm (Ω). Jadi satu
ohm adalah tahanan suatu konduktor yang dilewati arus satu ampere ketika
perbedaan potensialnya dijaga satu volt diujung-ujung konduktor tersebut
(alonso, 1992:76)
BAB II
METODOLOGI
2.1.Alat dan Bahan
|
NO.
|
NAMA ALAT
/ BAHAN
|
JUMLAH
|
|
1.
|
Meter dasar 90/ basicmeter
|
2
|
|
2.
|
Kabel penghubung merah
|
3
|
|
3.
|
Kabel penghubung hitam
|
3
|
|
4.
|
Hambatan tetap 100 Ω
|
1
|
|
5.
|
Papan rangkaian
|
1
|
|
6.
|
Jembatan penghubung
|
4
|
|
7.
|
Catu-daya
|
1
|
|
8.
|
Potensiometer 50
kΩ
|
1
|
2.2.Langkah-langkah percobaan
a.
Hubungkan rangkaian ke catu daya (gunakan kabel
penghubung)
b.
Hubungkan catu daya ke sumber tegangan.
c.
Pilih tegangan keluar pada posisi 3 volt lalu hidupkan
catu daya.
d.
Baca kuat arus yang mengalir pada ampermeter , dan
baca juga beda potensial yang terbaca di voltmeter. Lalu catat hasil pengamatan di tabel
pengamatan.
e.
Ulangi langkah percobaan c dan d, dengan tegangan
keluar pada posisi 6 volt dan 9 volt.
2.3.Gambar Percobaan
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Data
|
No
|
Beda Potensial (v)
|
Kuat Arus (MA)
|
V/I (Ω)
|
|
1
|
3
|
6
|
500
|
|
2
|
5,8
|
12
|
484
|
|
3
|
8,4
|
18
|
467
|
3.2. Perhitungan
a. Dik: v = 3 volt
I = 6 MA = 6X10-3 A
Dit: R...?
Jawab: V = I.R
R = V/ I
R= 3 Volt
6x10-3 A
R= 500 Ω
b.
Dik: v = 5,8 volt
I = 12 MA = 12X10-3 A
Dit: R...?
Jawab: V = I.R
R
= V/ I
R=
5,8 Volt
12x10-3 A
R= 483 Ω
c.
Dik: v = 8,4 volt
I = 18 MA = 18X10-3 A
Dit: R...?
Jawab:
V = I.R
R = V/ I
R= 8,4 Volt
18x10-3 A
R= 467 Ω
3.3. Teori Ralat
|
No
|
Data (x)
|
x-ẍ
|
(x-ẍ)2
|
|
1
|
500
|
16,67
|
277,89
|
|
2
|
483
|
-0,33
|
0,1089
|
|
3
|
467
|
-16,33
|
266,689
|
|
|
∑x = 1450
|
∑(x-ẍ)2 =
544,6789
|
|
Ralat
mutlak : ∆x=
=
9,52
Ralat
nisbi : ∆l =
=1,96 %
Keseksmaan : K = 100% - ∆l = 98,04%
3.4. Pembahasan
Pada
pratikum ini ada hubungan sangat penting antara tegangan, arus dan
hambatan. Hubungan tersebut disebut hukum ohm. Hubungan dalam hukum ohm ini
yaitu Besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya beda
potensial (Tegangan). Untuk sementara tegangan dan beda potensial dianggap sama
walau sebenarnya kedua secara konsep berbeda. Secara matematika di tuliskan I ∞
V atau V ∞ I, Untuk menghilangkan kesebandingan ini maka perlu ditambahkan
sebuah konstanta yang kemudian di kenal dengan Hambatan (R) sehingga
persamaannya menjadi V = I.R. Dimana V adalah tegangan (volt), I adalah kuat
arus (A) dan R adalah hambatan (Ohm). Selain itu perbandingan antara tegangan dengan
kuat arus merupakan suatu bilangan konstan yang disebut hambatan listrik.
Secara matematika di tuliskan V/I = R atau dituliskan V = I.R.
Ketika catudaya
dihubungkan ke rangkaian melalui kabel penghubung lalu dihidupkan, maka
didapatkan nilai kuat arus dan tegangan. Besarnya tegangan dan kuat arus dapat
dilihat dari angka yang ditunjukkan oleh Voltmeter dan Amperemeter. Dimana
ampermeter di rangki secara seri dan voltmeter dirangkai secara paralel. Pada
pratikum ini, sumber tegangan yang digunakan yaitu 3 volt, 6 volt, dan 9 volt.
Pada sumber tegangan 3 V, didapat V dan i masing-masing 3 Volt dan 6 mA atau
6x10-3 A. Pada sumber tegangan 6 volt, V dan i yang di dapat
masing-masing 5,8 volt dan 12 mA atau
12x10-3 A, dan pada tegangan 9 volt di dapat V dan i masing-masingnya
8,4 volt dan 18 mA atau 18x10-3 A.
Pada
hasil pengukuran didapat tegangan voltmeter nilainya mendekati teganagan
sumber. Hal ini terjadi kemungkinan ada hambatan alat yang terdapat pada voltmeter,
sehingga hasil pengukuran yang didapat tidak sama dengan tegangan sumber,
tetapi nilainya mendekati.
Untuk
nilai hambatannya, dengan menggunakan prinsip hukum ohm yang secara matematis
V=I.R. didapat nilai hambatannya yaitu pada tegangan sumber 3 volt didapat
hambatannya 500 Ω. Pada tegangan sumber 6 volt, hambatan yang didapat yaitu 483
Ω. Dan pada tegangan sumber 9 volt, hambatan yang didapat 467 Ω.
Pada
prinsipnya perbandingan antara tegangan dengan kuat arus yang disebut hambatan
listrik merupakan bilangan konstan. Pada hasil perhitungan hambatan listrik
yang didapat nilainya mendekati konstan atau mendekati sama. Hal ini terjadi
kemungkinan adanya hambatan alat yang yang terdapat didalam alat. Sehingga
hasil yang didapat pada pengukuran maupun perhitungannya nilainya mendekati
sama.
Pada
pratikum ini, hipotesis yang dibuat terbukti, yaitu ada hubungan antara beda
potensial dengan kuat arus dimana be
Bila dilihat
dari teori ralatnya keseksamaan yang didapat yaitu 98,04%. Dalam percobaan ini
dapat dikatakan berhasil karena hasilnya mendekati 100%.
3.5. Grafik
BAB
IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
1. Besarnya
arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya beda potensial (Tegangan)
2. Perbandingan
antara tegangan dengan kuat arus merupakan suatu bilangan konstan yang disebut
hambatan listrik. ( R= V/I )
3. Semakin
besar sumber tegangan maka semakin besar arus yang dihasilkan.
4. Perbandingan
antara tegangan dengan kuat arus yang disebut hambatan listrik merupakan
bilangan konstan
5. Hukum Ohm dapat digunakan untuk mengetahui
hubungan tegangan dan kuat arus serta dapat digunakan untuk menentukan suatu
hambatan beban listrik tanpa menggunakan Ohmmeter
4.2. Saran
1. Sebelum
melakukan praktikum, pratikan harus mempelajari dan memahami dahulu materi yang
akan dipraktikumkan, serta membaca dan memahami
buku panduan yang berkaitan dengan praktikum yang akan dilakukan pada
waktu itu. Hal ini bertujuan agar dalam pelaksanaan praktikum tidak kesulitan
untuk melakukan praktikum dan agar praktikum berjalan dengan lancar.
2.
Berhati-hati dan serius dalam setiap
melakukan percobaan, agar didapat hasil yang maksimal
DAFTAR
PUSTAKA
Alonso, dkk. 1979. Dasar-dasar fisika universitas. Jakarta:
Erlangga
Durbin, dkk. 2005. Rangkaian listrik. Jakarta: Erlangga
Rusdianto, eduard.
1999. Penerapan konsep dasar listrik dan
elektronika. Yogyakarta: kanisius
Tidak ada komentar:
Posting Komentar