Hukum Ohm Dan Hambatan Jenis Kawat

HUKUM OHM DAN HAMBATAN JENIS KAWAT

Nurfaida*), Aprilia Manta Patimang, Arsyam Basri

Laboratorium Fisika Dasar Program Studi Pendidikan fisika FMIPA

Universitas Negeri Makassar

Abstrak

Telah dilakukan praktikum berjudul Hukum Ohm dan Hambatan Jenis Kawat dengan tujuan terampil melakukan pengukuran kuat arus istrik dan beda potensial dengan menggunakan alat ukur yang sesuai; memahami pengaruh luas penampang, panjang kawat, dan hambatan jenis kawat terhadap kuat arus listrik dan beda potensial; menentukan besar hambatan jenis dan hambatan berbagai jenis kawat penghantar; dan memahami hukum ohm. Pada praktikum ini dilakukan empat kegiatan. Kegiatan 1,2,3 berturut-turut adalah menyelidiki pengaruh luas penampang, pengaruh panjang kawat, pengaruh jenis kawat (hambatan jenis) terhadap beda potensial dan kuat arus listrik dengan cara yang diselidiki pengaruhnya diubah-diubah sedangkan variabel lain dibiarkan tetap.Kegiatan 4 menyelidiki hubungan tegangan dan kuat arus listrik dilakukan dengan menggeser-geser rheostat. Untuk kegiatan pertama diperoleh nilai hambatan |0,6344±0,0006|Ω,|1,259±0,001|Ω,|2,483±0,004|Ω, dan |5,009±0,024|Ω. Pada kegiatan kedua diperoleh nilai hambatan, |1,259±0,004|Ω dan |2,733±0,004 |Ω. Pada kegiatan ketiga untuk kawat konstantan diperoleh R=|2,388±0,004 |Ω dan ρ=|0,4776 ± 0,0022|×10 -6Ωm, kawat messing R=|0,3528±0,0001|Ω dan ρ=|0,07056 ± 0,00002|×10 -6Ω m . Pada kegiatan keempat diperoleh R=|71,04 ± 0,19|Ω dengan %perbedaan dengan teori adalah 33,86%. Luas penampang berbanding terbalik dengan beda potensial, dan berbanding lurus dengan kuat arus listrik R~1/A sedangkan R=V/I. Panjang kawat dan hambatan jenis kawat berbanding lurus dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan kuat arus listrik R~l dan R~ρ sedangkan R=V/I.

Kata kunci: hambatan jenis, hukum ohm, luas penampang, panjang kawat

RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana pengaruh luas penampang, panjang kawat, dan hambatan jenis

kawat terhadap kuat arus listrik dan beda potensial?

2. Berapa nilai hambatan jenis berbagai jenis kawat yang digunakan dalam

praktikum?

3. Apa makna hukum ohm?

TUJUAN

1. Mahasiswa terampil melakukan pengukuran kuat arus

listrik dan beda potensial dengan menggunakan alat ukur yang sesuai.

2. Mahasiswa dapat memahami pengaruh luas penampang, panjang kawat,

dan hambatan jenis kawat terhadap kuat arus listrik dan beda potensial

3. Mahasiswa dapat menentukan besar hambatan jenis dan hambatan

berbagai jenis kawat penghantar

4. Mahasiswa dapat memahami hukum ohm.

METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori singkat

Untuk kebanyakan material,

Arus dalam suatu segmen kawat sebanding dengan beda potensial yang melintasi segmen. Hasil eksperimen ini dikenal sebagai Hukum Ohm. Konstanta kesebandingan di tulis 1/R, di mana R disebut resistansi.:

I= (1/R) V.......................................................(1)

Atau

Definisis resistansi R= V/I........................... (2)

Persamaan 2 memberikan suatu definisi umum dari resistansi antara dua titik ditinjau dari penurunan v antara dua titik. Satuan SI untuk resistansi, volt per ampere, disebut Ohm (Ω):

1 = 1 V/A

Resistansi suatu material bergantung pada panjang, luas penampang melintang, tipe material, dan temperatur. Untuk material-material yang memenui hukum Ohm resistansi tidak bergantung pada aus; yaitu, perbandingan V/I tidak bergantung pada I. Material seperti ini, seperti pada kebanyakan logam, disebut material ohmik. Untuk material ohmik, tegangan jatuh pada sebuah segmen sebanding dengan arus:

Hukum ohm V=IR R konstan..................(3)

Persamaan 3, dengan kualifikasi bahwa R konstan, memberikan pernyataan matematik hukum ohm.

Untuk material nonohmik, perbandingan V/I bergantung pada arus, sehingga arus tidak sebanding dengan beda potensial. Untuk nonohmik, resistansi R, seperti didefinisikan oleh persamaan 2 bergantung ada arus I.

(Tipler, 2001: 142).

Resitivitas (Hambatan Jenis)

Kerapatan arus j dalam sebuah konduktor bergantung pada medan listrik E dan pada sifat-sifat materi itu. Untuk beberapa material, khususnya logam, pada sebuah suhu yang diberikan, J hampir berbanding langsung dengan E, dan rasio besarnya E dan besarnya J adalah konstan. Hubungan ini dinamakan hukum ohm yang ditemukan pada tahun 1826 oleh fisikawan Jerman Georg Simon Ohm, (1787-1854). Hukum ohm adalah sebuah model yang diidealkan yang menjelaskan perilaku dari beberapa material cukup baik tetapi bukan merupakandeskripsi umum dari semua materi.

Resistivitas (resistivity) p sebuah material didefinisikan sebagai rasio dari besarnya medan listrik dan kerapatan arus:

P= E/J (definisi resistivitas)............................(4)

Semakin besar resistivitas, semakin besar pula medan yang diperlukan untuk menyebabkan sebuah kerapatan arus yang diberikan, atau semakin kecil pula kerapatan arus yang disebabkan oleh sebuah medan yang diberikan. Dari persamaan 1 satuan p adalah (V/m)(A/m2)= V. M.A. 1V/A dinamakan satu ohm (1;kita menggunakan huruf Yunani, atau “omega”, yang sama bunyinya dengan”ohm” ). Maka satuan SI untuk p adalah Ω.m(ohm=meter).

(Young, dkk., 2003: 226)

Jika pada suatu kawat diberi beda potensial (V) pada ujung-ujungnya dan

diukur kuat arus listrik (I) yang melewati kawat, maka berdasarkan hukum Ohm,

nilai pengukuran yang diperoleh akan memenuhi persamaan:

V = I . R....................(5)

Dengan R adalah hambatan kawat. Jika beda potensial diperbesar,maka

penunjukan kuat arus listrik juga akan semakin besar sebanding dengan kenaikan

beda potensial. Kawat dengan panjang L dan luas penampang A, akan memiliki

hambatan R sebesar,

R = ρ LA

......................(6)

Dimana ρadalah hambatan jenis kawat (Herman,2015:14)

Alat danBahan

1. Alat

Perangkat pengukuran resistansi kawat 1 buah

Power supply AC/DC 0-12 V 1 buah

Basicmeter 2 buah

Kabel penghubung 7 buah

Resistor 1 buah

Rheostat 1 buah

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1. Pengaruh luas penampang kawat logam terhadap beda potensial dan

kuat arus listrik.

1. Variabel manipulasi : luas penampang A(mm2), diameter kawat, d

(mm), beda potensial V (Volt).

2. Variabel respon : kuat arus listrik I (A), hambatan R (Ω).

3. Variabel kontrol : jenis kawat, panjang kawat L (m).

Kegiatan 2. Pengaruh panjang kawat logam terhadap beda potensial dan kuat arus

listrik.

1. Variabel manupulasi : panjang kawat L (mm), beda potensial V (Volt)

2. Variabel respon : kuat arus listrik I (A), hambatan R (Ω)

3. Variabel kontrol : jenis kawat, diameter kawat d (mm), luas

penampang A (mm2)

Kegiatan 3. Pengaruh jenis kawat (hambatan jenis) terhadap beda potensial dan

kuat arus listrik.

1. Variabel manupulasi : jenis kawat, beda potensial V (Volt), hambatan R

(Ω)

2. Variabel respon : kuat arus listrik I (A),

3. Variabel kontrol : diameter kawat d (mm), luas penampang A (mm2),

panjang kawat L (mm)

Kegiatan 4. Menyelidiki hubungan tegangan dan kuat arus listrik.

1. Variabel manipulasi : pergeseran panjang rheostat

2. Variabel respon : kuat arus listrik I (A), beda potensial V (Volt)

3. Variabel kontrol : resistor R (Ω)

Definisi Operasional Variabel

1. Luas penampang adalah luas penampang kawat yang digunakan untuk

menyelidiki pengaruh luas penampang terhadap kuat arus dan beda potensial,

tercantum pada dudukan kawat.

2. Kuat arus listrik adalah nilai kuat arus listrik yang mengalir melalui rangkaian,

diukur menggunakan amperemeter.

3. Diameter kawat adalah garis tengah yang melewati titik pusat kawat, besar

diameter digunakan untuk menghitung luas penampang kawat, nilai diameter

kawat tercantum pada dudukan kawat.

4. Beda potensial adalah nilai tegangan yang diberikan kepada rangkaian oleh

power supply, diukur menggunakan voltmeter.

5. Hambatan adalah nilai yang diperoleh dari gradien garis melalui analisis grafik

dan menggunakan hukum ohm.

6. Jenis kawat adalah jenis bahan kawat yang digunakan dalam percobaan. Pada

praktikum ini digunakan dua jenis kawat yaitu konstantan dan messing.

7. Panjang kawat adalah panjang antara ujung kawat satu dan ujung kawat yang

lainnya pada satu kawat. Panjang setiap kawat pada praktikum ini telah

diketahui yaitu 1m.

8. Pergeseran panjang rheostat adalah pergeseran rheostat dari posisi minimum,

maksimum, dan antara keduanya.

9. Resistor (Hambatan) adalah penghambat/pembagi kuat arus pada rangkaian

seri atau penghambat/pembagi beda potensial pada rangkaian pararel dimana

besar nilai hambatan/ resistor yang digunakan ialah 100 Ω.

Prosedur Kerja


kuat arus listrik.

1. Menyediakan perangkat percobaan, merangkai setiap perangkat dan melakukan

pengukuran tegangan dan kuat arus listrik untuk beberapa luas penampang

yang berbeda dengan panjang dan jenis kawat yang sama, kemudian mencatat

hasilnya pada tabel pengamatan.


listrik.


pengukuran tegangan dan kuat arus listrik untuk panjang yang berbeda dengan

jenis dan luas penampang kawat yang sama, kemudian mencatat hasilnya pada

tabel pengamatan.


kuat arus listrik.


pengukuran tegangan dan kuat arus listrik untuk jenis kawat yang berbeda

dengan panjang dan panjang luas penampang yang sama, kemudian mencatat

hasilnya pada tabel pengamatan.


1. Merangkailah sebuah resistor dan sebuah rheostat dengan sebuah sumber

tegangan DC. Melakukan pengukuran tegangan pada resistor dan kuat arus

listrk yang melalui resistor. Untuk memperoleh data yang bervariasi anda dapat

mengatur dengan menggunakan Rheostat.

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA

Hasil Pengamatan


kuat arus listrik.

Jenis kawat = konstantan

Panjang kawat = 1 m

NST Voltmeter = I V50

=¿0,02 V

NST Ammeter = IA50

=¿0,02 A

Tabel 1. Pengaruh luas penampang kawat logam terhadap beda potensial dan kuat

arus listrik.

No

d = 1,0 mm

A = 0.8 mm2

d = 0,7 mm

A= 0.4 mm2

U (V) I (A) U (V) I (A)

1 |0,06 ± 0,01| |0,10 ± 0,01| |0,06 ± 0,01| |0,04 ± 0,01|

2 |0,12 ± 0,01| |0,20 ± 0,01| |0,12 ± 0,01| |0,09 ± 0,01|

3 |0,18 ± 0,01| |0,30 ± 0,01| |0,18 ± 0,01| |0,14 ± 0,01|

4 |0,24 ± 0,01| |0,40 ± 0,01| |0,24 ± 0,01| |0,19 ± 0,01|

5 |0,30 ± 0,01| |0,49 ± 0,01| |0,30 ± 0,01| |0,24 ± 0,01|

6 |0,36 ± 0,01| |0,59 ± 0,01| |0,36 ± 0,01| |0,29 ± 0,01|

7 |0,42 ± 0,01| |0,68 ± 0,01| |0,42 ± 0,01| |0,33 ± 0,01|

8 |0,48 ± 0,01| |0,78 ± 0,01| |0,48 ± 0,01| |0,38 ± 0,01|

9 |0,54 ± 0,01| |0,87 ± 0,01| |0,54 ± 0,01| |0,42 ± 0,01|

10 |0,60 ± 0,01| |0,94 ± 0,01| |0,60 ± 0,01| |0,47 ± 0,01|

11 |0,66 ± 0,01| |0,52 ± 0,01|

12 |0,72 ± 0,01| |0,57 ± 0,01|

No

d = 0,5 mm

A = 0.2 mm2

d = 0,35 mm

A= 0.1 mm2

U (V) I (A) U (V) I (A)

1 |0,06 ± 0,01| |0,02 ± 0,01| |0,06 ± 0,01| |0,01 ± 0,01|

2 |0,12 ± 0,01| |0,04 ± 0,01| |0,12 ± 0,01| |0,02 ± 0,01|

3 |0,18 ± 0,01| |0,07 ± 0,01| |0,18 ± 0,01| |0,03 ± 0,01|

4 |0,24 ± 0,01| |0,09 ± 0,01| |0,24 ± 0,01| |0,04 ± 0,01|

5 |0,30 ± 0,01| |0,12 ± 0,01| |0,30 ± 0,01| |0,001 ± 0,01|

6 |0,36 ± 0,01| |0,14 ± 0,01| |0,36 ± 0,01| |0,07 ± 0,01|

7 |0,42 ± 0,01| |0,16 ± 0,01| |0,42 ± 0,01| |0,08 ± 0,01|

8 |0,48 ± 0,01| |0,19 ± 0,01| |0,48 ± 0,01| |0,09 ± 0,01|

9 |0,54 ± 0,01| |0,21 ± 0,01| |0,54 ± 0,01| |0,10 ± 0,01|

10 |0,60 ± 0,01| |0,23 ± 0,01| |0,60 ± 0,01| |0,11 ± 0,01|

11 |0,66 ± 0,01| |0,26 ± 0,01| |0,66 ± 0,01| |0,13 ± 0,01|

12 |0,72 ± 0,01| |0,29 ± 0,01| |0,72 ± 0,01| |0,14 ± 0,01|


listrik.

Jenis kawat = konstantan

Diameter kawat (d) = 0,7 mm

Luas penampang (A) = 0,4 mm2


=¿0,02 V

NST Ammeter = IA50

=¿0,02 A

Tabel 2. Pengaruh panjang kawat logam terhadap beda potensial dan kuat arus

listrik.

NoL = 1 m L= 2 m

U (V) I (A) U (V) I (A)

1 |0,06 ± 0,01| |0,04 ± 0,01| |0,06 ± 0,01| |0,02 ± 0,01|

2 |0,12 ± 0,01| |0,09 ± 0,01| |0,12 ± 0,01| |0,04 ± 0,01|

3 |0,18 ± 0,01| |0,14 ± 0,01| |0,18 ± 0,01| |0,06 ± 0,01|

4 |0,24 ± 0,01| |0,19 ± 0,01| |0,24 ± 0,01| |0,08 ± 0,01|

5 |0,30 ± 0,01| |0,24 ± 0,01| |0,30 ± 0,01| |0,10 ± 0,01|

6 |0,36 ± 0,01| |0,29 ± 0,01| |0,36 ± 0,01| |0,13 ± 0,01|

7 |0,42 ± 0,01| |0,33 ± 0,01| |0,42 ± 0,01| |0,15 ± 0,01|

8 |0,48 ± 0,01| |0,38 ± 0,01| |0,48 ± 0,01| |0,17 ± 0,01|

9 |0,54 ± 0,01| |0,42 ± 0,01| |0,54 ± 0,01| |0,19 ± 0,01|

10 |0,60 ± 0,01| |0,47 ± 0,01| |0,60 ± 0,01| |0,21 ± 0,01|

11 |0,66 ± 0,01| |0,52 ± 0,01| |0,66 ± 0,01| |0,24 ± 0,01|

12 |0,72 ± 0,01| |0,57 ± 0,01| |0,72 ± 0,01| |0,26 ± 0,01|


kuat arus listrik.

Diameter kawat (d) = 0,5 mm

Luas penampang (A) = 0,2 mm2

Panjang kawat (l) = 1 m


=¿0,02 V

NST Ammeter = IA50

=¿0,02 A

Tabel 3. Pengaruh jenis kawat (hambatan jenis) terhadap beda potensial dan kuat

arus listrik.

NoJenis kawat : konstantan Jenis kawat : messing

U (V) I (A) U (V) I (A)

1 |0,06 ± 0,01| |0,02 ± 0,01| |0,06 ± 0,01| |0,18 ± 0,01|

2 |0,12 ± 0,01| |0,04 ± 0,01| |0,12 ± 0,01| |0,36 ± 0,01|

3 |0,18 ± 0,01| |0,07 ± 0,01| |0,18 ± 0,01| |0,53 ± 0,01|

4 |0,24 ± 0,01| |0,09 ± 0,01| |0,24 ± 0,01| |0,70 ± 0,01|

5 |0,30 ± 0,01| |0,12 ± 0,01| |0,30 ± 0,01| |0,86 ± 0,01|


Resistor = 100 Ω

NST Voltmeter = I 0 V50

=¿0,2 V

NST Ammeter = I 00 mA

50=2 mA=¿0,002 A

Tabel 4. Menyelidiki hubungan tegangan dan kuat arus listrik.

No. Tegangan (Volt) Kuat Arus Listrik (A)

1 |0,6 ± 0,1 | |0,009 ± 0,001|

2 |0,8 ± 0,1 | |0,012± 0,001|

3 |1,2 ± 0,1 | |0,018 ± 0,001|

4 |1,7 ± 0,1 | |0,027 ± 0,001|

5 |2,4 ± 0,1 | |0,037 ± 0,001|

6 |3,6 ± 0,1 | |0,054 ± 0,001|

7 |4,0 ± 0,1 | |0,059 ± 0,001|

8 |4,1 ± 0,1 | |0,060 ± 0,001|

9 |4,2 ± 0,1 | |0,062 ± 0,001|

10 |4,8± 0,1 | |0,069 ± 0,001|

11 |5,0 ± 0,1 | |0,073 ± 0,001|

12 |6,4 ± 0,1 | |0,089 ± 0,001|

ANALISIS DATA


kuat arus listrik

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

f(x) = 5.00856793145655 x + 0.0268788249694002R² = 0.995292345353545f(x) = 2.48300679728109 x + 0.0134106357457016R² = 0.998411824081556

f(x) = 1.25929730840353 x + 0.00381549208958287R² = 0.999512199327281

f(x) = NaN x + NaNR² = 0

d=1,0 mmLinear (d=1,0 mm)d=0,7 mmLinear (d=0,7 mm)d=0,5 mmLinear (d=0,5 mm)d=o,35 mmLinear (d=o,35 mm)

Kuat arus Listrik I (A)

Beda

Pot

ensia

l V (v

olt)

Grafik 1. Hubungan antara kuat arus listrik dan beda potensial pada diameter

yang berbeda

a. Untuk d= 1,0 mm, A = 0.8 mm2

y = mx+c

R2 = 0,999

y = 0,6344x-0,0094

m =yx

dimana: R = VI

, sehingga

m =yx=V

I

R = m

R = 0,6344 Ω

DK = R2 × 100 %

DK = 0,999 × 100% = 99,9 %

KR = 100% - DK

KR = 100% - 99,9% = 0,1 % (4 AB)

KR= ∆RR

×100 %

∆R = KR × R100%

= 0, 1 % × 0,6344 Ω100%

= 0,00 06344 Ω

R = | R ± ∆R |

R = | 0,6344 ± 0,0006 | Ω

R = ρ LA

ρ=RAL

ρ=0,6344 Ω(0,8 x10−6 m2)

1m

ρ=0,50752 x 10−6 Ωm

∆ ρ=|∆ RR |ρ

∆ ρ=|0,0006 Ω0,6344 Ω|0,50752 x10−6 Ωm

∆ ρ=0,00048 x10−6Ω m

KR = ∆ ρ

ρ×100 % =

0,00048 x10−6Ωm0,50752 x10−6Ωm

×100 % = 0,09 (4 AB)

ρ=|ρ ± ∆ ρ|

ρ=|0,5075 ± 0,0005|10−6 Ωm

Dengan cara yang sama pada a, dapat dihitung b-d berikut

b. Untuk d=0,7 mm A= 0,4 mm2

Dengan cara yang sama dengan a diperoleh

y = 1,2593x+0,0038

R2 = 0,9995

R = 1,2593 Ω

KR = 0,05 % (4 AB)

∆R = 0,00 062965 Ω

R = | 1,259 ± 0,001 | Ω

ρ=0,5036 x10−6Ωm

∆ ρ=0,0004 x 10−6 Ωm

KR = 0,08 % (4 AB)

ρ=|ρ ± ∆ ρ|

ρ=|0,5036 ± 0,0004|10−6Ωm

c. Untuk d=0,5 mm A= 0,2 mm2

y =2,483x + 0,013

R² = 0.9984

R = 2,483 Ω

KR = 0,16 % (4 AB)

KR= ∆RR

×100 %

∆R = 0, 0039728 Ω

R = | 2,483 ± 0,004 | Ω

ρ=0,4966 x10−6Ωm

∆ ρ=|∆ RR |ρ

∆ ρ=|0,004 Ω2,483 Ω|0,4966 x10−6Ωm

∆ ρ=0,0008 x10−6Ωm

KR = 0 ,16 (4 AB)

ρ=|ρ ± ∆ ρ|

ρ=|0,4966 ± 0,0008|10−6 Ωm

d. Untuk d=0,35 mm A= 0,1 mm2

y = 5,0086x + 0,0269

R² = 0.9953

R = 5,0086 Ω

KR = 0,47% (4 AB)

∆R = 0, 02354042 Ω

R = | 5,009 ± 0,024 | Ω

ρ=0,5009 x10−6 Ωm

∆ ρ=0,0024 x 10−6 Ωm

KR = ∆RR

×100 % = 0,025 Ω5,008 Ω

×100 % = 0,48 (4 AB)

ρ=|0,5009 ± 0,0024|10−6Ωm

Tabel 5. Hasil Analisis Kegiatan 1

A (m2) R (Ω)

0,8 × 10-6 | 0,6344 ± 0,0006 |

0,4 × 10-6 | 1,259 ± 0,001 |

0,2 × 10-6 | 2,483 ± 0,004 |

0,1 × 10-6 | 5,009 ± 0,024 |

Berdasarkan dari analisis grafik diperoleh hubungan R ~ 1A

Kegiatan 2. Pengaruh panjang kawat logam terhadap beda potensial dan kuat

arus listrik

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

f(x) = 2.73301852524519 x + 0.0142099527787867R² = 0.998602922685742

f(x) = 1.25929730840353 x + 0.00381549208958287R² = 0.999512199327281

l= 1 mLinear (l= 1 m)l= 2 mLinear (l= 2 m)

Kuat Arus Listrik I (A)

Beda

Pot

ensia

l V (v

olt)

Grafik 2. Hubungan panjang kawat logam terhadap beda potensial dan kuat arus

listrik

a. Untuk L= 1 m

y = mx + c

y = 1,2593x + 0,0038

R² = 0.9995

m =yx

dimana: R = VI

, sehingga

m =yx=V

I

R = m

R = 1,2593 Ω

DK = R2 × 100 % = 0,9995 × 100 % = 99,95 %

KR = 100% - DK = 100% - 99,95 % = 0,05 % (4 AB)

KR= ∆RR

×100 %

∆R = KR × R100%

= 0, 05 % × 1,259 3 Ω100%

= 0,00 062965 Ω

R = | R ± ∆R |

R = | 1,259 ± 0,001 | Ω

R = ρ LA

ρ=RAL

ρ=1,259 Ω(0,4 x10−6m2)

1m

ρ=0,5036 x10−6Ωm

∆ ρ=|∆ RR |ρ

∆ ρ=|0,001 Ω1,259 Ω|0,5036 x 10−6 Ωm

∆ ρ=0,0004 x 10−6 Ωm

KR = ∆ ρ

ρ×100 % =

0,0004 x 10−6 Ωm0,5036 x10−6 Ωm

×100 % = 0,08 (4 AB)

ρ=|ρ ± ∆ ρ|

ρ=|0,5036 ± 0,0004|10−6Ωm

Dengan cara yang sama dengan a diperoleh b:

b. Untuk L=2 m

y = 2,733x + 0,014

R² = 0.9986

R = 2,733 Ω

KR = 0,14 % (4 AB)

∆R = 0, 00 38262 Ω

R = | 2,733 ± 0,004 | Ω

ρ=0,5466 x10−6Ωm

∆ ρ=0,0008 x10−6Ωm

KR = 0,1 5 % (4 AB)

ρ=|0,5466 ± 0,0008|10−6 Ωm


L (m) R (Ω)

1 | 1,259 ± 0,001 |

2 | 2,733 ± 0,004 |

Berdasarkan dari hasil analisi garfik diperoleh hubungan R ~ L


kuat arus listrik

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

f(x) = 0.352794687327062 x − 0.00557000553403439R² = 0.999584947426674

f(x) = 2.38853503184713 x + 0.0175796178343949R² = 0.995222929936306

konstantanLinear (konstantan)messingLinear (messing)


Beda

PO

tens

ial V

(vol

t)

Grafik 3. Hubungan jenis kawat (hambatan jenis) terhadap beda potensial dan

kuat arus listrik

1. Untuk jenis kawat konstantan

y = mx + c

y = 2,3885x + 0,0176

R² = 0.9952

m =yx

dimana: R = VI

, sehingga

m =yx=V

I

R = m

R = 2,3885 Ω

DK = R2 × 100 % = 0,9952 × 100 % = 99,52 %

KR = 100% - DK = 100% - 99,52 % = 0,48 % (4 AB)

KR= ∆RR

×100 %

∆R = KR × R100%

= 0, 48 % × 2,388 5 Ω100%

= 0,0 11 4648 Ω

R = | R ± ∆R |

R = | 2,388 ± 0,011 | Ω

R = ρ LA

ρ=RAL

ρ=2,388 Ω(0,2 x 10−6 m2)

1m

ρ=0,4776 x10−6Ωm

∆ ρ=|∆ RR |ρ

∆ ρ=|0,011Ω2,388 Ω|0,4776 x 10−6 Ωm

∆ ρ=0,0022 x10−6Ωm

KR = ∆ ρ

ρ×100 % =

0,0022 x10−6Ωm0,4776 x10−6Ωm

×100 % = 0, 46 (4 AB)

ρ=|ρ ± ∆ ρ|

ρ=|0,4776 ± 0,0022|10−6 Ωm

Dengan menggunakan cara yang sama dengan a,

2. Untuk jenis kawat messing

y = 0,3528x – 0,0056

R² = 0.9996

R = 0,3528 Ω

KR = 0,04 % (4 AB)

∆R = 0, 00014112 Ω

R = | 0,3528 ± 0,0001 | Ω

ρ=0,07056 x10−6Ωm

∆ ρ=0,00002 x10−6Ωm

KR = 0,028% (4 AB)

ρ=|0,07056 ± 0,00002|10−6 Ωm


ρ R (Ω)

Konstantan | 2,388 ± 0,011 |

Messing | 0,3528 ± 0,0001 |

Berdasarkan dari hasil analisis garfik diperoleh hubungan R ~ ρ

Kegiatan 4. Menyelidiki hubungan tegangan dan kuat arus listrik

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10

1

2

3

4

5

6

7

f(x) = 71.0386026355747 x − 0.135080408303501R² = 0.99730380991103

RLinear (R)


Beda

Pot

ensia

l V (v

olt)

Grafik 4. Hubungan tegangan dan kuat arus listrik

y = mx + c

y = 71,039x – 0,1351

R² = 0.9973

m =yx

dimana: R = VI

, sehingga

m =yx=V

I

R = m

R = 71,039 Ω

DK = R2 × 100 % = 0,9973 × 100 % = 99,73 %

KR = 100% - DK = 100% - 99,73 % = 0,27 % (4 AB)

KR= ∆RR

×100 %

∆R = KR × R100%

= 0, 27 % × 71,03 9 Ω100%

= 0,1918053 Ω

R = | R ± ∆R |

R = | 71,04 ± 0,19 | Ω

%Diff =| teori−praktikumteori+ praktikum

2 |×100 %

%Diff =|100 Ω−71,04 Ω100Ω+71,04 Ω

2 |×100 %

%Diff =|28,9685,52|×100 % = 33,86 %

PEMBAHASAN

Kegiatan pertama menyelidiki pengaruh luas penampang kawat logam

terhadap beda potensial dan kuat arus listrik. Kegiatan ini dilakukan dengan

merangkai peragkat pengukuran resistansi kawat kemudian beda potensial dan

kuat arus listrik untuk setiap luas penampang diukur yaitu 0,8 mm2, 0,4 mm2,

0,2mm2, dan 0,1 mm2. Kegiatan kedua menyelidiki pengaruh panjang kawat

logam terhadap beda potensial dan kuat arus listrik, sama halnya pada kegiatan

pertama namun pada kegiatan ini yang diubah adalah panjang kawat logam, 1 m

dan 2 m. Kegiatan ketiga pengaruh jenis kawat (hambatan jenis) terhadap beda

potensial dan kuat arus listrik dengan cara diubah jenis kawatnya yaitu konstantan

dan messing.Kegiatan 4 menyelidiki hubungan tegangan dan kuat arus listrik

dilakukan dengan menggeser-geser rheostat.

Untuk kegiatan 1, 2, dan 3, data yang diperoleh di analisis grafik sehingga

diperoleh nilai hambatan dari gradien grafik karena V di sumbu y dibagi dengan I

di subu x sama dengan R. Untuk kegiatan pertama diperoleh hambatan untuk d= 1

mm adalah R= |0,6344±0,0006|Ω, untuk d=0,7 mm diperoleh R=|1,259±0,001|Ω,

untuk d= 0,5 mm diperoleh R= |2,483±0,004|Ω, dan untuk d=0,35 mm diperoleh

R =|5,009±0,024|Ω. Pada kegiatan kedua diperoleh nilai hambatan untuk panjang

kawat 1 m yaitu R=| 1,259 ±0,004|Ω dan untuk panjang kawat 2 m, R=|

2,733±0,004 |Ω. Pada kegiatan ketiga diperoleh nilai hambatan kawat untuk jenis

kawat konstantan adalah R=|2,388±0,004 |Ω dan ρ=|0,4776 ± 0,0022|×10 -6Ωm,

untuk jenis kawat messing adalah R=|0,3528±0,0001|Ω dan

ρ=|0,07056 ± 0,00002|×10 -6Ω m.

Hasil praktikum menunjukkan bahwa luas penampang berbanding terbalik

dengan beda potensial, dan bernbanding lurus dengan kuat arus listrik dapat

dilihat dari hasil analisis grafik kegiatan satu bahwa R ~ 1/A sedangkan R= V/I.

Panjang kawat dan hambatan jenis kawat berbanding lurus dengan beda potensial

dan berbanding terbalik dengan kuat arus listrik dapat dilihat dari hasil analisis

grafik kegiatan dua dan tiga bahwa R ~ l dan R ~ ρ sedangkan R= V/I. Ketiga

huungan tersebut dapat di formulasikan dalam persamaan hambatan kawat,

menjadi: R=ρLA

.

Pada kegiatan keempat tegangan dan kuat arus listrik juga dianalisis grafik,

diperoleh nilai hambatan kawat R=|71,04 ± 0,19|Ω. Secara teori nilai hambatan

resistor adalah 100Ω, sehingga prakikum ini memiliki persen perbedaan dengan

teori sebesar 33,86%. Pada kegiatan ini dapat diketahui hubungan antara tegangan

dan kuat arus listrik adalah berbanding lurus. Semakin besar tegangan, maka

semakin besar pula kuat arus listrik dan sebaliknya. Hal tersebut sesuai dengan

hukum Ohm yang menyatakan bahwa besarnya kuat arus listrik yang mengalir

sebanding dengan besarnya tegangan.

SIMPULAN DAN DISKUSI

Simpulan

Luas penampang berbanding lurus dengan kuat arus listrik dan berbanding

terbalik dengan beda potensial. Panjang kawat dan hambatan jenis kawat

berbanding lurus dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan kuat arus

listrik. Hambatan jenis kawat konstantan yang diperoleh adalah R=|2,388±0,004 |

Ω dan ρ=|0,4776 ± 0,0022|×10 -6Ωm, untuk jenis kawat messing adalah R=|

0,3528±0,0001|Ω dan ρ=|0,07056 ± 0,00002|×10 -6Ω m.. Pada praktikum ini

berlaku prinsip hukum ohm yaitu besarnya kuat arus listrik yang mengalir

sebanding dengan besarnya tegangan.

Saran

Untuk praktikan, sebaiknya melihat pembacaan skala setiap alat ukur lebih teliti

lagi dan lebih cermat dalam mengolah data. Untuk asisten, sebaiknya memastikan

alat percobaan berfungsi dengan baik sebelum dilakukan praktikum. Untuk

laboran, sebaiknya menyediakan alat yang berfungsi lebih baik karena telah

banyak basicmeter yang tidak berfungsi baik.

DAFTAR RUJUKAN

Herman, dkk. 2015. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2. Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar: Penerbit UNM.

Tipler, Paul A. 2001. FISIKA Untuk Sains dan Teknik jilid 2 (Terjemahan). Jakarta: Erlangga.

Young, dkk. 2003. FISIKA UNIVERSITAS edisi kesepuluh jilid 2. Jakarta: Erlangga.

.

Hukum Ohm Dan Hambatan Jenis Kawat

Documents

Transcript of Hukum Ohm Dan Hambatan Jenis Kawat