Laporan Akhir Hukum Ohm [PDF]

Citation preview

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA UMUM “HUKUM OHM” Tanggal Praktikum



: 24 November 2017



Tanggal Pengumpulan: 29 November 2017 Waktu Percobaan



: 13.30 - 15.30 WIB



Nama Praktikan



: Fakhri



NIM



: 11170161000007



Kelas/Kloter



: 1A/2



Nama Anggota



: 1. Hanifatul Hashina (11170161000009)



LABORATORIUM FISIKA DASAR PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN JAKARTA 2017



HUKUM OHM



A. Tujuan Praktikum 1. Mahasiswa dapat memahami hukum OHM 2. Mahasiswa dapat memahami hubungan antara tegangan dengan kuat arus listrik 3. Mahasiswa dapat memahami faktor-faktor yang mempengaruhi arus listrik 4. Mahasiwa dapat menjelaskan cara mengukur kuat arus dan tegangan listrik



B. Dasar Teori Untuk menghasilkan arus listrik pada rangkaian, dibutuhkan beda potensial. Satu cara untuk menghasilkan beda potensial ialah dengan baterai. George Simon Ohm (1787-1854) menentukan dengan eksperimen bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial V yang diberikan ke ujung-ujungnya: 𝐼∞𝑉. (Giancoli. 2001:67) Arus listrik adalah kelajuan muatan listrik mengalir melalui permukaan. Jika aliran muatan listrik berubah-ubah seiring dengan waktu, maka arus listrik yang mengalir pun berubah-ubah terhadap waktu. Ungkapan aliran arus listrik umum digunakan, walaupun ungkapan ini sebenarnya tidak tepat karena arus listrik adalah suatu aliran (muatan listrik). Kita akan menghindari ungkapan ini dan menggunakan aliran muatan listrik. (Jewett. 2010:361) Besar aliran arus pada kawat tidak hanya bergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan



yang diberikan kawat terhadap aliran elektron. Electron-elektron diperlambat



karena adanya interaksi dengan atom-atom kawat. Makin tinggi hambatan ini, makin kecil arus untuk suatu tegangan (V). Kita kemudian mendefinisikan arus berbanding terbalik dengan hambatan. (Sutrisno. 2009:146-147) 𝑉 = 𝐼. 𝑅 Dimana R adalah konstanta yang disebut tahanan atau hambatan bahan yang memiliki satuan V/A, atau ohm (Ω). Tahanan tergantung pada jenis bahan. Bahan-bahan dengan tahanan rendah yang disebut konduktor yang baik, sedangkan bahan-bahan dengan tahanan



tinggi adalah isolator yang baik, terrgantung pada keadaan bahan. Jika kita menganggap luas penampang kawat silinder adala A dan panjangnya L, resistivitas didefinisikan sebagai 𝑅 = 𝐿



𝜌 𝐴 dengan satuan resistivitas adalah Ω.m. (Sutarno, M.Sc. 2013:116) C. Alat dan Bahan No.



Nama Alat dan Bahan



1.



Catu daya



2.



Multimeter



3.



Kabel penghubung



4.



Resistor 50 dan 100 Ohm



5.



Saklar



Gambar



D. Langkah Kerja No.



Langkah Kerja



Gambar



Disiapkan alat dan bahan yang akan 1.



digunakan



untuk



membuat



rangkaian



praktikum hukum Ohm.



Dilakukan pengecekkan pada kabel multimeter, hal ini dilakukan agar dapat 2.



diketahui kabel tersebut rusak atau tidak. dimasukkan salah satu ujung kabel probe ke lubang bertanda VΩmA (Kutub positif) dan COM (kutub negative).



Sambungan rangkaian praktikum hukum 3.



Ohm, pertama dihubungkan power supply tegangan DC positif dengan saklar.



4.



Kemudian,



dihubungkan



saklar



pada



rangkaian dengan resistor 50 Ω.



Setelah itu, dihubungkan resistor dengan multimeter yang berfungsi sebagai pengukur 5.



arus pada rangkaian, posisikan kabel probe ke lubang dan diputar saklar pemilih multimeter ke posisi bertanda 10A.



Kemudian, 6.



pengukur



disambungkan arus



dengan



multimeter



power



supply



tegangan DC negative, dari kabel probe bertanda COM (Kutub Negatif) . Dihubungkan kembali resistor 50 Ω dengan multimeter dengan posisi kabel probe secara



7.



paralel di lubang bertanda VΩmA kutub positif dan negatif. Disetel pemutar pemilih multimeter ke posisi 20V (Voltage). Kemudian, diputar tegangan yang diatur pada power supply ( Catu daya ). Tegangan



8.



yang digunakan adalah 3,6, dan 9 Volt. Lakukan sebanyak 5 kali pengambilan data, dengan dua kali pergantian resistor.



Kemudian, diperhatikan nilai Arus (A) dan 9.



Tegangan



(V)



yang



dihasilkan



pada



Multimeter.



10.



Dicatat



hasilnya



sementara.



pada



form



laporan



E. Data Percobaan



Tabel 1. Pengukuran untuk tegangan 3 Volt resistor 50 ohm No.



Tegangan (V)



Kuat Arus (A)



Hambatan Terukur (Ω)



1.



3,46



0,06



57,6



2.



3,44



0,06



57,3



3.



3,41



0,06



56,8



4.



3,36



0,06



56



5.



3,38



0,06



56,3



Rerata



56,8



Tabel 2. Pengukuran untuk tegangan 3 Volt resistor 100 ohm No.



Tegangan (V)



Kuat Arus (A)



Hambatan Terukur (Ω)



1.



3,46



0,03



115,33



2.



3,33



0,03



111



3.



3,42



0,03



100



4.



3,42



0,03



100



5.



3,41



0,03



113,6



Rerata



107,9



Tabel 3. Pengukuran untuk tegangan 6 Volt resistor 50 ohm No.



Tegangan (V)



Kuat Arus (A)



Hambatan Terukur (Ω)



1.



6,30



0,12



52,5



2.



6,25



0,12



52,08



3.



6,28



0,12



52,3



4.



6,34



0,12



52,8



5.



6,41



0,12



53,41



Rerata



52,6



Tabel 4. Pengukuran untuk tegangan 6 Volt resistor 100 ohm No.



Tegangan (V)



Kuat Arus (A)



Hambatan Terukur (Ω)



1.



6,30



0,06



105



2.



6,33



0,06



105,5



3.



6,37



0,06



106,1



4.



6,33



0,06



105,5



5.



6,32



0,06



105,3



Rerata



105,4



Tabel 5. Pengukuran untuk tegangan 9 Volt resistor 50 ohm No.



Tegangan (V)



Kuat Arus (A)



Hambatan Terukur (Ω)



1.



9,15



0,17



53,8



2.



9,02



0,17



53,05



3.



8,89



0,17



52,29



4.



9,03



0,17



53,11



5.



9,00



0,17



52,94



Rerata



53,03



Tabel 6. Pengukuran untuk tegangan 9 Volt resistor 100 ohm No.



Tegangan (V)



Kuat Arus (A)



Hambatan Terukur (Ω)



1.



9.16



0,08



114,5



2.



9,13



0,08



114,1



3.



9.12



0,08



114



4.



9,15



0,08



114,3



5.



9,17



0,08



114,6



Rerata



114,3



F. Pengolahan Data 1. Pengukuran untuk Tegangan 3 Volt Resistor 50Ω No.



Hambatan Terukur (Ω)



1.



𝑅 = 0,06 = 57,6 Ω



2.



𝑅 = 0,06 = 57,3 Ω



3.



𝑅 = 0,06 = 56,8 Ω



4.



𝑅 = 0,06 = 56 Ω



5.



𝑅 = 0,06 = 56,3 Ω



X



Prsentase Kesalahan (%)



3,46



57,6 − 50 | × 100% = 0,152 % 50 57,3 − 50 | | × 100% = 1,14% 50 56,8 − 50 | | × 100% = 0,136% 50 56 − 50 | | × 100% = 0,12% 50 56,3 − 50 | | × 100% = 0,126% 50



|



3,44



3,41



3,36



3,38



𝑅



=



57,6+57,3+56,8+56+56,3 5



= 56,8 Ω



2. Pengukuran untuk Tegangan 3 Volt Resistor 100Ω No.



Hambatan Terukur (Ω)



1.



𝑅 = 0,03 = 115,3 Ω



2.



𝑅 = 0,03 = 111 Ω



3.



𝑅 = 0,03 = 100 Ω



4.



𝑅 = 0,03 = 100 Ω



3,46



3,33



3,42



3,42



5.



X



𝑅=



𝑅



=



3,41 0,03



= 113,6 Ω



115,3+111+100+100+113,6 5



Prsentase Kesalahan (%) 115,3 − 100 | × 100% = 0,0153% 100 111 − 100 | | × 100% = 0,111% 100 100 − 100 | | × 100% = 0 % 100 100 − 100 | | × 100% = 0 % 100 113,6 − 100 | | × 100% = 0,136% 100



|



= 107,9 Ω



3. Pengukuran untuk Tegangan 6 Volt Resistor 50Ω No.



Hambatan Terukur (Ω)



1.



𝑅 = 0,12 = 52,5 Ω



2.



𝑅 = 0,12 = 52,08 Ω



3.



𝑅 = 0,12 = 52,3 Ω



4.



𝑅 = 0,12 = 52,8 Ω



5.



𝑅 = 0,12 = 53,41 Ω



X



Prsentase Kesalahan (%)



6,30



52,5 − 50 | × 100% = 0,05 % 50 52,08 − 50 | | × 100% = 0,0416% 50 52,3 − 50 | | × 100% = 0.046% 50 52,8 − 50 | | × 100% = 0.056% 50 53,41 − 50 | | × 100% = 0.0682% 50 |



6,25



6,28



6,34



6,41



𝑅



=



52,5+52,08+52,3+52,8+53,41 5



= 52,6 Ω



4. Pengukuran untuk Tegangan 6 Volt Resistor 100Ω No.



Hambatan Terukur (Ω)



1.



𝑅 = 0,06 = 105 Ω



2.



𝑅 = 0,06 = 105,5 Ω



3.



𝑅 = 0,06 = 106,1 Ω



4.



𝑅 = 0,06 = 105,5 Ω



5.



𝑅 = 0,06 = 105,3 Ω



X



6,30



6,33



6,37



6,33



6,32



𝑅



=



105+105,5+106,1+105,5+105,3 5



Prsentase Kesalahan (%) 105 − 100 | × 100% = 0.05% 100 105,5 − 100 | | × 100% = 0.055% 100 106,1 − 100 | | × 100% = 0,061% 100 105,5 − 100 | | × 100% = 0,055% 100 105,3 − 100 | | × 100% = 0,053% 100 |



= 105,4 Ω



5. Pengukuran untuk Tegangan 9 Volt Resistor 50Ω No.



Hambatan Terukur (Ω)



1.



𝑅 = 0,17 = 53,8 Ω



2.



𝑅 = 0,17 = 53,05 Ω



3.



𝑅 = 0,17 = 52,29 Ω



4.



𝑅 = 0,17 = 53,11 Ω



5.



𝑅 = 0,17 = 52,94 Ω



X



9,15



9,02



8,89



9,03



9,00



𝑅



=



53,8+53,05+52,29+53,11+52,94 5



Prsentase Kesalahan (%) 53,8 − 50 | × 100% = 0,076% 50 53,05 − 50 | | × 100% = 0,061% 50 52,29 − 50 | | × 100% = 0,0458% 50 53,11 − 50 | | × 100% = 0.0622% 50 52,94 − 50 | | × 100% = 0,0588% 50 |



= 53,03 Ω



6. Pengukuran untuk Tegangan 9 Volt Resistor 100Ω No.



Hambatan Terukur (Ω)



1.



𝑅 = 0.08 = 114,5 Ω



2.



𝑅 = 0.08 = 114,1 Ω



3.



𝑅 = 0.08 = 114 Ω



4.



𝑅 = 0.08 = 114,3 Ω



5.



𝑅 = 0.08 = 114,6 Ω



9,16



9,13



9,12



9,15



9,17



X



𝑅



=



Prsentase Kesalahan (%) 114,5 − 100 | × 100% = 0,145% 100 114,1 − 100 | | × 100% = 0,141% 100 114 − 100 | | × 100% = 0,14% 100 114,3 − 100 | | × 100% = 0,143% 100 114,6 − 100 | | × 100% = 0,146% 100 |



114,5 + 114,1 + 114 + 114,3 + 114,6 = 114,3 Ω 5



G. Pembahasan Pada praktikum Hukum Ohm yang kami lakukan, diperoleh data yang menunjukkan bahwa besar nilai tegangan (V) berbanding lurus dengan nilai kuat arus (I) dan berbanding terbalik dengan nilai hambatan (Ω). Hasil pengukuran menunjukan bahwa semakin besar tegangan maka semakin besar pula kuat arus lisrik yang mengalir pada kawat penghantar. Berdasarkan 6 kali percobaan praktikum yang dilakukan dengan mengubah nilai tegangan beserta hambatan. Pada percobaan pertama dan kedua yang dilakukan, kami menggunakan tegangan pada catu daya sebesar 3V serta resistor 50 dan 100 Ohm. Pada percobaan pertama menggunakan resistor bernilai 50 Ohm, rata-rata kuat arus yang mengalir pada rangkaian didapati sebesar 0,06 A. Sedangkan hambatan terukur yang didapatkan berdasarkan data memiliki nilai rata-rata 56,8 Ohm. Rata-rata nilai hambatan sangat jauh berbeda dengan nilai hambatan yang tertera pada resistor, hal ini dikarenakan hambatan sendiri memiliki suatu nilai toleransi yang tidak pasti. Pada percobaan kedua dengan tegangan yang sama, namun menggunakan resistor bernilai 100 Ohm memiliki rata-rata nilai kuat arus sebesar 0,3 A. Hal ini menunjukkan penurunan nilai arus yang sangat signifikan, dan dapat dikatakan bahwa memang benar kuat arus berbanding terbalik dengan hambatan yang ada pada rangkaian. Selain itu rata-rata hambatan yang terdapat pada rangkaian bernilai 107,9 Ohm, nilai tersebut tentu kembali berbeda dengan nilai hambatan yang tertera pada resistor. Untuk kembali menguji kebenaran teori Ohm, kami kembali melakukan percobaan dengan menggunakan tegangan yang berbeda yaitu 6 Volt dengan kembali menggunakan resistor 50 dan 100 Ohm. Pada percobaan yang ketiga, kami menggunakan resistor bernilai 50 Ohm terlebih dahulu, hasil yang didapatkan arus memiliki rata-rata 0,12 A. Kemudian dengan resistor 100 Ohm, rata-rata arus yang didapatkan bernilai 0,06 A, hal ini kembali membuktikan bahwa kuat arus berbanding terbalik dengan hambatan, yang dimana apabila semakin besar hambatan maka akan semakin kecil arus yang mengalir. Untuk meyakinkan percobaan kami terhadap teori Ohm, kami kembali menguji nya dengan tegangan bernilai 9 Volt. Dengan pertukaran resistor yang sama dengan percobaan sebelum nya, kami mendapatkan rata-rata arus yang mengalir pada resistor 50 Ohm adalah 0,17 A. Sedangkan pada resistor 100 Ohm rata-rata arus yang didapatkan adalah 0,08 A. Dengan melalui 6 tahap percobaan kami dengan sangat yakin teori yang dikemukakan oleh Ohm adalah benar, bahwa kuat arus bernilai sebanding dengan tegangan yang mengalir dan berbanding terbalik terhadap hambatan yang ada. Namun pada percobaan kali ini saya meyakini bahwa hambatan yang ada bukan hanya ada dari resistor yang digunakan, namun juga dari kabel-kabel rangkaian yang digunakan. Selain itu Terkadang multimeter menunjukkan hasil pengukuran tegangan lebih besar dari seharusnya dan



sebaliknya. Hal ini dapat terjadi karena tegangan sebelum terukur oleh multimeter, melalui resistor yang memiliki nilai toleransi (±). H. Tugas Pasca Praktikum 1. Buatlah grafik hubungan antara V dan I untuk resistor 50Ω sesuai dengan data yang diperoleh pada table 1 (Ms. Excel)! Berikan komentar/tanggapanmu terhadap grafik tersebut! Tegangan 3 Volt Hubungan antara V dan I untuk Resistor 50Ω 3.485 3.48



Voltase (V)



3.48 3.475 3.47 3.47 3.465 3.46 3.46 3.455 0



0.1



0.2



0.3



0.4



0.5



0.6



0.7



0.8



Arus listrik I (A)



Tegangan 6 Volt Hubungan antara V dan I untuk Resistor 50Ω 6.41



6.42



6.4



Voltase (V)



6.38 6.36



6.34



6.34 6.32 6.3



6.28



6.28 6.26 0



0.02



0.04



0.06



0.08



Arus listrik I (A)



0.1



0.12



0.14



Tegangan 9 Volt Hubungan antara V dan I untuk Resistor 50Ω 9.03



9.04 9.02



9



Voltase (V)



9



8.98 8.96 8.94 8.92 8.89



8.9 8.88 0



0.02



0.04



0.06



0.08



0.1



0.12



0.14



0.16



0.18



Arus listrik I (A)



Berdasarkan grafik yang telah dibuat, hal ini menunjukkan bahwa kebenaran teori Ohm akan hubungan Kuat arus dan tegangan adalah sebanding nilainya. 2. Buatlah grafik hubungan antara V dan I untuk resistor 100Ω sesuai dengan data yang diperoleh pada table 2 (Ms. Excel)! Berikan komentar/tanggapanmu terhadap grafik tersebut! Tegangan 3 Volt Hubungan antara V dan I untuk Resistor 100Ω 3.48



3.46



3.46



Voltase (V)



3.44



3.42 3.41



3.42 3.4 3.38 3.36



3.33



3.34 3.32 0



0.005



0.01



0.015



0.02



Arus listrik I (A)



0.025



0.03



0.035



Tegangan 6 Volt Hubungan antara V dan I untuk Resistor 100Ω 6.38



6.37



6.37



Voltase (V)



6.36 6.35



6.34



6.33



6.33



6.32



6.32 6.31



6.3



6.3 6.29 0



0.01



0.02



0.03



0.04



0.05



0.06



0.07



Arus listrik I (A)



Tegangan 9 Volt Hubungan antara V dan I untuk Resistor 100Ω 9.18 9.17 9.17 9.16



Voltase (V)



9.16 9.15 9.15 9.14 9.13 9.13 9.12 9.12 9.11 0



0.01



0.02



0.03



0.04



0.05



0.06



0.07



0.08



0.09



Arus listrik I (A)



Berdasarkan penggunaan resistor 100 Ohm, kuat arus yang mengalir sangat berbeda jauh dari penggunaan resistor 50 Ohm, dikarenakan arus pada rangkaian berbanding terbalik dengan hambatan yang digunakan.



3. Berapakah persentase nilai yang anda peroleh dalam percobaan dengan nilai hambatan yang sebenarnya (untuk kedua resistor yang digunakan)! 𝑁−𝑛



Rumus : (1 − |



𝑛



|) × 100%



 Pengukuran untuk Tegangan 3 Volt Resistor 50Ω 56,8 − 50 (1 − | |) × 100% = 0,864 % 50  Pengukuran untuk Tegangan 3 Volt Resistor 100Ω 107,7 − 100 (1 − | |) × 100% = 0,846 % 100  Pengukuran untuk Tegangan 6 Volt Resistor 50Ω 52,6 − 50 (1 − | |) × 100% = 0,948 % 50  Pengukuran untuk Tegangan 6 Volt Resistor 100Ω 105,4 − 100 (1 − | |) × 100% = 0,946 % 100  Pengukuran untuk Tegangan 9 Volt Resistor 50Ω 53,03 − 50 (1 − | |) × 100% = 0,93% 50  Pengukuran untuk Tegangan 9 Volt Resistor 100Ω 114,3 − 100 (1 − | |) × 100% = 0,857 % 100



4. Faktor-faktor apa sajakah yang mempengaruhi besar kecilnya hambatan suatu kawat penghantar? Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya hambatan suatu kawat penghantar adalah hambatan jenis,apabila kawat yang digunakan menghasilkan hambatan besar, maka arus listrik yang dihasilkan akan semakin kecil. Luas penampang, semakin kecil luas penampang, makin besar hambatannya dan



Panjang kawat, semakin besar kawat penghantar yang digunakan, hambatan akan semakin besar. 5. Apa perbedaan yang anda peroleh tersebut sesuai dengan teori yang berlaku (hukum Ohm)? Kemukakanlah pendapat anda tersebut! Ya, data yang diperoleh pada praktikum ini sesuai dengan teori hukum Ohm yang berlaku, dimana nilai kuat arus listrik yang dihasilkan pada tiap percobaan berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan serta berbanding terbalik dengan hambatan yang digunakan pada rangkaian. Semakin besar nilai tegangan yang diberikan, maka arus listrik akan semakin besar pula, Namun apabila nilai hambatan yang digunakan bernilai besar, maka nilai arus listriknya semakin kecil. I. Kesimpulan 1. Hukum Ohm adalah hukum tentang kelistrikan yang menyatakan bahwa besarnya kuat arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah rangkaian berbanding lurus dengan beda potensial/tegangan (V) yang dialirkan dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R). 2. Nilai tegangan ( V ) berbanding lurus dengan kuat arus ( I ), namun berbanding terbalik dengan Hambatan ( Ohm ). Sehingga dapat dirumuskan dengan persamaan : 𝑉 = 𝐼. 𝑅 3. Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya kuat arus suatu kawat penghantar adalah hambatan jenis, luas penampang dan panjang kawat. 4. Cara untuk mengukur kuat arus pada rangkaian adalah dengan membentuk sebuah rangkaian seri, sedangkan untuk mengukur Tegangan pada rangkaian dapat di ukur dengan membuat sebuah rangkaian paralel.



J. Komentar/Saran 1. Sebelum melakukan praktikum, praktikan harap mengecek semua alat yang digunakan apakah berfungsi dengan baik atau tidak. 2. Alat yang telah tidak berfungsi dengan baik harap segera diganti, karna tidak berfungsinya alat dapat megganggu waktu pengerjaan praktikum. 3. Saat memasuki laboratoriun, praktikan sudah seharusnya memahami teori yang akan di uji coba.



K. Daftar Pustaka Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi 5 Jilid II. Jakarta: Erlangga Serway, Jewett. Raymond A. 2010. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi 6 Buku II. Jakarta: Salemba Teknika Sutarno, M.Sc. 2013. Fisika untuk Universitas Edisi Pertama. Yogyakarta: Graha Ilmu Sutrisno dan Tjahjono, Arif. 2009. Fisika Dasar II. Jakarta: Lembaga Penelitian UIN



Lampiran