LAPORAN PRAKTIKUM Lisktrik Arus Searah [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM KELISTRIKAN ARUS SEARAH (Hukum Ohm) Diajukan untuk memenuhi syarat penilaian Mata Pelajaran Fisika



Oleh : 12 MIA 2 Kelompok 6 LEONY CHANDRA ANINDITA



(161710111)



MEUTIA AWANI



(161710075)



MUHAMMAD AKBAR PAMBUDI



(161710028)



MUHAMMAD HAFIZH ALFARIDZI



(161710077)



MUHAMMAD ICHSAN JAMIL



(161710113)



SMA Negeri 1 Kabupaten Tangerang Jalan Raya Serang KM 23,5 Balaraja Kabupaten Tangerang



Tahun Ajaran 2018 - 2019



I. Tujuan Praktikum Menyelidiki hubungan arus dan tegangan pada kedua terminal hambatan atau bola lampu. II. Teori Dasar A. Pengertian Arus Listrik Dan Beda Potensial Arus listrik searah (Direct Current atau DC) adalah aliran elektron dari suatu titik yang energi potensialnya tinggi ke titik lain yang energi potensialnya lebih rendah. Arus searah dulu dianggap sebagai arus positif yang mengalir dari ujung positif sumber arus listrik ke ujung negatifnya. Pengamatan-pengamatan yang lebih baru menemukan bahwa sebenarnya arus searah merupakan arus negatif (elektron) yang mengalir dari kutub negatif ke kutub positif. Aliran elektron ini menyebabkan terjadinya lubang-lubang bermuatan positif, yang “tampak” mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Contoh dari penggunaan listrik arus searah yaitu penyaluran tenaga listrik komersil yang pertama (dibuat oleh Thomas Alfa Edison di akhir abad ke 19) menggunakan listrik arus searah. Generator komersiel yang pertama di dunia juga menggunakan listrik arus searah. Ada beberapa asas penting yang perlu di ingat dan di pahami kembali yaitu:  Terdapat dua jenis muatan listrik, yaitu muatan positif ( + ) dan muatan negative ( - )  Muatan positif ada pada inti atom, sedangkan muatan negative ada pada electron  Electron dapat berpindah dari satu atom ke atom lain, sedangkan inti tidak dapat pindah



 Atom-atom penghantar (konduktor) memiliki electron-elektron bebas yang sangat mudah berpindah dari satu tempat ke tempat lain di dalam penghantar itu.  Muatan listrik dapat bergerak (mengalir) jika ada beberapa potensial (tegangan) Dari beberapa asas tersebut, kita dapat menyimpulkan bahwa arus listrik ditimbulkan oleh muatan listrik yang berpindah atau muatan listrik yang bergerak. Bila dalam suatu penghantar terus menerus terjadi perpindahan muatan atau electron, maka berarti dalam penghantar itu terjadi arus listrik.



Agar terjadi arus listrik pada suatu penghantar maka ujung-ujung kawat penghantar itu harus di buat berbeda potensialnya, ujung yang satu potensialnya harus lebih tinggi daripada ujung yang lain. Beda potensial yang menyebabkan terjadinya arus listrik, sering di sebut dengan tegangan lisrik. 1. Kuat Arus Listrik Kuat arus listrik didefinisikan sebagai jumlah muatan yang mengalir melalui penampang suatu kawat penghantat per satuan waktu. Jadi, bila sejumlah muatan q mengalir melalui penampang penghantar dalam waktu t, maka kuat arus i yang mengalir besarnya adalah:



2. Hukum Ohm Dan Hambatan Listrik Pada tahun 1827, seorang ahli fisika bangsa Jerman bernama George Simon Ohm ( 1789-1854 ) menemukan hubungan antara arus dan tegangan listrik. Kuat arus yang mengalir pada suatu kawat penghantar sebanding dengan tegangan yang menimbulkannya. Pernyataan ini disebut hukum ohm. Dalam bentuk persamaan , hukum ini di tulis :



Dalam persamaan tersebut, R dapat dianggap sebagai tetapan kesebandingan. Tetapan ini selanjutnya disebut hambatan listrik (resistor ).



Dari persamaan hukum ohm ini, dapat disimpulakn sebagai berikut : Kuat arus yang mengalir dalam suatu kawat penghantar ( yang tidak mengalami perubahan suhu ) besaranya :  Sebanding dengan tegangan yang menimbulkannya  Berbanding terbalik dengan hambatan kawat penghantar Hambatan Listrik Besar hambatan listrik pada suatu penghantar di pengaruhi oleh jenis bahan dari penghantar tersebut. Besarnya hambatan listrik tersebut dapat di rumuskan :



Percoban-percobaan yang teliti mununjukan bahwa hambatan suatu penghantar besarnya:  Sebanding dengan panjang penghantar (L). artinya, semakin panjang kawat maka hambatannya semakin besar.  Berbanding terbalik dengan dengan luas penampang penghantar (A). artinya, semakin luas penmapang penghantar maka hambatnnya semakin kecil



 Sebanding dengan hambatan jenis dari bahan kawat (ρ). Artinya. Jika bahan kawat penghantar memiliki hambatan jenis yang besar maka hambatan jenis yang besar maka hambatan penghantar dari bahan itu besar. B.



Alat Ukur Listrik Alat ukur yang biasa digunakan dalam dalam pengukuran besar-besaran lisrik yaitu, ampere meter, voltmeter, meter dasar, multitester dan osiloskop.  Amperemeter digunakan untuk mengukur kuat arus listrik , sedangkan voltmeter digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan listrik. Pada masa sekarang kedua alat tersebut sudah di rangkum dalam satu alat yang disebut dengan meter dasar (basic meter). Jadi, meter dasar dapat berfungsi sebagai ampere meter dan voltmeter.  Multitester, yang sering disebut juga multimeter atau avo-meter adalah alat ukur yang berfungsi sekaligus sebagai ampere meter . voltmeter, ohmmeter (pengukur hambatan listrik). Di sampping itu, multimeter dapat digunakan dalam pengukuran arus listrik searah maupun arus listrik bolak-balik C.



Rangkaian Listrik Arus Searah Arus listrik yang mengalir hanya ke satu arah disebut arus searah (direct current, disingkat DC). Arus listrik yang lebih banyak dipakai orang ialah arus bolak – balik (alternating current, disingkat AC ).



III. Alat dan Bahan Yang Digunakan 1. Power Suplay / Baterai 2. Voltmeter 3. Amperemeter



4. Resistor tetap 5. Lampu DC 9 Volt 6. Papan Rangkaian (Circuit Board) 7. Kabel Konduktor 8. Saklar IV. Langkah - Langkah Percobaan 1. Siapkan semua alat dan bahan sesuai daftar. 2. Ukur beda potensial untuk 1 baterai, 2 baterai, 3 baterai, dst secara terpisah kemudian catat hasil pada tabel I. 3. Pasang alat dan bahan seperti pada gambar (menggunakan 1 baterai). Kemudian ukur beda potensial dengan voltmeter serta arus listrik yang mengalir dengan amperemeter secara teliti dan tepat. 4. Ulangi langkah percobaan di atas dengan menggunakan 2 baterai, 3 baterai, dan seterusnya. 5. Dari tabel II yang diperoleh, buat grafik hubungan tegangan V terhadap arus listrik I. 6. Buatlah laporan hasil praktikum dari masing-masing kelompok dan kumpulkan.



V. Data Hasil Praktikum I. Tabel Data Hasil Pengukuran Baterai langsung (tidak pada rangkaian) : Jumlah Baterai



Beda Potensial yang Ditunjukkan Voltmeter



1



1,6 V



2



2,8 V



3



4,5 V



4



6,5 V



5



8,5 V



6



10,7 V



7



12,9 V



II. Tabel Data Hasil Pengukuran pada rangkaian : Percobaan ke



Beda Potensial (yang ditunjukkan Arus Listrik yang timbul oleh voltmeter)



(yang ditunjukkan oleh Amperemeter)



1



1,2 V



3A



2



2,6 V



6A



3



4,4 V



9A



4



6V



12 A



5



8,3 V



15 A



6



10,5 V



18 A



7



12,7 V



21 A



VI. Pengolahan Data 1. Perbandingan antara beda potensial dan kuat arus listrik untuk masing-masing data hasil percobaan.



Jumlah Baterai



V



i



V/i



1



1,2



3



0,40



2



2,6



6



0,43



3



4,4



9



0,48



4



6



12



0,50



5



8,3



15



0,55



6



10,5



18



0,58



7



12,7



21



0,60



2. Rata-rata hasil perbandingan 0,40  0,43  0,48  0,50  0,55  0,58  0,60 3,54 = = 0,51 7 7



3. Grafik beda potensial (V) terhadap kuat arus listrik (I) Grafik Hubungan Beda Potensial (V) dan Kuat Arus (A) 22 20



KUAT ARUS (A)



18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 1.2



2.6



4.4



6



8.3



9.2



10.5



BEDA POTENSIAL (V)



VII. Jawaban Pertanyaan 4. Hasil grafik yang didapatkan Bentuk grafik yang didapatkan yaitu meningkat yang menunjukkan hubungan kenaikan yang berbanding lurus. Jika angka voltmeter naik, maka amperemeter juga naik. 5. Kemiringan untuk perata-rataan perbandingan beda potensial dan arus listrik Untuk mencarari kemiringan sama dengan mencari gradien, maka: y=m.x X I = m. X V



3  6  9  12  15  18  21 1,2  2,6  4,4  6  8,3  10,5  12,7 m 7 7



84 45,7 m 7 7



12 = m.6,53 m=1,84



6. Perbandingan hasil rata-rataan dalam b ntuk persamaan matematika e hubungan antara kuat arus listrik (I) yang melalui resistor tetap (R) atau lampu DC dengan beda potensial (V) Hubungan arus listrik dan beda potensial : Arus listrik adalah muatan - muatan positif, sedangkan beda potensial menyatakan beda nilai potensial antara dua titik berbeda dalam satu rangkaian. Arus listrik mengalir karena adanya beda potensial antara dua titik dalam rangkaian, yaitu dari titik berpotensial tinggi ke titik berpotensial lebih rendah. Hubungan dengan beda potensial : Besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar tidak hanya bergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang dimiliki kawat terhadap aliran elektron. Kuat arus listrik berbanding terbalik dengan hambatan : I



1 R



Aliran elektron pada kawat penghantar diperlambat karena adanya interaksi dengan atom-atom kawat. Makin besar hambatan ini, makin kecil arus suatu tegangan V. Dengan demikian, arus I yang mengalir berbanding lurus dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar dan berbanding terbalik dengan hambatannya. Pernyataan ini dikenal dengan hukum ohm dan dinyatakan dengan persamaan :



I



V R



Dengan R adalah hambatan kawat atau suatu alat lainnya, V adalah beda potensial antara kedua ujung pengantar, dan I adalah arus yang mengalir. Hubungan ini sering dituliskan : V = I.R



7. Faktor-faktor kesalahan yang terjadi dalam melaksanakan percobaan : 



Kurangnya ketelitian dalam pembacaan skala pada alat multitester







Salahnya perhitungan pada kalkulator untuk menemukan nilai volt/ampere







Banyaknya goyangan dapat menyebabkan panah pada alat multitester tidak stabil







Penempatan kabel yang tidak pada tempatnya



8. Apabila dalam pengukuran menggunakan basicmeter(Shunt) voltmeter dengan batas ukur 0-50 V, berapakah skala terkecil dan ketelitian basicmeter itu? Skalah terkecil dan ketelitian basicmeter voltmeter dengan batas ukur 0-50V yaitu 1V



9. Konduktor dan isolator listrik serta contohnya Konduktor adalah suatu zat atau bahan yang dapat menghantarkan arus listrik, baik itu zat padat, cair, ataupun gas karena sifat dari zat atau benda tersebut yang konduktif, maka disebut dengan konduktor dan ciri – ciri konduktor yang baik itu sendiri memiliki tahanan jenis yang kecil dan salah satu penghantar atau contoh



konduktor yg sangat baik adalah emas. Contoh konduktor bersifat logam antara lain : Emas, Tembaga, Perak, Aluminium, Zink, Besi, dll. Isolator adalah bahan yang tidak dapat atau sulit untuk melakukan perpindahan muatan listrik, atau secara umum isolator adalah penghambat aliran listrik. Fungsi isolator yang lainnya ialah sebagai penopang beban ataupun pemisah antara konduktor tanpa membuat adanya aliran arus yang mengalir keluar atau antara konduktor. Alat ini juga sering digunakan sebagai alat yg digunakan untuk menyangga kabel transmisi listrik yang terdapat pada tiang listrik. Fungsi isolator sendiri yang paling utama ialah untuk menghindari sengatan listrik, hubungan arus pendek, dan juga menghindari bahaya kebakaran yang dikarenakan kabel saling bersentuhan dan menghasilkan sambungan silang. Beberapa contoh isolator yang baik itu sendiri diantaranya ialah : Kertas, Kaca, ataupun Teflon. Sedangkan beberapa contoh bahan isolator lainnya yang masih cukup bagus digunakan sebagai isolator diantaranya adalah Karet dan Plastik. 10. Apabila beda potensial 9 volt dipasang seri dengan sebuah resistor tetap 10 k pada rangkaian tertutup. Berapa kuat arus yang akan ditunjukkan oleh amperemeter? Diketahui : V = 9V R = 10 kOhm Ditanya : I = ..... ? Jawab : I = V.R I = 9.10 I = 90 kA I = 90.000 A VIII. Kesimpulan Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa kuat arus yang mengalir pada suatu kawat penghantar sebanding dengan tegangan, dengan kata lain hambatan berbanding terbalik dengan kuat arus. Semakin besar kuat arus listrik maka semakin kecil hambatannya.