Laporan Praktikum Hukum Ohm [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM HUKUM OHM



TUGAS KELOMPOK KELAS XII MIPA 10 Nama anggota : Alif Ashshidiq



(03)



Ezarnissa Hervinda Ganis Rana



(10) (12)



Irna Kurniati



ShaniaLuthfiani



(14) (30)



Jl Pemuda No. 149, Sekayu , SemarangTengah KotaSemarang,JawaTengah



Praktikum Hukum Ohm I.



Tujuan Mempelajari hubungan antara tegangan dan kuat arus yang mengalir dalam sebuah rangkaian. Memperagakan pengukuran tegangan listrik Memperagakan pengukuran arus listrik Menghitung hambatan luar suatu penghantar



II.



Dasar Teori Hukum Ohm



Ketika suatu medan listrik diberikan kepada sebuah dielektrik, akan terjadi polarisasi terhadap dielektrik tersebut.Tetapi jika medan tersebut diberikan ke daerah yang mempunyai muatan bebas,muatan tersebut akan bergerak dan timbul suatu arus listrik sebagai ganti polarisasi medium tersebut.Ketika muatan bebas ditunjukkan dalam sebuah benda seperti electron-elektron dalam suatu logam,yang gerakannya merintangi interaksinya terhadap ion ion positif sehingga membentuk lattice Kristal logam. Ketika tidak terdapat medan listrik eksternal ,electron-elektron tersebut bergerak ke segala arah dan tidak ada transportasi muatan netto atau arus listrik.Tetapi jika digunakan sebuah medan listrik eksternal,terjadi aliran gerakan dari gerakan electron sembarang sehingga terjadi arus listrik.Tampaknya alamiah untuk menganggap bahwa kekuatan dari arus tersebut sesuai dengan intensitas medan listrik,dan bahwa persesuaian ini merupakan konsekuensi langsung dari struktur internal logamnya.



Untuk membuktikan hubungan ini,dapat ditinjau dengan hukum Ohm,yang menyatakan bahwa untuk suatu konduktor logam pada suhu konstan,



Perbandingan antara perbedaan potensial ΔV antara dua titik dari konduktor dengan arus listrik yang melalui konduktor tersebut adalah konstan .Konstan ini disebut tahanan listrik (hambatan) R dari konduktor antara dua titik.Jadi hukum Ohm bisa dinyatakan sebagai :



V=IR



V merupakan beda tegangan (beda potensial), adalah arus yang lewat pada penghantar dan R hambatan dari penghantar.Persamaan(1) menunjukkan bahwa Hukum Ohm berlaku jika hubungan antara V dan I adalah linier.Hukum ini diformulasikan oleh ahli fisika Jerman,George Ohm(1787-1854),ternyata berlaku dengan ketelitian yang mencengangkan terhadap konduktor pada cakupan harga ΔV,I dan suhu yang luas.Prinsip Ohm ini adalah besarnya arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar metal pada rangkaian, Ohm menentukan sebuah persamaan yang simple menjelaskan hubungan antara tegangan,arus dan hambatan yang saling hubungan.Tetapi beberapa zatter utama semi-konduktor,tidak mengikuti hukum Ohm.Sebuah grafik menunjukkan hubungan antara V dan I yang diberikan hukum Ohm menghasilkan garis lurus sebagai mana ditunjukkan gambar ini.



Dari persamaan yang di atas ,kelihatan sekali bahwa R (hambatan) dinyatakan dalam satuan SI sebagai Volt / ampere atau m2kgs-1C-2 dan disebut Ohm (Ω). Jadi satu Ohm adalah tahanan suatu konduktor yang dilewati arus satu ampere ketika perbedaan potensialnya dijaga satu volt diujungujung konduktor tersebut. Arus dinyatakan dengan Ampere , bersimboI. Tegangan dinyatakan dengan volt, bersimbol V atau E (Alonso,1979:76-77).



Secara tegas , hukum ohm hanya berlaku untuk resistor karena pada resistor I adalah sebanding dengan V untuk seluruh nilai I dan V. Komponen yang memenuhi hukum kesebandingan I dan V disebut komponen ohmic ,yang dicirikan oleh grafik I–V berbentuk garis lurus condong keatas melalui titik asal .Dalam banyak komponen ,hambatan yang didefinisikan oleh V=I.R tidaklah konstan tetapi bergantung pada nilai-nilai V dan I. Komponen komponen seperti ini sebut komponen non- grafik I terdapat V untuk komponen-komponen seperti ini tidak linier.



Besarnya hambatan suatu penghantar ditentukan oleh panjang(I), penampang(A) dan hambatan jenis(P) penghantar secara matematis hubungan tersebut ditulis sebagai berikut:



Penampang kawat umumnya berbentuk lingkaran, sehingga luas penampang .



Hambatan jenis suatu bahan adalah hambatan suatu bahan yang panjang 1 m dan luas penampangnya 1m2.misalnya hambatan jenis baja adalah 1,5x10-7 ohmm. Artinya kawat baja dengan panjang 1m dan luas penampang 1m2 mempunyai hambatan 0,15 ohm. Nilai hambatan jenis suatu penghantar bergantung pada jenis penghantar dan suhu .Penghantar logam hambatan jenisnya akan jika suhunya bertambah maka disesuaikan dengan perbesaran berikut:



Pada umumnya hambatan kawat juga akan naik jika suhunya bertambah dalam suatu batas perubahan suhu tertentu, perubahan fraksi hambatan dibandingkan dengan perubahan suhu(T) sehingga:



Oleh karena hambatan penghantar sebanding dengan hambatan jenis, maka didapat persamaan berikut:



Susunan Seri dan Paralel



Hambatan listrik suatu penghantar dapat disusun secara seri atau paralel. Dan dapat pula disusun dengan cara gabungan antara susunan seri dan paralel.



A. Susunan Seri



Hambatan pengganti dari hambatan listrik yang disusun secara seri dapat dinyatakan dalam persamaan berikut:



R5=R1+R2+R3+..Rn



B. Susunan Paralel



Hambatan pengganti dua komponen R1 dan R2 yang disusun secara paralel dapat dihitung lebih cepat dengan persamaan khusus ,yaitu:



Secara umum untuk komponen-komponen yang disusun paralel, kebalikan atau pengganti paralel sama dengan jumlah dari kebaikan tiap-tiap hambatan.



III.



AlatdanBahan



Amperemeter Voltmeter 6 kabel Baterai Lampu Hambatan geser Alat tulis



IV.



Cara kerja



Cara kerja1: 1. menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian listrik. 2. Rangkai alat dan bahan hingga membentuk rangkaian listrik seperti pada gambar



3.Mengatur arus yang mengalir menggunakan resistor dengan cara digeser .Atur arus berbeda sebanyak 5 kali dan catat. 4.Melihat dan catat tegangan pada volt meter saat diberi arus yang berbeda–beda. 5.Catat setiap data pada tabel pengamatan dan kemudian hitung hambatan yang ada pada rangkaian listrik tersebut.



Cara kerja 2: 1. menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian listrik. 2.merangkai alat dan bahan hingga membentuk rangkaian listrik seperti pada gambar



3.Melihat dan catat arus pada amperemeter. 4.Menghitung r menggunakan rumus E=I(R+r) , jika E diketahui dan arus dapat dilihat pada amperemeter. Cara kerja 3 : 1.menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian listrik.



2. merangkai alat dan bahan hingga membentuk dua rangkaian listrik yaitu seri dan paralel seperti pada gambar.



3.Melihat arus yang mengalir dengan amperemeter pada masing–masing rangkaian. 4.mengamati nyala lampu pada kedua rangkaian tersebut.



V.



Tabel pengamatan



Percobaan 1



No



V(volt)



(I)Ampere



1



0,2



0,1



2



2



0,4



0,14



2,85



3



1



0,19



5,26



4



1,2



0,2



6



5



2



0,22



9,09



Rata–rata Percobaan2



R(ohm)



5,04



E=26/100.10



I=24/100.1



=2,6volt



=0,24A E=I(R+r) 2,6=0,24(5,04+r)



2,6/0,24=(5,04+r) 10,83=(5,04+r) 5,8=r Percobaan 3



I=16/100.1 =0,16A



Rangkaian seri



VI.



Analisis data



a. Analisis percobaan 1 Teori: 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. 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 konstan tayang kemudian dikenal 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 dituliskan V/I= R atau dituliskan V=I.R. Praktek: semakin banyak sumber listrik yang digunakan (dalam hal ini baterai)maka kuat arus dan tegangan juga akan semakin bertambah dengan hambatan yang sama.Serta kuat arus dan tegangan jika dibandingkan akan menghasilkan bilangan konstan yang hampir sama dan senilai dengan hambatan yang digunakan tadi. Pertambahan nilai R dan i mengikuti kenaikan nilai Tegangan (V) yang digunakan. Hubungan antara tegangan dan arus ditunjukkan dalam grafik berikut:



HUBUNGAN ANTARA TEGANGAN DAN KUAT ARUS 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0.2



0.4



1



1.2



2



Jadi, berdasarkan teori dan praktek yang kami lakukan, semuanya cocok. Ini menandakan praktek yang kami lakukan dapat berjalan dengan benar sehingga sesuai dengan teori yang telah ada. b. Analisis percobaan 2 Untuk menentukan hambatan dalam baterai, yaitu dengan mengukur gaya gerak listrik (GGL) menggunakan voltmeter. Berdasarkan percobaan yang dilakukan, baterai yang digunakan setelah diukur menggunakan voltmeter menunjukkan GGL sebesar 2,6 V dan setelah dirangkai dengan lampu dan amperemeter ,ternyata kuat arus yang mengalir pada lampu sebesar 0,24 A . Pada percobaan I telah diketahui bahwa hambatan yang dimiliki lampu (R) adalah 5,8 Ω. Untuk dapat mengetahui dan menentukan besar hambatan dalam (r) baterai dapat menggunakan rumus: GGL = i (R+r)



c. Analisis percobaan 3 Dalam percobaan yang dilakukan pada rangkaian paralel nampak bahwa, nyala lampu lebih terang dibandingkan dengan nyala pada rangkaian seri. Hal ini disebabkan pada rangkaian paralel sumber tegangan langsung menuju lampu-lampu tanpa melalui lampu lainnya, sehingga apabila salah satu lampu



dimatikan maka lampu yang lain tidak akan ikut mati ,berbeda dengan rangkaian seri yang apabila salah satu lampu dimatikan maka lampu yang lain akan ikut mati karena saling berkesinambungan. Dalam rangkaian paralel masing-masing cabang dalam merupakan rangkaian individu sehingga ketika satu lampu dikendorkan tidak mempengaruhi nyala lampu yang lain karena arus listrik tetap mengalir. Pertanyaan Apakah kedua lampu menyala sama terang ? Jelaskan! Jawab 1) Pada rangkaian seri Lampu 1 menyala lebih terang dari lampu 2 karena hambatan pada kedua lampu berbeda. Lampu 2 memiliki hambatan yang lebih besar dari lampu 1. Pada rangkaian paralel Nyala kedua lampu sama-sama terang tetapi lampu 1 menyala lebih terang dari lampu 2 karena hambatan pada kedua lampu berbeda. Lampu 2 memiliki hambatan yang lebih besar dari lampu 1.



Pada kedua rangkaian, paralel atau seri yang lebih terang? Jelaskan! Nyala lampu yang disusun secara paralel lebih terang daripada rangkaian listrik yang disusun secara seri, ini disebabkan karena susunan kawat penghantar atau kabel pada rangkaian seri terdiri dari banyak arus atau saluran untuk menghantarkan arus listrik lebih dari satu sehingga nyala lampu lebih terang bila dibandingkan dengan rangkaian seri yang hanya menggunakan satu kabel pada penyusunan rangkaiannya. VII. Kesimpulan Dari hasil pengamatan maka dapat disimpulkan bahwa: 1.Rangkaian seri adalah rangkaian listrik dimana komponen-komponen listrik disusun secara berderet sehingga arus yang mengalir pada tiap komponen sama. Sedangkan rangkaian paralel adalah rangkaian listrik dimana komponenkomponen listrik disusun secara sejajar sehingga tegangan pada tiap komponen sama. Rangkaian kombinasi adalah gabungan antara rangkaian seri dan paralel.



2. Resistor memiliki 4 cincin warna yang terdiri dari cincin A, B ,C, dan D. Nilai hambatan pada resistor dapat dihitung berdasarkan kode warna dan dapat dibaca dengan menggunakan rumus=(A)(B)x10(C)ohm 3.Arus yang mengalir pada resistor yang disusun secara seri nilainya sama namun tegangannya berbeda. Sedangkan pada resistor yang disusun secara paralel arus yang mengalir pada tiap tiap resistor berbeda namun tegangannya sama. 4.Nilai hambatan pada rangkaian seri lebih besar daripada rangkaian paralel. 5.Hubungan antara tegangan dan kuat arus berbanding lurus, jika tegangan ditambah, maka kuat arus akan bertambah. 6.Jika posisi amperemeter dan voltmeter dipindah, maka akan memberikan kuat arus yang berbeda, hingga nilai hambatannya juga berbeda. 7.Hubungan antara voltmeter dan amperemeter pada rangkaian seri memberikan kuat arus yang lebih besar daripada rangkaian paralel. VIII.Dokumentasi



Link video : https://youtu.be/cYzFn2NCi30