Praktikum Listrik Statis - Hukum Ohm [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM LISTRIK MAGNET Hukum Ohm



DISUSUN OLEH : Andreas Damar Kuncoro Aji (P.FIS / 101420002)



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2012



Percobaan Hukum Ohm



I.



Tujuan : 1. Mahasiswa dapat melatih diri dengan pemakaian multimeter. 2. Mahasiswa dapat mencoba proses deduksi suatu fungsi kebergantungan besaran lewat percobaan.



II.



Alat yang digunakan : 1. Multimeter 2. Papan rangkaian elektronika 3. Catu daya 4. Resistor (kawat nikelin, konstanta, tembaga) 5. Kabel penghubung dan mistar



III.



Dasar teori : Relasi antara tegangan V dan arus listrik I pada suatu kawat penghantar Ohmik akan mentaati hokum Ohm: R=



𝑉 𝐼



= Konstan



,dengan R = nilai hambatan kawat



Kawat-kawat hambatan seperti Nikelin dan Konstanta dikenal sebagai penghantar ohmik sehingga diharap memenuhi hukum Ohm tersebut. Pada percobaan ini diteliti kebergantungan nilai hambatan R terhadap panjang kawat, serta nilai tergantung catu daya yang dipakai.



IV.



Prosedur percobaan : 1. Dihadapan anda tersedia 3 paket susunan kawat :  3 kawat sejenis (Nikelin) dengan panjang l yang sama, masing-masing dengan diameter berbeda ( d1 = 0,5 mm; d2 = 0,4 mm; d3 = 0,3 mm ) 



3 kawat sejenis (Nikelin) dengan diameter d tetap, masing-masing dengan panjang l berbeda ( l1 = 50 cm; l2 = 40 cm; l3 = 30 cm )







3 kawat berbeda jenis dengan panjang dan ukuran yang sama, yaitu Konstanta, Nikelin dan Email



2. Mengukur V dan I yang mengalir pada masing-masing kawat pada susunan “A” (3 kawat dengan diameter berbeda) pada saat catu daya dipasangkan pada masing-masing ujung kawat secara bergantian. 3. Memasukan hasil pengukuran V dan I kedalam tabel 1 (terlampir). 4. Memasang catu daya pada ujung-ujung kawat susunan “B” (3 kawat dengan panjang berbeda) bergantian kemudian mengukur nilai V dan I pada tiap-tiap kawat dan mengisikan hasilnya di tabel 2. 5. Mengulangi percobaan tersebut dengan memasang catu daya pada susunan “C” secara bergantian pada 3 kawat yang jenisnya berbeda (Konstanta, Nikelin dan Tembaga) dan mencatat nilai V dan I untuk tiap kawat pada table 3. 6. Pada percobaan diatas dilakukan 3 kali pengukuran berulang dengan memvariasi nilai V dari catu daya. 7. Menghitung nilai R untuk masing-masing pasangan kawat, merata-rata jika diperoleh hasil yang berbeda-beda untuk data yang sama.



Gambar 1. Rangkaian alat



V.



Data hasil percobaan :



VI.



Analisis data : 1.



Susunan A (3 kawat nikelin dengan diameter berbeda, l = 0,5 m ) V (Volt)



No



I (Ampere)



R (Ohm)



d (m) V1



V2



V3



I1



I2



I3



R1



R2



R3



𝑅̅



A







1



5x10-4



2



0,2



1



0,23



0,025



0,125



8,696



8



8



8,2319



19,6x10-8



3,23x10-6



2



4 x10-4



2,2



0,8



1,4



0,145



0,055



0,095



15,17



14,545



14,737



14,818



12,5x10-8



3,72x10-6



3



3 x10-4



2,2



1,2



1,8



0,16



0,085



0,05



13,75



14,118



36



21,289



7x10-8



3,01x10-6







Berikut adalah contoh menghitung nilai R1 : R1= (V1 / I1) = (2 / 0,23) = 8,696 Ω (untuk menghitung R2 dan R3 caranya sama).







Berikut adalah contoh menghitung nilai R rata-rata nikelin (d = 5x10-4) : 𝑅̅ = (R1+R2+R3) / 3 = (8,696+8+8) / 3 = 8,2319 Ω (untuk menghitung R rata-rata nikelin diameter lain, caranya sama).







Berikut adalah contoh menghitung nilai A data pertama: A = (1/4) 𝜋 d2 = (1/4) 𝜋 (5x10-4) = 19,6x10-8 m2 (untuk menghitung A nikelin diameter lain, caranya sama).







Berikut adalah contoh menghitung nilai  data pertama :  = 𝑅̅ (𝐴/𝑙) = 8,2319 (19,6x10-8 x 0,5) = 3,23x10-6 Ω.m



2. Susunan kawat B ( 3 kawat nikelin dengan panjang berbeda, d = 5x10-4) No



V (Volt)



l (m)



I (Ampere)



R (Ohm)



V1



V2



V3



I1



I2



I3



R1



R2



R3



𝑅̅



A







1



0,5



1,6



0,6



1



0,21



0,05



0,14



7,619



12



7,143



8,921



19,6x10-8



3,5x10-6



2



0,4



1,4



0,4



1



0,225



0,055



0,15



6,222



7,273



6,667



6,721



19,6x10-8



3,2x10-6



3



0,3



1



0,4



1,4



0,14



0,065



0,21



7,143



6,154



6,667



6,654



19,6x10-8



4,3x10-6







Berikut adalah contoh menghitung nilai R1 : R1= (V1 / I1) = (1,6 / 0,21) = 7,619 Ω (untuk menghitung R2 dan R3 caranya sama seperti disamping).







Berikut adalah contoh menghitung nilai R rata-rata nikelin data pertama : 𝑅̅ = (R1+R2+R3) / 3 = (7,619+12+7,143) / 3 = 8,921 Ω (untuk menghitung R rata-rata nikelin data 2 dan 3, caranya sama).







Berikut adalah cara menghitung nilai A data 1, 2, 3: A = (1/4) 𝜋 d2 = (1/4) 𝜋 (5x10-4) = 19,6x10-8 m2







Berikut adalah contoh menghitung nilai  data pertama :  = 𝑅̅ (𝐴/𝑙) = 8,921 (19,6x10-8 x 0,5) = 3,5x10-6 Ω.m (untuk menghitung nilai  data 2 dan 3, caranya sama).



3. Susunan C ( 3 kawat beda jenis, l = 0,5 m ; d = 5x10-4 ) No



V (Volt)



Kawat



I (Ampere)



R (Ohm)



V1



V2



V3



I1



I2



I3



R1



R2



R3



R



A







1



Nikelin



1,6



1



0,2



0,205



0,13



0,025



7,805



8



8



7,925



19,6x10-8



3,11x10-6



2



Konstanta



0,2



0,4



1



0,03



0,04



0,145



6,667



10



6,897



7,854



19,6x10-8



3,08x10-6



3



Tembaga



0,4



0,6



0,2



0,34



0,7



0,14



1,176



0,857



1,429



1,154



19,6x10-8



4,52x10-7







Berikut adalah contoh menghitung nilai R1 : R1= (V1 / I1) = (1,6 / 0,21) = 7,805 Ω (untuk menghitung R2 dan R3 caranya sama seperti disamping).







Berikut adalah contoh menghitung nilai R rata-rata nikelin data pertama : 𝑅̅ = (R1+R2+R3) / 3 = (7,805+7,692+8) / 3 = 7,832 Ω (untuk menghitung R rata-rata data 2 dan 3, caranya sama).







Berikut adalah cara menghitung nilai A data 1, 2, 3: A = (1/4) 𝜋 d2 = (1/4) 𝜋 (5x10-4) = 19,6x10-8 m2







Berikut adalah contoh menghitung nilai  data pertama :  = 𝑅̅ (𝐴/𝑙) = 7,805 (19,6x10-8 x 0,5) = 3,07x10-6 Ω.m (untuk menghitung nilai  data 2 dan 3, caranya sama).







Berikut adalah cara mengitung ralat  : 𝑅𝑎𝑙𝑎𝑡 𝜌 𝑛𝑖𝑘𝑒𝑙𝑖𝑛 = =



𝜌𝑒𝑘𝑠 − 𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖



(3,11x10−6 ) − (100 × 10−8 ) × 100 % 100 × 10−8



= 211 % 𝑅𝑎𝑙𝑎𝑡 𝜌 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑎 = =



𝜌𝑒𝑘𝑠 − 𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖



(3,08x10−6 ) − (49 × 10−8 ) × 100 % 49 × 10−8



= 528,57 % 𝑅𝑎𝑙𝑎𝑡 𝜌 𝑡𝑒𝑚𝑏𝑎𝑔𝑎 = =



𝜌𝑒𝑘𝑠 − 𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖 𝜌𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖



(4,52x10−7 ) − (1,72 × 10−8 ) × 100 % 1,72 × 10−8



= 2527,9 %



VII.



Pembahasan : Percobaan Ohm berikut pada dasarnya bertujuan untuk melatih menggunakan multimeter dan mencoba proses deduksi suatu fungsi kebergantungan besaran lewat percobaan. Percobaan pertama adalah dengan susunan A ( 3 kawat nikelin dengan diameter yang berbeda-beda tetapi panjang sama). Dengan menggunakan diameter 5x10-4 m dan mengatur nilai v pada catudaya akan diperoleh nilai R rata-rata sebesar 8,2319 Ω. Saat diameter 4x10-4 m, nilai R rata-rata sebesar 14,818 Ω, kemudian saat diameter 5x10-4 m, nilai R rata-ratanya sebesar 21,289 Ω. Besar diameter akan berpengaruh pada nilai luas penampang. Dari data percobaan satu tersebut dapat disimpulkan semakin besar diameter kawat nikelin maka hambatan yang dihasilkan akan semakin kecil.



Percobaan kedua adalah dengan susunan B ( 3 kawat nikelin berdiameter sama tetapi panjang berbeda). Pertama dengan panjang nikelin 0,5 m diperoleh nilai R rataratanya sebesar 8,921 Ω. Saat menggunakan panjang kawat 0,4 m diperoleh nilai R rata-rata sebesar 6,721 Ω dan saat menggunakan panjang 0,3 m nilai R rata-ratanya sebesar 6,654 Ω. Dari data percobaan kedua tersebut dapat disimpulkan semakin panjang kawat yang digunakan makan nilai hambatannya juga akan semakin besar. Percobaan ketiga adalah susunan C ( 3 kawat beda jenis : nikelin, tembaga, konstanta dengan diamater dan panjang yang sama). Pertama ketika menggunakan kawat jenis nikelin diperoleh nilai R rata-rata sebesar 7,925 Ω. Ketika menggunakan kaat jenis konstanta diperoleh nilai R rata-rata sebesar 7,854 Ω dan ketika menggunakan jenis kawat tembaga R rata-ratanya sebesar 1,154 Ω. Dari data tersebut diketahui bahwa jenis kawat nikelin memiliki nilai hambatan terbesar, dan diikuti jenis kawat konstanta dan tembaga. Dari percobaan hukum ohm yang menggunakan catudaya untuk mengukur nilai hambatan pada jenis kawat ini, dapat diketahui bahwa nilai tegangan pada catudaya akan mempengaruhi besar arus yang mengalir pada kawat. Semakin besar tegangan pada catudaya maka arus yang mengalir juga akan semakin besar ( V = I. R ). Besar nilai arus dan tegangan akan berpengaruh pada nilai hambatannya. Besar ralat  yang diperoleh untuk jenis kawat nikelin adalah sebesar 211 %. Kemudian nilai ralat  untuk jenis kawat konstanta adalah sebesar 528,57 % dan untuk jenis kawat tembaga nilai ralatnya sebesar 2527,9 %. Ralat yang diperoleh dari percobaan cukup besar, hal ini mungkin terjadi karena beberapa faktor akan tetapi praktikan sudah berusaha semaksimal mungkin melakukan kerja untuk memperoleh data yang dirasa baik.



VIII.



Kesimpulan : 1. Untuk mengukur tegangan dan arus, multimeter harus dipasang secara benar. (disusun seri untuk mengukur arus, disusun paralel untuk mengukur tegangan) 2. Semakin besar diameter kawat maka hambatan yang dihasilkan akan semakin kecil. 3. Semakin panjang kawat yang digunakan makan nilai hambatannya juga akan semakin besar. 4. Jenis kawat nikelin memiliki nilai hambatan terbesar, dan diikuti jenis kawat konstanta dan tembaga. 5. Semakin besar tegangan pada catudaya maka arus yang mengalir juga akan semakin besar. Besar nilai arus dan tegangan akan mempengaruhi hambatannya.



Daftar pustaka, Panduan Praktikum Listrik Magnet