BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Pada umurnnya, suatu rangkaian listrik terdiri dari banyak rangkaian tertutup

yang mempunyai banyak simpul dengan satu atau lebih sumber. Besaran yang

diketahui pada umumnya berupa tegangan pada sumber tegangan atau arus dari

sumber arusnya. besaran yang tidak dikctahui meliputi arus yang mengalir dalam sum

ber tegangan, tegangan pada sumber anus, dan tegangan, serta anus dalam unsur-

unsur rangkaianriya.

Persamaan yang digunakan untuk menentukan besaran yang tidak diketahui itu

terdiri dari tiga kategori hukum Kirchhoff untuk anus, hukum Kirchhoff untuk

tegangan, dan hubungan volt-ampere dalarn unsur rangkaian itu. Jumlah persamaan

bebas haruslah sama dengan jurnlah besaran yang tidak diketahui. Persamaan bebas

yang tersedia itu adalah sebagai berikut:

1. Jumlah persamaan bebas untuk hubungan volt-ampere unsun sama dengan jumlah

unsur dalam rangkaian.

2. Jumlah pensamaan bebas menurut hukum anus Kirchhoff sama dengan jumlah

simpul dalam rangkaian dikunang satu.

3. Jumlah persamaan bebas menurut hukum tegangan Kirchhoff sama dengan

jumlah rangkaian tertutup bebas

Rangkaian tertutup bebas adalah nangkaian yang persamaannya menurut

hukum tegangan Kirchhoffmengandung paling sedikit salah satu tegangannya yang

tidak termasuk dalam persamaan yang lain (Mismail,19995).

Metode penggunaan langsung ini meliputi penentuan variabel anus dan

tegangan yang sesuai, penulisan ketiga jenis pcrsamaan di atas, dan penyelesaian

persamaan itu untuk besaran yang dicari. Penentuan variabel yang tidak diketahui

dapat dilakukan secara sebarang, tetapi dengan cara yang tersusun dan rapi dapat

mempermudah dan mcnyederhanakan penyelesaiannya. Tcgangan dan arus pada

resistor,pada induktor dan pada kapasitor, sehingga hubungan volt-ampere dalam

unsur rangkaian selalu positif. Ada dua bcnLuk rangkaian yang dapat membantu

mcmpcrmudah penentuan variabel ini Yang satu adalah bagian rangkaian seri seperti

yang diperlihatkan pada gambar diatas. Anus yang mengalir dalam masing-masing

unsur atau sumber yang dihubungkan secara bcruru tan itu sama, sesuai dengan

hukum Kirchhoff untuk anus, sehingga hanva ada anus tunggal i yang mengalir dalam

rangkaian tersebut (Renreng, 11985).

Bcntuk rangkaian yang kedua adalah bagian rangkaian paralel, seperti yang

tam pak pada gambar dibawah. Dalam bentuk ini variabel tegangan tunggal terpasang

Untuk scmua unsur dan sumbernya.

Suatu rangkaian dengan sebuah rangkaian tertutup yang terdiri dari scbuah

sumber tegangan bebas dengan tiga unsur berupa resistor ditunjukkan pada gambardi

bawah. Unsur itu dihubungkan secara seri dan dalam rangkaian itu jelas bahwa

menurut hukurn Kirchhoffarus scmua unsur dalam rangkaian itu akan mengalirkan

arus yang sama sebesar i ampere.

Penerapan hukum tegangan Kirchhoff, persamaan pada rangkaian

dalam gambar aibawah akan membcrikan suatu aturan scdcrhana untuk berbagai

rangkaian seri Dengan menggunakan aturan yang discbutkan sebelum ini untuk

tegangan naik dan tegangan jatuh, dapatlah ditulis

— iR1 — iR2 — IR3 = 0

Dengan mengaturnya kembali didapatkan V = i(Rj +R2+ R3)

Arus i dapat dikeluarkan dari dalam tanda-kurung pada ruas kanan karena nilainya

sama untuk setiap resistansi. Akibatnya, besaran dalam tanda-kurung dapat

digantikan oleh suatu resistansi setara

R5 = Rj + R2 + R3 Dengan demikian persamaan dapat disedcrhanakan menjadi v=iR5

dengan rl Rs menyatakan resistansi setara seri dari rangkaian itu. Selanjutnya, dari

analisis ini bentuk rangkaian aslinya, gambar diatas dapat digantikan oleh suatu

rangkaian setara seperti yang diperlihatkan pada gambar diatas.Secara umum, jika

terdapat n buah resistor yang dihubungkan seri dalam suatu rabgkaian maka

resistensi setara serinya diperoich dengan menjumlahkan masing-masing resistansi

dalam ran gkaian itu. Secara matematika, ditulis

Rs = Ri+ R2 +.......+ Rn =∑R

Unsur rangkaian jugadijumpai dalam hubungan pararel. Resisitansi R1 dan R2, R3

tersusun dalam hubungan pararel. Kembali dengan pertolongan analisis rangkaian

kombinasi pararelketiga resistor itu dapat diwakili oleh suatu besaran setaranya.

Hukum arus Kirchoff menyhatakan bahwa arus yang memasuki sebuah simpul ssam

dengan arus yang meninggalkannya. Dalam bentuk persamaan diperoleh

i = i1 + i2 +i3

dan menurut hukum Ohm yang berhubungan dengan masing-masing resistor dapat

digambarkan sebagi berikut

,Ada bentuk rangkaian tertentu yang tidak dapat disederhanakan dcngan

hanya mcnggunakan kombinasi seri-paralel. Konfigurasi semacam itu scring dapat

ditangani dengan mcnggunakan transformasi V — . Transformasi ini

memungkinkan tiga resistor yang dihuhungkan dalam bentuk Y digantikan oleh tiga

resistor lain dalam bentuk dan sebaliknya Rangkaian pada gambar dibawah adalah

rangkaian V dan tersebut (Sutrisno,1983).

Jika kedua rangkaian itu harus setara maka resistansi antara set iap pasangan

kutubnya arus.slah sama, baik untuk bentuk V maupun . Tiga pcrsamaan serentak

dapat ditulis untuk menyatakan kesetaraan kctiga pasang resistansi kutub tersebut.

Untuk pasangan kutubx dan v. resistensi setara adalah Rc dalam hubungan paralel

dengan kombinasi seri Ra dan Rb dan resistansi setara

untuk bentuk V pada pasaflgafl kutub tersebut adalah kombinasi seri R1 dan R2.

Dua persamaan pasangan kutub serupa dapat pula ditulis untuk kedua

pasangan kutub lainnya.Ketiga persamaan tersebut dapat diselesaikan secara serentak

untuk nilai Ra, Rb dan Rc atau untuk nilai V R1 R2, dan R3. Hasilnya adalah

R1 = RbRc Ra ÷ Rb +Rc

R2= RaRc

Ra + Rb +Rc

BaRbR3=

atau Ra + Rb + R3

RIR2 + R2R3 + R3RIRa =

R1

RIR2 + R2R3 + R3RIRb =

R2

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan

1. Termostat/NTC

2. Steam Generator, berfungsi untuk tempat menampung air yang akan

dihubungkan dengan listrik

3. Potensiometer, berfungsi untuk mengukur ggl suatu sumber tanpa mengambil

arus dari sumber itu

4. 1 powersiometer

5. Termometer, berfungsi untuk mengukur suhu termometer kopel yang memiliki

skala terkecil 1C

6. Multimeter analog

7. 1 Set kabel penghubung

3.2 Prosedur Percobaan

1. Membuat rangkaian seperti gambar 1, tetapi jangan dihubungkan dahulu

dengan sumber tegangannya.

2. Mengisi steam generator dengan air panas dan mengatur potensiometer

sehingga nilai tegangan VA = VB

3. Menaaikan suhu sampai 75 C kemudian menurunkaan suhu setiap 5 C

4. Mencatat suhunya dan nilai tegangan serta hambatan pada multimeter

5. Mengulangi langkah tiga sebanyak 4 kali

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil percobaan

Kalibrasi I PTC Kalibrasi II PTC

Suhu awal 26,5 OC Suhu awal 29,4 OC

Suhu (OC)

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

Hambatan

37.5

40.4

44.8

52.9

65.3

88.9

146.1

341.8

0.818

2.638

0.479

Suhu Hambatan

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

64

55,9

53,8

55,6

61,0

71,9

88,8

131,4

246,4

0,46

1,265

Suhu awal 27,8 Kalibrasi III Suhu oC hambatan

30

35

40

45

50

55

60

65

70

41,6

42,1

46,4

53,7

68,7

96,9

161,8

0,394

0,862

75

80

1,745

0,413

Tegangan sumber A = 86,8mV

Tegangan sumber B = 0,692V

Suhu (oC) V1 V2 V335

40

45

50

55

60

65

70

75

80

0,69

0,68

0,68

0,68

0,68

0,670

0,662

0,63

0,56

94,3

0,55

0,65

0,68

0,68

0,68

0,67

0,66

0,62

0,55

0,38

0,67

0,68

0,68

0,68

0,68

0,68

0,66

0,64

0,56

0,404

B. Pembahasan

Dari hasil percobaan dan pengamatan yang telah dilakukan, di dapatkan hasil

yang bervariasi. Hasil percoban kalibrasi PTC yang pertama dengan suhu awal 26,5 0C dan penggunaan suhu yang berurut-turut mulia dari 30,35,40,45, 50, 55, 60, 65,

70, 75, dan 80 di peroleh hambatan yang bervariasi yaitu 37,5; 40,4; 44,8; 52,; 65,3;

88,9; 146,1; 341,8; 0,818, 2,635; 0,479. Dilihat dari data hasil tesebut dapat kita

ketahui bahwa semakin tinggi suhu yang di berikan, maka semakin tinggi hambatan

yang di dapat. Akan tetapi, pada data hasul tersebut tidak demikian. Hal yang

memungkinkan terjadinya ketidak akuraratan data hasil tersebut dalah ke kurang

telitian prak tikan dalam mengamati dan melakukan percobaan, dan tidak

maksimumnya alat – alat yang di gunakan pada saat praktikum.

Pada percobaan kalibrasi ke dua dengan suhu awal 29,4 0C dan dengan

penggunaan suhu yang berturut turut mulai dari 30-80 0C, didapatkan hambatan 64;

55,9; 53,8; 55,6; 61; 71,9; 88,8; 131,4; 246,4; 0,46; 1,265. Nilai hambatan tertinggi

ada pada suhu 70 OC dengan nilai hambatan 246,4. Pada kalibrasi ke tiga dengan

urutan dan suhu yang sama dengan percobaan – percobaan sebelumnya di peroleh

hambatan tertinggi 161,8 Ohm pada suhu 60oC.Dan hambatan tererndah adalah 0,394

Ohm pada suhu 650C. Seharusnya semakin tinggi suhu yang di berikan maka semakin

hambatan yang dihasilkan semakin tinggi. Ketidak maksimumman kondisi alat yang

digunakan dan ketidak telitian praktikan merupakan beberapa kemungkinan

terjadinya ketidak sesuaian praktikum dengan teori.

BAB V

KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan dan percobaan pada percobaan ini maka dapat kita

simpulkan sebagai berikut :

1. Suhu sangat mempoengaruhi besar kecilnya hambatan yang di hasilkan.

2. Semakin tinggi suhu yang di berikan maka semakin besar pula hambatan yang

di dapat.

3. Selain suhu pada alat pengukur suhu, suhu ruangan pun sangat mempengaruhi

hambatan yang terjadi.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Rangkaian jembatan wheatston memilki kaitan dengan hukum

kirchoff.Dimana didalam nya terdapat variabel variabelrangkaian, tegangan, dan arus

serta di uraikan tentang unsur rangkaian.Jembatan whestone merupakan rangkaian

yang digunakan untuk mengukur daya hambat dengan cepat dan sebagai salah satu

alat yang digunakan untuk menentukan rangkaian arus searah.

Galvanometer merupakan alat yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur arus.

Selain jembatan wheatstone alat lain yang digunakan adalah ampere meter dan

voltmeter, ohmmeter, potensiometer, rangkaian R-C dan pengganti arus. Jembatan

wheastone sangat berkaitan dengan hukum kircoff, oleh karena itu pada materi ini di

masukan beberapa materi tentang hukum kircoff. Jembatan whestone merupakan

modifikasi dari rangkaian – rangkaian hukum kircoff.

Rangkaian jembatan wheatstone berhubungan dengan Hukum kirchoff 1 : jumlah

arus menuju suatu titik cabang sama dengan jumlah arus yang meninggalkannya.

Hukum kirchoff II : dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar GGL (e) dan jumlah

penurunan potensial sama dengan nol.

1.2 Tujuan

Praktikum ini bertujuan adalah sebagai berikut :

1. Untuk mempelajari rangkaian jembatan wheatston sebagai pengukur hambatan.

2. Mengukur besar hambatan.

3. Membuktikam hukum hubungan seri dan paralel.

Menentukan koefisien hambatan jenis.

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

Nama : Nenci Ratna Dewanti

Nim : J1C106035

Kelompok : V(Lima)

Judul Praktikum : Jembatan Wheatstone

Tanggal Praktikum : 23 Maret 2007

Fakultas : MIPA

Prodi : Biologi

Asisten : Muhamad Saukani

NILAI

Banjarbaru, 23 Maret 2007

NILAI

( Muhamad Saukani )