Hambatan Listrik [PDF]

Citation preview

HAMBATAN LISTRIK Sasmita yulizaa, Desi Armanitab,Azhardi Bustamic, Muhammad Dzul Akbard a



JurusanBiologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Jum’at Shift II,Universitas Andalas b LaboratoriumFisika Dasar, Universitas Andalas e-mail: [email protected] Laboratorium Fisika Dasar Unand, KampusLimau Manis, 25163



ABSTRAK Percobaan hambatan listrik bertujuan menentukan resistansi sebuah resistor, menentukan kuat arus dan tegangan rangkaian resistor seri dan paralel, dan menentukan resistivitaskawat. Alat dan bahan yang digunakan adalah powersupply untuk memberikan arus listrik ke seluruh komponen listrik, multimeter untuk mengukur tegangandan arus listrik, resistor untuk menghambat aliran listrik, papan rangkaian sebagai tempat rangkaian listrik, jumperuntuk menghubungkan rangkaian dari powersupply ke komponen lainnya, kawat penghantar untuk menghantarkan arus listrik, dan jangka sorong untuk mengukur diameter kawat penghantar. Berdasarkan praktikum yang telah dilaksanakan didapatkan hasil bahwa nilai resistensi resistor dan resistivitas kawat berbeda dengan literatur. Padapercobaan rangkaian seri dan paralel memiliki hasil yang sesuai dengan literatur yaitu pada rangkaian seri jumlah kuat arus pada setiap resistor adalah sama sedangkan tegangannya berbeda.Pada rangkaian paralel jumlah tengangan pada setiap resistor adalah sama sedangkan kuat arusnya berbeda . Kata kunci :resistor, resistansi, resistivitas



I. PENDAHULUAN Arus listrik adalah sebuah aliran yang terjadi akibat jumlah muatan listrik yang yang mengalir dari satu titik ke titik lain dalam suatu rangkaian tiap satuan waktu. Arus listrik juga terjadi akibat adanya beda potensial atau tegangan pada media penghantar antara dua titik. Semakin besar nilai tegangan antara kedua titik tersebut, maka akan semakin besar pula nilai arus yang mengalir pada kedua titik tersebut. Satuan arus listrik dalam internasional yaitu A (ampere). Tegangan listrik atau yang lebih dikenal sebagai beda potensial listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik. Tegangan listrik merupakan ukuran beda potensial yang mampu membangkitkan medan listrik sehingga menyebabkan timbulnya arus listrik dalam sebuak konduktor listrik.



Tegangan listrik memiliki satuan Volt.Simbol untuk tegangan listrik adalah V. namun dalam referensi-referensi akademis lebih sering digunakan simbol E untuk menyebutkan tegangan listrik. Hal ini dilakukan agar tidak tertukar dengan simbol satuan tegangan (Volt) yang juga disimbolkan dengan V. Rumus tegangan (V): V= I X R



(1)



V =Tegangan( Volt=V ) I= Kuat arus ( Amper=A ) R= Hambatan( Ohm=Ω ) Daerah ohmik sifatkelistrikan adalah daerah suatu benda yang mengikuti hukum ohm, sedangkan daerah non-ohmik sifat kelistrikan yaitu daerah suatu benda yang tidak mengikuti hukum ohm.Hambatan listrik adalah sesuatu yang menahan aliran



listrik.Hambatan listrik sering disebut juga dengan resistansi, mengacu pada istilah bahasa inggris Resistance yang berarti hambatan.Hambatan listrik ialah sebuah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponenelektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yangmelewatinya.Simbol hambatan listrik ditulis dengan huruf R, singkatan dari Resistance.Nilai hambatan listrik dinyatakan dalam satuan Ohm (Ω), satuan Ohm juga bisa ditulis dengan tanda Ω, yaitu karakter Omega dalam susunan abjad latin. Hambatan listrik disebut juga dengan resistor.Pada umumnya, resistor berbetuk bulat memanjang dan di tengah bulatan panjang tersebut terdapat pita-pita warna melingkar yang menandakan nilai yang dimiliki oleh sebuah resistor itu sendiri. Setiap warna pita pada resistor punya nilai, seperti yang terlampir didalam Tabel 1. Tabel 1.Nilai warna gelang resistor



106 dengan toleransi ±5. Nilai toleransi resistor = 13.000.000 x 5% = 650.000 ohm, Nilai batas maksimum resistor = 13.000.000 + 650.000 = 13.650.000 ohm, Nilai batas minimum resistor = 13.000.000 - 650.000 = 12.350.000 ohm. Resistor dapat dikatakan masih baik apabila memiliki nilai hambatan dengan interval antara 12.350.000 ohm13.650.000 ohm (12.350.000 ohm < nilai R < 13.650.000 ohm). Rangkaian seri terdiri dari dua atau lebih beban listrik yang dihubungkan ke satu daya lewat satu rangkaian seperti pada gambar 1.Rangkaian seri dapat berisi banyak beban listrik dalam satu rangkaian.Arus yang mengalir pada masing beban adalah sama.Tegangan sumber akan dibagi dengan jumlah tahanan seri jika besar tahanan sama. Jumlah penurunan tegangan dalam rangkaian seri dari masing-masing tahanan seri adalah sama dengan tegangan total sumber tegangan. Hambatan total merupakan hasil penjumlahan tiap-tiap hambatan serinya. Kuat arus dalam tiap-tiap hambatannya tetap dan besar kuat arus setiap hambatan sama dengan kuat arus totalnya.



Gambar. 1 Rangkaian seri Cara membaca nilai hambatan resistor berdasarkan warna pita atau gelang berdasarkan rumus berikut: ABC X 10D ±



E%



(2)



Contoh pembacaan nilai kode warna tahanan resistor 4 gelang.Gelang ke-1 berwarna coklat = 1, Gelang ke-2 berwarna jingga/orange = 3, Gelang ke-3 berwarna biru = 6 atau 106 atau 1 Megaohm, Gelang ke4 berwarna emas = ± 5%, Nilai resistor = 13 *



Rangkaian Paralel merupakan salah satu yang memiliki lebih dari satu bagian garis edar untuk mengalirkan arus pada suatu rangkaian seperti gambar 2. Dalam kendaraan bermotor, sebagian besar beban listrik dihubungkan secara paralel. Masingmasing rangkaian dapat dihubungputuskan tanpa mempengaruhi rangkaian yang lain.Tegangan pada masing-masing beban listrik sama dengan tegangan sumber.Masing-masing cabang dalam



rangkaian parallel adalah rangkaian individu.Arus masing-masing cabang adalah tergantung besar tahanan cabang.



2.2. Prosedur Percobaan A. Resistansi resistor Resistor R dihubungkan kesumber tegangan dan ampermeter.Ukur arus yang mengalir melalui resistor pada tegangan V lalu ulangi dengan tegangan yang berbeda.Isi tabel data 1 dan 2 yang telah disediakan.Resistensi resistor yang digunakan kemudian dihitung berdasarkan perhitungan nilai gradient.Menghitung nilai resistensi resistor berdasarkan warna resistor dan bandingkan dengan literatur. B. Rangkaian seri resistor



Gambar. 2 Rangkaian paralel Resistivitas adalah kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik yang bergantung terhadap besarnya medan listrik dan kerapatan arus. Semakin besar resistivitas suatu bahan makan semakin besar pula medan listrik yang dibutuhkan untuk menimbulkan sebuah kerapatan arus. Hubungan antara resistansi dan resistivitas adalah berbanding lurus, maka dapat dinyatakan dengan rumus: R=ρ L/A



(3)



R= Resistansi( Ω=ohm ) ρ =Resistivitas (Ωm) L= Panjang konduktor (meter=m) A= Luas Penampang Kawat (m2)



II. METODE PENELITIAN 2.1. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah, Power supply digunakan untuk memberikan arus listrik kepada seluruh komponen listrik, Multimeter untuk mengukur tegangan listrik dan arus listrik, Resistor dan papan rangkaian untuk tempat merangkai listrik Jumper untuk menghubungkan arus listrik dari supply ke komponen lainnya, Kawat penghantar untuk menghantarkan arus listrik dan Jangka sorong untuk mengukur diameter kabel.



Tiga buah resistor di susun secara seri dan dihubungkan rangkaian kesumber tegangan sebesar 3V. Kuat arus diukur pada masingmasing resistor dengan beda tegangan Vab, Vbc, Vcd, dan Vad. Hasil yang didapatkan dibandingkan dengan literatur. C. Rangkaian paralel resistor Tiga buah resistor di susun secara paralel dan dihubungkan rangkaian kesumber tegangan sebesar 3V. Kuat arus diukur pada masing-masing resistor dengan beda teganganVab, Vbc, Vcd, dan Vad. Hasil yang didapatkan dibandingkan dengan literatur. D. Resistivitaskawat Diameter kawat penghantar diukur dengan micrometer sekup.Luas permukaan kawat dihitung.Lalu hubungkan kawat kesumber tegangan dan amper meter, catat kuat arus yang mengalir pada kawat pada tegangan.Ulangi penghubungan kawat dengan tegangan yang berbeda dan panjang kawat yang berbeda.



III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. AnalisisHasilPengukuran a. Resistansi resistor Berdasarkan tabel dibawah ini didapatkan pengolahan data dengan hasil resistansi resistor dengan warna resistor hijau, biru, hitam, emas, dan coklat yaitu 10,7 ohm. Sedangkan nilai resistor yang terbaca yakni 55,4 - 56,56 (satuan mana?). Nilai ini berbeda



dengan hasil dilakukan.



pengolahan



data



yang



Tabel 2. Hasil pengukuran Tegangan (V) Kuatarus I (mA) 0,5 7,02 1 13,78 1,5 22,22 2 28,88 2,5 36,34 3 44,7 3,5 52,8 4 60,7 4,5 69,2 5 77,3



tugas pendahuluan sedikit berbeda yaitu terletak pada angka pentingnya. Nilai arus yang didapatkan pada praktikum sesuai dengan karakteristik rangkaian seribahwa kuat arus dalam tiap-tiap hambatan seri tetap dan besar kuat arus setiap hambatan sama dengan kuat arus totalnya. Besarnya tegangan akan berbanding lurus dengan arus. Jadi, semakin besar sumber tegangan akan semakin besar arus yang mengalir. c. Rangkaian paralel resistor Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan yaitu 3 buah resistor disusun secra paralel dengan nilai masing-masing R1= 50 ohm, R2= 100 ohm, R3= 200 ohm dan tegangan sebesar 3V didapatkan hasil I1= 46,9×10-3 A, I2=28,94×10-3A , I3=14,81× 10-3 A, V1= 2,92 volt, V2= 2,92 volt, V3= 2,92 volt. Jika dibandingkan dengan literatur, data hasil pengukuran pada saat praktikum memiliki nilai yang sama dengan literatur tugas pendahuluan yaitu I1= 0,06 A, I2=0,03 A , I3=0,015 A, V= 3 volt.



Gambar 3.Hubungan antara Tegangan (V) dan Kuat Arus (I) Berdasarkan grafik diatas didapatkan hasil yang memenuhi hukum ohm bahwa besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya tegangan yang diberikan. Semakin besar tegangan yang diberikan semakin besar arus yang akan mengalir pada hambatan. Arus tidak akan mengalir jika tidak ada tegangan atau beda potensial yang mengalir begitupun sebaliknya. b. Rangkaian seri resistor Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan yaitu resistor yang disusun secara seri dengan nilai R1= 50 ohm, R2= 100 ohm, R3= 200 ohm dan tegangan sebesar 3V diperoleh arus I1=8,1 A, I2=8,1 A I3=8,1 A dan teganggan Vab=0,487 volt Vbc=0,83 volt, Vcd=1,607 volt. Jika dibandingkan dengan literatur tugas pendahuluan yaitu V1=0,4 volt, V2=0,8 volt, V3=1,6 volt. Hasil perhitungan pada praktikum dan literatur



Hasil yang didapatkan pada praktikum sesuai dengan karakteristik rangkaian paralel bahwabeda potensial atau tegangan tiap-tiap percabangannya tetap dan besar tegangan setiap percabangan sama dengan tegangan totalnya. d. Resistivitas kawat Tabel 3. Hasil pengukuran Pajang Tegangan V kawat L (V) (m) 0,5 1 1 1 1,5 1 0,5 2 1 2 1,5 2 0,5 3 1 3 1,5 3



Kuat arus I (mA) 378,6 × 10-3 349,2 × 10-3 305,5 × 10-3 396,8 × 10-3 296,6 × 10-3 357,2 × 10-3 400,6 × 10-3 368,9 × 10-3 367,8 × 10-3



Tabel 4. Pengolahan data pengukuran L V/I L2 LV/I x Y x2 xy 0,5 2.64× 10-3 0,25 1.32× 10-3 1 2.86× 10-3 1 2.86× 10-3 -3 1,5 3.27× 10 2,25 4.90× 10-3 -3 0,5 5.04× 10 0,25 2.52× 10-3 -3 1 6.74× 10 1 6.74× 10-3 1,5 5.59× 10-3 2,25 8.39× 10-3 -3 0,5 7.49× 10 0,25 3.74× 10-3 -3 1 8.13× 10 1 8.13× 10-3 -3 1,5 8.15× 10 2,25 12,2× 10-3 -3 ∑ 9 49.94× 10 10,5 56,80 × 10-3



jurnal tentang Hambatan Listrik ini. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkankepada kepala labor, koordinator umum, koordinator alat, koordinator jurusan dan staf laboratorium yang telah bersedia mengkoordinir jalanya praktikumserta asisten pembimbingyangtelah berjasa membantu proses pembuatan jurnal ini. Serta ucapan terima kasih untuk rekanrekan kerja yang telah berkontribusi dalam penyelesaian jurnal ini.



Berdasarkan perhitungan data didapatkan resistivitas kawat 1,822 X 10-8Ωm. sedangkan menurut literatur resistivitas kawat yaitu 2,65 X 10-8Ωm.Hasil yang didapatkan pada praktikum tidak sesuai dengan literatur, bahwa semakin panjang kawat penghantar maka semakin besar hambatannya serta arus yang mengalir sebanding dengan tegangan yang diberikan maka Semakin besar tegangan maka semakin besar kuat arus.



1.



3.2 ANALISIS KESALAHAN Dari hasil praktium yang telah dilakukan hasil yang didapatkan pada percobaan resistansi resistor dan resistivitas kawat tidak sesuai dengan literatur, hal ini dikarenakan kurang hati-hati nya praktikan disaat praktikum dan kurang teliti dalam pengolahan dan penghitungan data.



IV. KESIMPULAN Berdasarkan praktikum yang telah dilaksanakan diperoleh kesimpulan bahwa arus berbanding lurus dengan besar nya tegangan yang diberikan. Dan pada percobaan rangkaian seri didapatkan bahwa kuat arus pada setiap resistor adalah sama sedangkan pada rangkaian paralel besar tengangan pada setiap resistor nya yang mempunyai nilai sama.



V. UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih penulis ucapkan kepada Allah swt yang telah memberikan kesempatan kepada kelompok 5 untuk menyelesaikan



DAFTAR PUSTAKA



2. 3.



Hariyanto, Didik. 2009. Studi Penentuan Nilai Resistor Menggunakan seleksi Warna Model HSI Pada Citra 2D. Universitas Negeri Yogyakarta Sears, Zemansky. 2008. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 2. Jakarta : Erlangga Stiyono,edi.2007. Fisika kelas X untuk SMA dan MA. Klaten: PT.intan pariwara.