Laporan Praktikum Fisika Dasar 2

Rangkaian Hambatan Paralel

Dosen Pengasuh : Jumingin, S.Si

Disusun Oleh :

Lenia Wati

12222056

Tadris Biologi

Fakultas Tarbiyah

Institut Agama Islam Negeri Raden Fatah Palembang

2013

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

Daftar Isi ......................................................................................... i

Latar Belakang .................................................................................. 1

Tujuan Praktikum.............................................................................. 2

Tinjauan Pustaka ............................................................................... 3

Alat dan Bahan ................................................................................. 10

Prosedur Praktikum ........................................................................... 12

Hasil dan Pembahasan....................................................................... 17

Kesimpulan ....................................................................................... 18

LAMPIRAN

DAFTAR PUSTAKA

1. Latar Belakang

Listrik merupakan suatu kebutuhan yang sangat diperlukan oleh

masyarakat dalam kehidupan sehari hari. Dalam listrik sendiri terdapat

beberapa hal yang mempengaruhi listrik itu sendiri, yaitu seperti tahanan,

arus, tegangan dan lain lain. Dalam kehidupan sehari hari pun kita juga

sering mendengar yang namanya hambatan, arus dan tegangan, namun kita

sering tidak pernah mengerti apakah yang sebenarnya dimaksud dengan

hambatan, arus dan tegangan.

Hambatan listrik merupakan suatu hambatan pada rangkaian yang

nantinya dapat menghambat arus listrik yang mengalir. Semakin besar

hambatan yang mengalir pada suatu rangkaian dan pada suatu variabel V

(tegangan yang tetap), maka arus yang mengalir pada rangkaian pun juga

makin kecil.

Dalam makalah ini, akan dianalisis beberapa rangkaian sederhana

yang terdiri dari sumber tegangan, resistor dan kapasitor dalam berbagai

kombinasi untuk memperoleh nilai tegangan dan arus serta besaran lain

dari rangkaian tersebut. Rangkaian demikian disebut dengan rangkaian

arus searah (DC), karena arus yang mengalir dalam rangkaian memiliki

satu arah saja. Rangkaian arus searah yang didalamnya arah arus berubah

seiringan waktu. Lampu senter dan sistem sambungan kawat mobil adalah

contoh-contoh rangkaian arus searah.

2. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan yang akan dicapai setelah melakukan praktikum adalah:

1. Mahasiswa dapat menentukan kuat arus listrik dan beda potensial listrik

pada masing-masing hambatan yang di susun paralel

2. Mahasiswa memahami pemasangan ampermeter dan voltmeter

3. Mahasiswa memahami konsep hukum kirchoff

3. Tinjauan Pustaka

Hambatan adalah komponen elektronika yang selalu digunakan

dalam setiap rangkaian elektronika karena dia berfungsi sebagai pengatur

arus listrik atau untuk menghambat aliran arus listrik.. Satuan Hambatan

adalah Ohm, yang menemukan adalah George Simon Ohm (1787-1854),

seorang ahli fisika bangsa Jerman. Resistor dibuat dengan ukuran badan

yang mencerminkan kemampuan terhadap daya lesap yang diterimanya

jika dialiri listrik yng disebut dengan kemampuan daya listrik.Suatu

resistor dengan hambatan R yang dialiri arus I akan menerima daya resap

sebesar 𝑃 = 𝐼𝑅, Daya ini akan di naikkan suhu resiostor, dan jika

melebihi kemampuan daya yang ditentukan dapat menyebabkan kerusakan

yang permanen. Resistor yang banyak digunakan dibuat dari karbon yag

dinamakan resistor film karbon. Resistor karbon menggunakan cincin

sandi warna yang dicatkan pada resistor untuk menunjukan nilai

hambatan. Untuk resistor dengan toleransi 10% dan 5% digunakan empat

buah cincin dan tanpa warna toleransinya 20%.

Dua hambatan atau lebih yang disusun secara berdampingan

disebut hambatan paralel. Hambatan yang disusun paralel akan

membentuk rangkaian listrik bercabang dan memiliki lebih dari satu jalur

arus listrik. Susunan hambatan paralel dapat diganti dengan sebuah

hambatan yang disebut hambatan pengganti paralel (Rp).

Contoh rangkaiannya seperti pada gambar berikut.

Pada rangkaian hambatan paralel terlihat bahwa semua ujungnya di

titik yang sama yaitu a dan b, jika diukur beda potensialnya tentunya akan

memiliki hasil yang sama. Aliran muatan dapat diibaratkan dengan aliran

air dari tempat tinggi ke tempat yang lebih rendah. Jika ada percabangan

pada suatu titik maka aliran air itu akan terbagi. Besar aliran itu akan

disesuaikan dengan hambatan yang ada pada setiap cabang. Yang

terpenting pada pembagian itu adalah jumlah air yang terbagi harus sama

dengan jumlah bagian-bagiannya. Sifat aliran air ini dapat menjelaskan

bahwa kuat arus yang terbagi pada percabangan I harus sama dengan

jumlah kuat arus setiap cabang ( 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 ). Sesuai hukum Ohm maka

kuat arus setiap cabang berbanding terbalik dengan hambatannya.

𝐼~𝐼

𝑅

Dari penjelasan di atas dapat dituliskan dua sifat utama pada rangkaian

hambatan paralel adalah sebagai berikut berikut.

𝐸 = 𝑉1 = 𝑉2 = 𝑉3

𝐼 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3

Sesuai dengan hambatan seri, pada beberapa hambatan yang di rangkai

paralel juga dapat diganti dengan satu hambatan. Hambatan itu dapat di

tentukan dari membagi persamaan kuat arus dengan besar potensial pada

kedua massa seperti berikut.

𝐼 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3

sifat-sifat rangkaian paralel, adalah sebagai berikut: nilai hambatan

pengganti menjadi lebih kecil dari nilai hambatan masing-masing, Kuat

arus listrik yang mengalir dalam setiap hambatan berbeda (kecuali nilai

setiap hambatan sama, arus pun sama), sebab

𝐼𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 + … + 𝐼𝑛𝑛

Dapat dijadikan pembagi arus, karena mematuhi hukum Kirchoff I Beda

potensial antara ujung-ujung setiap hambatan sama, karena

𝑉𝑎𝑏 = 𝑉𝑅1 = 𝑉𝑅2 = 𝑉𝑅3 = … = 𝑉𝑅𝑛 ,

Resistor-resistor paralel ditambahkan secara terbalik karena arus

dalam setiap resistor sebanding dengan tegangan bersama yang melewati

resistor resistor itu dan berbanding terbalik dengan setiap hambatan.

Kapasitor kapasitor paralel ditambahkan secara langsung karena muatan

pada setiap kapasitor sebanding dengan tegangan bersama yang melewati

kapasitor kapasitor itu dan berbanding langsung dengan kapasitansi setiap

kapasitor.

Cara sederhana lainnya untuk menghubungkan resistor adalah

paralel, sehingga arus dari sumber terbagi menjadi cabang-cabang yang

terpisah. Pengkabelan pada rumah-rumah dan gedung-gedung diatur

sehingga semua peralatan listrik tersusun paralel, dengan pengkabelan

paralel, jika memutuskan hubungan dengan satu alat, arus ke yang lainnya

tidak terganggu. Ketika resistor-resistor terhubung paralel, masing-masing

mengalami tegangan yang sama.

Current Law (KCL) dan Hukum Kirchoff II yang dikenal dengan

Kirchoff’s Voltages Law (KVL). Diamana Gustav Kirchoff menyatakan

bahwa “jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik percabangan

sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan tersebut”

yang pernyataan ini dekenal dengan bunyi Hukum Pertama Kirchoff .

Gustav Kirchoff juga menyatakan bahwa “Didalam suatu rangkaian

tertutup jumlah aljabar gaya gerak listrik dengan penurunan tegangan sama

dengan nol” yang kemudian dikenal sebagai Hukum Kedua Kirchoff .

Adapun hukum pertama Kirchoff , dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar hukum pertama Kirchoff

Secara matematis, gambar disamping dapat dituliskan sebagai berikut:

𝛴𝐼𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘 = 𝛴𝐼𝑘𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟

𝐼1 + 𝐼2 = 𝐼3 + 𝐼4 + 𝐼5

Hukum kedua Kircoff secara matematis dapat ditulis sebagai

berikut: 𝛴𝜀 + 𝛴𝐼𝑅 = 0

Pada penggunaan hukum kedua Kirhoff pada rangkaian tertutup

(loop) terdapat beberapa aturan penting, yaitu: Pilih loop untuk masing-

masing lintasan tertutup dengan arah tertentu. Kuat arus bertanda positif

(+) jika searah dengan loop dan bertanda negatif (-) jika berlawanan

dengan arah loop. Ketika mengikuti arah loop, kutub positif

sumbertegangan dijumpai lebih dahulu maka ε bertanda positif (+) dan

sebaliknya.

Gambar rangkaian satu loop

Gambar rangkaian dua loop

Dalam rangkaian dengan satu loop, kuat arus yang mengalir adalah

sama yaitu sebesar I. Dimana apabila pada rangkaian seperti yang

ditunjukkan rangkaian satu loop dibuat loop a-b-c-d-a, maka sesuai hukum

pertama Kirchoff dapat ditulis:

𝛴𝜀 + 𝛴𝐼𝑅 = 0

𝜀2 − 𝜀1 + 𝐼( 𝑅4 + 𝑟2 + 𝑅3 + 𝑟1) = 0

Selain itu, ada pula rangkaian yang memiliki dua loop atau lebih,

dimana prinsipnya sama dengan satu loop, teteapi harus diperhatikan kuat

arus pada setiap percobaannya. Dimana jika dua loop maka dapat

diselesaikan dengan cara berikut berdasarkan rangkaian dua loop

Hukum pertama Kirchoff :

𝐼1 + 𝐼2 = 𝐼

Loop I: 𝜀1 + 𝐼𝑟1 + 𝐼𝑅1 + 𝐼1𝑅2 = 0

𝜀1 + 𝐼𝑟1 + 𝑅1 + 𝐼1𝑅2 = 0

Loop II: 𝜀2 + 𝐼2𝑟2 − 𝐼1𝑅2 + 𝐼2𝑅3 = 0

𝜀2 − 𝐼1𝑅2 + 𝐼2𝑟2 + 𝑅3 = 0

Terdapat berbagai macam alat ukur listrik yaitu amperemeter yang

merupakan suatu alat untuk mengukur kuat arus listrik yang melalui suatu

rangkaian listrik dan voltmeter yang merupakan suatu alat yang digunakan

untuk mengukur kuat arus listrik yang melalui suatu rangkaian listrik dan

voltmeter yang merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur

tegangan listrik pada suatu rangkaian listrik.

Amperemeter harus dipasang secara seri dengan bagian rangkaian

atau komponen listrik yang akan diukur kuat arusnya, sedangkan voltmeter

harus dipasang paralel dengan bagian rangkaian atau komponen listrik

yang akan diukur tegannya. Pada pengukuran kuat arus listrik,

amperemeter disusun seri pada rangkaian listrik sehingga kuat arus yang

mengalir melalui amperemeter sama dengan kuat arus yang mengalir pada

penghantar.

Cara memasang amperemeter pada rangkaian listrik adalah sebagai

berikut.

a. Terminal positif amperemeter dihubungkan dengan kutub positif sumber

tegangan (baterai).

b. Terminal negatif amperemeter dihubungkan dengan kutub negatif

sumber tegangan (baterai).

Jika sakelar pada rangkaian dihubungkan, maka lampu pijar

menyala dan jarum pada amperemeter menyimpang dari angka nol. Besar

simpangan jarum penunjuk pada amperemeter tersebut menunjukkan besar

kuat arus yang mengalir. Jika sakelar dibuka, maka lampu pijar padam dan

jarum penunjuk pada amperemeter kembali menunjuk angka nol. Artinya

tidak ada aliran listrik pada rangkaian tersebut. Dengan demikian, dapat

disimpulkan bahwa arus listrik hanya mengalir pada rangkaian tertutup.

4. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum pembiasan pada

lensa adalah:

1. Papan rangkaian 1 buah berfungsi melekatkan resistor.

2. Basicmeter 2 buah berfungsi mengukur voltmeter dan ampermeter.

3. Catu daya 1 buah berfungsi sebagai sumber tegangan.

4. Resistor 3 buah berfungsi membatasi atau membagi arus.

5. Kabel penghubung merah dan hitam 2 buah berfungsi menghubungkan

arus listrik dari catu daya ke basicmeter.

6. Sakelar 1 buah berfungsi memutus atau menghubungkan arus listrik.

7. Jembatan penghubung 10 buah berfungsi mengalirkan arus listrik antar

resistor.

5. Prosedur Praktikum

1. Persiapkan semua peralatan yang dibutuhkan.

2. Susun rangkaian seperti pada gambar dibawah ini:

3. Berikan tegangan masukan 3 volt DC pada catu daya

4. Hidupkan sakelar (S)

5. Ukur kuat arus yang mengalir dalam rangkaian (I) dan pada masing-

masing hambatan (I1 , I2 dan I3)

6. Ukur beda potensial pada rangkaian (V)

7. Ulangi langkah 3,4,5, dan 6 untuk tegangan masukan 6 volt, 9 volt, dan

12 volt DC

A

S

I3

V

R1

R3

Vs

R2

I1

I2

6. Hasil dan Pembahasan

Hasil

No Vs(volt) V(volt) I1(A) I2(A) I3(A) Itot (A)

1 3 v 2,8 v 0,06 A 0.06 A 0,02 A 0,14 A

2 6v 5,8 v 0,1 A 0,1 A 0.06 A 0,26 A

3 9 v 8,8 v 0,18 A 0,14 A 0,08 A 0,4 A

4 12 v 9,6 v 0,2 A 0,16 A 0,1 A 0,46 A

Pengolahan Data

Berdasarkan praktikum

Mencari V untuk Vs=3v

𝑉 =14

50𝑥10𝑣 = 2,8𝑣

Mencari V untuk Vs=6v

𝑉 =29

50𝑥10𝑣 = 5,8𝑣

Mencari V untuk Vs=9v

𝑉 =44

50𝑥10𝑣 = 8,8𝑣

Mencari V untuk Vs=12v

𝑉 =48

50𝑥10𝑣 = 9,6𝑣

Mencari I untuk I= 3v

𝐼1 =3

50𝑥1𝐴 = 0,06𝐴

𝐼2 =3

50𝑥1𝐴 = 0,06𝐴

𝐼3 =1

50𝑥1𝐴 = 0,02𝐴

Mencari untuk I= 6v

𝐼1 =5

50𝑥1𝐴 = 0,1𝐴

𝐼2 =5

50𝑥1𝐴 = 0,1𝐴

𝐼3 =3

50𝑥1𝐴 = 0,06𝐴

Mencari untuk I= 9v

𝐼1 =9

50𝑥1𝐴 = 0,18𝐴

𝐼2 =7

50𝑥1𝐴 = 0,14𝐴

𝐼3 =4

50𝑥1𝐴 = 0,08𝐴

Mencari untuk I= 12v

𝐼1 =10

50𝑥1𝐴 = 0,2𝐴

𝐼2 =8

50𝑥1𝐴 = 0,16𝐴

𝐼3 =5

50𝑥1𝐴 = 0,1𝐴

Berdasarkan teori :

𝑅𝑠 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3

= 56 + 47 + 100

= 203 Ω

𝐼1 = 𝑉𝑆𝑅𝑆

= 3 𝑉

203 = 0,014 𝐴

𝐼2 = 𝑉𝑆𝑅𝑆

= 6 𝑉

203 = 0,029 𝐴

𝐼3 = 𝑉𝑆𝑅𝑆

= 9 𝑉

203 = 0,044 𝐴

𝐼4 = 𝑉𝑆𝑅𝑆

= 12 𝑉

203 = 0,059 𝐴

V untuk Vs = 3 V

𝑉1 = 𝐼1 × 𝑅1 = 0,014 × 56 = 0,078 𝑉

𝑉2 = 𝐼1 × 𝑅2 = 0,014 × 47 = 0,065 𝑉

𝑉3 = 𝐼1 × 𝑅 3 = 0,014 × 100 = 1,4 𝑉

V untuk Vs = 6 V

𝑉1 = 𝐼2 × 𝑅1 = 0,029 × 56 = 1,62 𝑉

𝑉2 = 𝐼2 × 𝑅2 = 0,029 × 47 = 1,36 𝑉

𝑉3 = 𝐼2 × 𝑅3 = 0,029 × 100 = 2,9 𝑉

V untuk Vs = 9 V

𝑉1 = 𝐼3 × 𝑅1 = 0,044 × 56 = 2,46 𝑉

𝑉2 = 𝐼3 × 𝑅2 = 0,044 × 47 = 2,06 𝑉

𝑉3 = 𝐼3 × 𝑅3 = 0,044 × 100 = 4,4 𝑉

Pembahasan

Dua hambatan atau lebih yang disusun secara berdampingan

disebut hambatan paralel. Hambatan yang disusun paralel akan

membentuk rangkaian listrik bercabang dan memiliki lebih dari satu jalur

arus listrik. Susunan hambatan paralel dapat diganti dengan sebuah

hambatan yang disebut hambatan pengganti paralel (Rp).

Pada hukum ohm kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar

adalah sebanding dengan beda potensial ujung-ujung penghantar, tetapi

berbanding terbalik dengan hambatan suatu penghantar, sedangkan dalam

praktikum didapat hasil yaitu antara kuat arus yang mengalir dalam suatu

penghantar tidak sebanding dengan beda potensial pada penghantar, begitu

juga pada hambatan.

Yang menyebabkan perbedaan pada hasil praktikum dengan hasil

teori yaitu disebabkan oleh beberapa faktor seperti kesalahan dalam

membaca skala pada voltmeter atau amperemeter, kurangnya ketelitian

dalam membaca skala pada voltmeter atau amperemeter dan juga bisa

disebabkan karena kabel bergerak karena tersentuh oleh praktikan

sehingga menghasilkan hasil yang tidak sama.

7. Kesimpulan

Hambatan dikelompokkan menjadi rangkaian hambatan seri,

hambatan paralel, maupun gabungan keduanya. Hambatan paralel yaitu

dua hambatan atau lebih yang disusun secara berdampinga. Hambatan

yang disusun paralel akan membentuk rangkaian listrik bercabang dan

memiliki lebih dari satu jalur arus listrik. Susunan hambatan paralel dapat

diganti dengan sebuah hambatan yang disebut hambatan pengganti paralel.