134401994-Laporan-Hukum-Ohm-libre.pdf

Laporan Praktikum PLMO|Hukum OHM |copyright@dedysimarmata Page 1

HUKUM OHM

A. Tujuan Percobaan 1. Menunjukan cara mengukur tegangan listrik. 2. Menunjukan cara mengukur kuat arus listrik. 3. Menginterpretasikan grafik hubungan beda tegangan dan arus listrik. 4. Menentukan besar hambatan suatu penghantar..

B. Alat dan Bahan 1. Panel hukum ohm,

2. Kabel penghubung 3. Voltmeter DC

4. Amperemeter DC 5. Sumber tegangan (baterai)

C. Dasar Teori 1. Pengertian Hukom Ohm

Pada tahun 1827 seorang ahli fisika jerman. George Simon Ohm menemukan hubungan antara arus listrik (I) yang mengalir melalui suatu rangkain dengan tegangan yang dipasang dalam rangkaian (V). Hubungan V dan I tersebut diperoleh ohm melalui sebuah percobaan dan secara empiris ohm menyatakan hubungan antara V dan I

Hukum ohm menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor, pada suhu tetap sebanding dengan badan potensial antara kedua ujung-ujung konduktor.

Hukum ohm menyatakan bahwa tegangan pada terminal terminal material penghantar berbanding lurus terhadap arus yang mengalir melaui material ini, secara matematis hal ini dirumuskan sebagai berikut

V = IR

Dimana konstanta proporsionalitas atau kesebandingan R disebut sebagai resistansi. Satuan untuk resistansi adalah ohm, yaitu V/R dan biasa disingkat huruf besar omega,

Untuk menghasilkan arus listrik pada rangkaian, dibutuhkan beda potensial. Satu cara untuk menghasilkan beda potensial ialah dengan baterai. George simon


ohm (1797-1854) menentukan dengan eksperimen bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial V yang diberikan ke ujung ujungnya. Sebagai contoh, jika kita menghubungkan kawat ke baterai 6v, aliran akan dua kali lipat dibandingkan ke baterai 3v

2. Hukum Kirchoff

2.1.Hukum Kirchoff I

Bunyi hukum Kirchoff I pada setiap cabang, jumlah arus yang memasuki cabang sama dengan jumlah arus ynag meninggalkan cabang tersebut

Di pertengahan abad 19 gustav Robert Kirchoff (1824-1887) menemukan cara menentukan arus listrik pada rangkain bercabang yang kemudian dikenal dengan hukum kirchoff. Hukum ini berbunyi jumlah arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keuar dari titik percabangan. Yang kemudian dikenal sebagai hukum kirchoff I (purnomo, 2011)

Secara matematis dinyatakan :

=

I


2.2. Hukum Kirchoff II

Adalah hukum kekentalan energi yang diterapkan dalam suatu rangkain tertutup. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah aljabar dari GGL (gaya gerak listrik) sumber beda potensial dalam sebuah rangakaian tertutup (100p) sama dengan nol. Secara matematis, hukum kirchoff II ini dirumuskan dengan persamaan

E + V = 0

Dimana V adalah beda potensial komponen komponen dalam rangkaian (kecuali sumber ggl) dan F adalah GGL sumber. Hukum kirchoff II dipakai untuk menentukan kuat arus yang mengalir pada rangkaian bercabang dalam keadaan tertutup (sakalar dalam keadaan tertutup)

E

I

R

Hukum kirchoff II berbunyi dalam rangkaian tertutup jumlah aljabar (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol . maksud dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol adalah tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkain tersebeut, atau dalam arti semua energi listrik bisa digunakan atau diserap

3. Rangkaian Seri

Rangkaian seri listrik adalah rangkaian listrik, dimana input suatu komponen berasal dari output komponen lainnya. Hal inilah yang menyebabkan rangkaian lisrik dapat menghemat biaya (digunakan sedikit kabel penghubung). Selain memiliki kelebihan rangkain listrik seri juga mempunyai kelemahan, yaitu jika salah satu komponen dicabut atau rusak maka komponen yang lainya tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Misal, jika salah satu lampu dicabut atau rusak maka lampu yang lainya akan ikut padam.


Apabila beberapa resistansi dihubungkan secara seri, resistansi total dalam rangkaian adalah

Rx = R + + R Rangkaian seri adalah rangkain yang arusnya mengalir hanya pada satu

jalur. Dalam rangkaian seri, arus I akan sama dalam semua bagian rangkaian tersebut. Hukum ohm dapat diterapkan untuk keseluruhan rangkaian seri atau untuk bagian bagianya rangkainya secara sendiri sendiri

Jika resistor resistor itu paralel, maka arus yang melalui resistor tidak sama. Tetapi selisih potensial diantara terminal terminal setiap resistor harus sama dan sebanding dengan V. Umumnya arus yang melalui resistor berbeda

karena muatan terakumulasi atau terkuras ke luar dari titik a, maka arus total harus sama dengan jumlah ketiga arus dalam resistor.

= + + Resistor resistor paralel ditambahkan secara terbalik karena arus dalam setiap

resistor sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatan. (Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yang di susun secara bederet (paralel). Lampu yang dipasang dirumah umumnya merupakan rangkaian paralel.

(Gambar Rangkain Seri Resistor)


D. Langkah Kerja 1. Skema Rangkaian

Sumber

tegang

an

Saklar

Amperemeter

Hambatan Voltmeter

Hambatan Variabel

Voltmeter

Amperemeter

R

P S

off

on

Baterai 3 Volt


2. Langkah Percobaan Habatan Tetap ( R tetap) a. Susun rangkaian seperti gambar diatas. b. Tentukan besarnya hambatan R c. Saklar S ditutup (on) , kemudian baca besarnya arus (I) pada

amperemeter besarnya beda tegangan (V) pada voltmeter. d. Ulangi percobaan pada R tetap dengan mengatur (memutar) potensio

(P), sehingga besar arus dan beda tegangan yang terbaca akan berbeda. e. Ulangi langkah percobaan b s.d d untuk R yang lain.

Arus Tetap ( I tetap) a. Susun rangkaian seperti gambar diatas. b. Tentukan besarnya hambatan R c. Saklar S ditutup (on) , kemudian potensio (P) sehingga menunjuka arus

(I) tertentu, catat besarmhambatan R dan arus I. d. Geser kabel untuk perubahan R sehingga menunjuk R yang lain,

kemudian atur potensio sampai ampere meter menunjuk besar arus seperti semula (arus tetap).

e. Ulangi langkah b s.d d untuk I yang lain.

E. Data Percobaan. 1. Kuat Arus Tetap

No

I= 20 mA I= 25 mA I = 30 mA I= 35 mA I= 40 mA

R

(ohm) V

(volt) R

(ohm) V

(volt) R

(ohm) V

(volt) R

(ohm) V

(volt) R

(ohm) V

(volt)

1 10 0,2 10 0,2 10 0,3 10 0,4 10 0,4

2 20 0,4 20 0,5 20 0,6 20 0,7 20 0,8

3 30 0,6 30 0,8 30 0,9 30 1,1 30 1,2

4 40 0,8 40 1,0 40 1,2 40 1,4 40 1,6

5 50 1,0 50 1,3 50 1,5 50 1,7 50 2,0


2. Hambatan Tetap

No

R = 10 R = 20 R = 30 R = 40 R = 50

I

(mA) V

(volt) I

(mA) V

(volt) I

(mA) V

(volt) I

(mA) V

(volt) I

(mA) V

(volt)

1 20 0,2 20 0,4 20 0,6 20 0,8 20 1,0

2 25 0,2 25 0,5 25 0,8 25 1,0 25 1,3

3 30 0,3 30 0,6 30 0,9 30 1,2 30 1,3

4 35 0,4 35 0,7 35 1,1 35 1,4 35 1,8

5 40 0,4 40 0,9 40 1,2 40 1,6 40 2,0

F. Analisis Data 1. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan

Arus Tetap

I V1 V2 V3 V4 V5 20 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 25 0,2 0,5 0,8 1,0 1,3 30 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 35 0,4 0,7 1,1 1,4 1,7 40 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0


a. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan untuk

b. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan untuk

y = 0.012x - 0.06

R = 0.9

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

teg

an

ga

n (

vo

lt)

Kuat arus (mA)

Hubungan V dengan I

y = 0.02x

R = 1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 10 20 30 40 50

tega

nga

n (

vo

lt)

Kuat arus (mA)

Hubungan I dengan V


c. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan untuk

d. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan untuk

e. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan untuk

y = 0.03x + 0.02

R = 0.9868

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 10 20 30 40 50

Te

ga

ng

an

(v

olt

)

kuat arus (mA)

y = 0.04x

R = 1

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 10 20 30 40 50

Tega

nga

n (

vo

lt)

kuat arus (mA)

Hubungan v dengan I

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 10 20 30 40 50

Ku

at

Aru

s (m

A)

Tegangan (volt)

Hubungan I dengan V


Hambatan Tetap

I V1 V2 V3 V4 V5

20 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

25 0,2 0,5 0,8 1,0 1,3

30 0,3 0,6 0,9 1,2 1,3

35 0,4 0,7 1,1 1,4 1,8

40 0,4 0,9 1,2 1,6 2,0

a. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan untuk

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0 10 20 30 40 50

Ku

at

Aru

s (m

A)

Tegangan (volt)

Hubungan I dengan V


b. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan untuk

c. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan untuk

d. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan untuk

y = 0.03x + 0.02

R = 0.9868

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 10 20 30 40 50

Te

ga

ng

an

(v

olt

)

kuat arus (mA)

y = 0.03x + 0.02

R = 0.9868

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 10 20 30 40 50

Te

ga

ng

an

(v

olt

)

kuat arus (mA)

y = 0.04x

R = 1

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

0 10 20 30 40 50

Tega

nga

n (

vo

lt)

kuat arus (mA)

Hubungan v dengan I


e. Grafik hubungan kuat arus dengan tegangan untuk

2. Nilai hambatan berdasarkan grafik diatas. Gradien persamaan garis | | | | | Nilai hambatan dari gradien Kuat Arus Tetap

0,1 0 0,05 0,05 20 20 0,1 0,1 0,1 5,55112E-17 10 5,5511E-15 0,1 0,1 0,1 5,55112E-17 10 5,5511E-15 0,2 0,2 0,2 1,11022E-16 5 2,7756E-15 0,2 0,3 0,25 0,05 4 0,8

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0 10 20 30 40 50

Ku

at

Aru

s (m

A)

Tegangan (volt)

Hubungan I dengan V


Hambatan Tetap

0,1 0 0,05 0,05 20 20 0,1 0,2 0,15 0,05 6,666667 2,22222222 0,1 0,1 0,1 5,55112E-17 10 5,5511E-15 0,2 0,2 0,2 1,11022E-16 5 2,7756E-15 0 0,2 0,1 0,1 10 10

3. Nilai hambatan R melalui perhitungan a. Kuat Arus Tetap

Persamaan umum untuk nilai hambatan untuk I merupakan ketidakpastian pengukuran yang nilainya 0,005 | | | | | | | | | | | | | | | | No

V

V I I R R

1 0,6 3,332E-09 20 0,005 30,000 3,75017E-06 2 0,76 0 25 0,005 30,400 0,00000304 3 0,9 0,1 30 0,005 30,000 0,003335833 4 1,06 3,332E-09 35 0,005 30,286 2,16336E-06 5 1,2 4,71216E-09 40 0,005 30,000 1,87512E-06


G. Pembahasan

Dari percobaan hukum omh yang dilakukan perubahan beda potensial akan diikuti perubahan arus secara linear jika hambatan yang digunakan adalah tetap Berdasarkan grafik rangkaian seri dan pararel diperoleh bahwa kuat arus (I) sebanding tegangan (V) dimana grafiknya garis lurus condong ke atas dan melalui titik asal 0 (0,1). Hambatan listrik suatu penghantar dapat disusun secara seri atau paralel.

Hambatan suatu penghantar bergantung pada karateristik atau sifat-sifat penghantar sendiri, diantaranya hambatan jenisnya, panjang penghantar, luas penampang penghantar. Kuat arus dalam rangkaian adalah sebanding dengan tegangan yang diberikan dan berbanding terbalik dengan hambatannya.

Perhitungan Pengukuran Grafik 30,000 3,75017E-06

10 0,5

20 20 30,400 0,00000304

20 0,5 10 5,5511E-15

30,000 0,003335833

30 0,5 10 5,5511E-15

30,286 2,16336E-06

40 0,5 5 2,22222222 30,000 1,87512E-06 50 0,5 4 10

Data percobaan diataskurang baik, karena ada beberapa data yang ketidakpastiannya sangat besar. Ketidakvalidan data itu dapat diakibatkan oleh beberapa faktor, diantaranya ;

1. Ketidaktelitian praktikan dalam pengambilan data 2. Alat yang belum dikalibrasi, dan 3. Faktor dari lingkungan berupa medan magnet dan flukstuasi arus PLN.


H. KESIMPULAN

1. Perubahan beda potensial akan diikuti perubahan arus secara linear jika hambatan yang digunakan adalah tetap

2. Berdasarkan grafik rangkaian seri dan pararel diperoleh bahwa kuat arus (I) sebanding tegangan (V) dimana grafiknya garis lurus condong ke atas dan melalui titik asal 0 (0,1).

3. Hambatan listrik suatu penghantar dapat disusun secara seri atau paralel.

4. Hambatan suatu penghantar bergantung pada karateristik atau sifat-sifat penghantar sendiri, diantaranya hambatan jenisnya, panjang penghantar, luas penampang penghantar.

5. Kuat arus dalam rangkaian adalah sebanding dengan tegangan yang diberikan dan berbanding terbalik dengan hambatannya.

6. Hambatan yang diperoleh

Perhitungan Pengukuran Grafik 30,000 3,75017E-06

10 0,5

20 20 30,400 0,00000304

20 0,5 10 5,5511E-15

30,000 0,003335833

30 0,5 10 5,5511E-15

30,286 2,16336E-06

40 0,5 5 2,22222222 30,000 1,87512E-06 50 0,5 4 10

7. Ketidakvalidan data itu dapat diakibatkan oleh beberapa faktor, diantaranya ; Ketidaktelitian praktikan dalam pengambilan data Alat yang belum dikalibrasi, dan Faktor dari lingkungan berupa medan magnet dan flukstuasi arus PLN.


I. Daftar Pustaka

Giancoli, D.C.; Physics for Scientists &Engeeners, Third Edition, PrenticHall, NJ, 2000. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005. Tipler, P.A.,1998, FisikauntukSainsdanTeknik-Jilid II (terjemahan), Jakarta : PenebitErlangga

134401994-Laporan-Hukum-Ohm-libre.pdf

Documents

Transcript of 134401994-Laporan-Hukum-Ohm-libre.pdf