Laporan Praktikum Fisika Dasar 2

Rangkaian Hambatan Paralel

Dosen Pengasuh : Jumingin, S.Si

Disusun Oleh :

Asri Arum Sari

12222014

Tadris Biologi

Fakultas Tarbiyah

Institut Agama Islam Negeri Raden Fatah Palembang

2013

1

DAFTAR ISI

Daftar Isi.................................................................................................... 1

Latar Belakang.......................................................................................... 2

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

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

Alat............................................................................................................. 6

Prosedur Praktikum................................................................................. 6

Hasil dan Pembahasan............................................................................. 7

Kesimpulan................................................................................................ 13

Lampiran

Daftar pustaka

2

1. Latar Belakang

Listrik berasal dari kata elektron yang berarti batu ambar. Jika

sebuah batu ambar digosok dengan kain sutra, maka batu akan dapat

menarik benda-benda ringan seperti sobekan kertas. Dari hal tersebut

maka dikatakan batu ambar tersebut bermuatan listrik. Listrik

menyediakan sebagian besar daya yang kita gunakan di rumah dan di

tempat kerja. Dalam sebuah rangkaian listrik biasanya terdapat istilah yang

dikenal dengan arus listrik, tegangan dan hambatan.

Pada dasarnya sebuah rangkaian listrik terjadi ketika sebuah

penghantar mampu dialiri electron bebas secara terus menerus. Aliran

inilah yang disebut dengan arus listrik, sedangkan tegangan adalah beda

potensial yang ada diantara titik rangkaian listrik. Arus listrik yang searah

merupakan arus listrik yang nilainya hanya postif atau hanya negatif saja

tidak berubah-ubah.Penerapan arus listrik searah dapat dilihat didalam

rangkaian hambatan seri dan rangkaian hambatan paralel.

Rangkaian hambatan seri terdiri dari 2 atau lebih hambatan yang

disusun secara berurutan, hambatan yang satu berada di belakang

hambatan yang lain. Pada rangkaian hambatan paralel 2 atau lebih

hambatan disusun secara bertingkat

Untuk mengetahui hubungan diantara istilah-istilah yang ada di

dalam sebuah rangkaian listrik diperlukanlah sebuah praktikum agar kita

mendapat pemahaman yang lebih mendalam mengenai rangkaian listrik

terutama rangkaian hambatan seri.

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 disusun paralel

2. Mahasiswa memahami pemasangan ampermeter dan voltmeter

3. Mahasiswa memahami konsep hukum Kirchoff

3

3. Tinjauan Pustaka

3.1 Hambatan (Resistor)

Hambatan adalah komponen elektronika yang selalu

digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena dia berfungsi

sebagai pengatur arus listrik. Hambatan disingkat dengan huruf "R"

(huruf R besar). Satuan Hambatan adalah Ohm, yang menemukan

adalah George Simon Ohm (1787-1854), seorang ahli fisika bangsa

Jerman. Hambatan listrik dapat didistribusikan sesuai dengan

kebutuhan (Endy,2010).

Pada umumnya rangkaian dalam sebuah alat listrik terdiri

dari banyak jenis komponen yang terangkai secara tidak sederhana,

akan tetapi untuk mempermudah mempelajarinya biasanya jenis

rangkaian itu biasa dikelompokkan dalam rangkaian seri dan

rangkaian paralel (Yasmanrianto,2004)

3.1.1 Rangkaian Seri

adalah rangkaian di mana arus yang sama mengalir melalui

seluruh komponen dalm rangkaian, dengan kata lain,

seluruh electron yang bergerak mengelilingi rangkaian

tersebut mengalir melalui setiap komponen dalam rangkaian

(Jim Breithaupt, 2009).

3.1.2 Rangkaian Paralel

adalah rangkaian dimana arus dari baterai mengalir melalui

setiap komponen paralel. Komponen yang tersusun secara

paralel dalam rangkaian memiliki tegangan yang sama di

antara kedua titik ke titik lainnya (Jim Breithaupt, 2009)

rangkaian Paralel, arus dari sumber terbagi menjadi cabang-

cabang yang terpisah. Seperti pada pengkabelan pada

rumah-rumah dan gedung-gedung diatur sehingga semua

peralatan listrik tersusun paralel. Dengan pengkabelan

paralel, jika anda memutuskan hubungan dengan satu alat,

arus ke yang lainnya tidak terganggu. Pada rangkaian

4

paralel, arus total I yang meninggalkan baterai terbagi

menjadi tiga cabang. Kita tentukan I1, I2, dan I3 berturut-

turut sebagai arus melalui setiap resistor, R1, R2, dan R3.

Karena muatan listrik kekal, arus yang masuk kedalam titik

cabang harus sama dengan arus yang keluar dari titik

cabang. Ketika resistor-resistor terhubung paralel, masing-

masing mengalami tegangan yang sama. (dan memang, dua

titik mana pun pada rangkaian yang dihubungkan oleh

kawat dengan hambatan yang dapat diabaikan berada pada

potensial yang sama). Berarti tegangan penuh baterai

diberikan pada setiap resistor. Sebuah analogi dalam

paralel. Bayangkan dua pipa yang menerima air didekat

puncak bendungan dan mengeluarkannya di dasar. Beda

potensial gravitasi sebanding dengan ketinggian h,sama

untuk kedua pipa, seperti pada kasus listrik resistor paralel.

Jika kedua pipa terbuka, bukan hanya satu saja, arus yang

mengalir akan dua kali lipat. Maka, dengan dua pipa yang

sama terbuka, hambatan total terhadap aliran air akan

diperkecil, setengahnya. Perhatikan jika kedua pipa ditutup,

bendungan memberikan hambatan tak hingga terhadap

aliran air. Hal ini berhubungan dengan kasus listrik dengan

rangkaian terbuka ketika tidak ada arus yang

mengalirsehingga hambatan listrik tak hingga. ( Giancoli,

2001 )

3.1.3 Hukum Kirchhoff

Untuk menangani rangkaian rumit seperti ini, kita

gunakan hukum kirchhoff, yang dibuat oleh G.R Kirchhoff

(1824-1887) dipertengahan abad sembilan belas. Hukum ini

ada dua dan sebenarnya merupakan penerapan yang

berguna dari hukum kekekalan muatan, dan kita telah

5

menggunakannya untuk menurunkan hukum untuk resistor

paralel. Hukum ini menyatakan bahwa:

“ Pada setiap titik cabang, jumlah semua arus yang

memasuki cabang harus yang meninggalkan cabang

tersebut”.

(Artinya apa yang masuk harus keluar). Dengan demikian

hukum titik cabang Kirchhoff menyatakan bahwa I3 = I1 +

I2. Hukum titik cabang Kirchhoff didasarkan pada

kekekalan muatan. Muatan yang memasuki sebuah titik

cabang harus keluar tidak ada yang hilang atau diambil.

Hukum kedua Kirchhoff atau hukum loop didasarkan

kekalan energi. Hukum ini menyatakan bahwa:

“jumlah perubahan potensial mengelilingi lintasan tertutup

pada suatu rangkaian harus nol”.

Untuk memahami mengapa hukum ini berlaku,

pertimbangan analogi roller coaster dilitasannya. Ketika

mulai dari stasiun, roller coaster memiliki energi potensial

tertentu. Saat ia mendaki bukit pertama, energi potensialnya

bertambah dan mencapai maksimum dipuncak bukit

tersebut. Kemudian menuruni sisi seberangnya, energi

potensialnya berkurang dan mencapai minimum lokal

didasar bukit tersebut. Sementara roller coaster terus melaju

pada lintasannya, energi potensialnya mengalami lebih

banyak perubahan. Tetapi ketika sampai kembali di titik

awalnya, energi potensialnya tetap sama seperti pada waktu

mulai dari titik tersebut. Cara lain untuk menyatakan ini

adalah pendakian dan penurunan yang sama banyaknya.

(Giancoli, 2001).

6

4. Alat

Alat-alat yang dipergunakan dalam praktikum ini adalah:

1. Papan rangkaian 1 buah berfungsi untuk memudahkan kita

menempatkan, merubah dan melakukan perbaikan suatu rangkaian

yang dikira belum sempurna atau mengalami salah sambung

sehingga kesalahan-kesalahan fatal yang tidak dikehendaki dapat

dihindari

2. Basicmeter 1 buah berfungsi untuk mengukur arus atau tegangan

yang sangat kecil. Dilengkapi dengan tutup geser unutk mengubah

fungsi sebagai ampermeter dan voltmeter

3. Catu daya 1 buah berfungsi sebagai pengontrol kestabilan tegangan

output dengan mengubah lebar pulsa untuk menyaklarkan transistor

penyaklar.

4. Resistor 3 buah ( 100 Ω, 56Ω , 47 Ω¿ berfungsi sebagai pengatur

dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu

rangkaian.

5. Kabel penghubung merah dan kuning 4 buah berfungsi untuk

menghubungkan komponen-komponen.

6. Sakelar 1 buah berfungsi untuk memutuskan atau menyambungkan

suatu rangkaian, bisa itu rangkaian listrik, rangkaian elektronika,

7. Jembatan penghubung 5 buah berfungsi untuk menghubungkan

antar satu resistor denngn resistor lain pada papan rangkaian

5. Prosedur Praktikum

1. Persiapkan semua peralatan yang dibutuhkan (konsutasikan dengan

dosen pengasuh atau asisten)

2. Susun rangkaian seperti pada gambar dibawah ini :

7

S

3. Berikan tegagan masukan 3 volt DC pada catu daya (konsultasika

dengan dosen pengasuh atau asisten)

4. Hidupkan sakelar (S)

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

masing hambatan ( I1, I2, dan I3 )

6. Ukur beda potensial pada masing-masing hambatan (V1, V2 , dan V3)

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

dan 12 volt DC

6. Hasil dan Pembahasan

R1 = 47 Ω

R2 = 56 Ω

R3 = 100 Ω

No VS (volt)  V (volt) I1 (A)  I2 (A)  I3 (A) Itotal (A)

8

V

I1

I2

I3

I

1 3 2,8 V 0,042 A 0,036 A 0,022 A 0,082 A

2 6 6 V 0,1 A 0,08 A 0,04 A 0,22 A

3 9 9 V 0,14 A 2,6 V 0,08 A 0,22 A

4 12 9,8 V 0,16 A 0,12 A 0,08 A 0,26 A

Keterangan :

Ι= skala yangditunjukskala maksimal

× batasukur

V= skala yang ditunjukskala maksimal

× batas ukur

Tegangan ( V )

V1 untuk VS = 3 V

V 1=1450

×10 V

V 1=2,8 V

V2 untuk VS = 6 V

V 2=3050

× 10V

V 2=6V

V3 untuk VS = 9 V

V 3=4550

×10 V

V 3=9V

V4 untuk VS = 12 V

V 4=4950

× 10V

V 4=9,8 V

Kuat Arus ( I )

VS = 3 volt

I tot=4150

×100 mA

I tot=0,082 A

I 1=2150

×100 mA

I 1=0,042 A

I 2=1850

×100 mA

I 2=0,036 A

I 3=1150

×100 A

I 3=0,022 A

VS = 6 volt

I tot=1150

×1 A

I tot=0,22 A

9

I 1=5

50×1 A

I 1=0,1 A

I 2=45

×1 A

I 2=0,08 A

I 3=2

50×1 A

I 3=0,04 A

VS = 9 volt

I tot=1150

×1 A

I tot=0,22 A

I 1=7

50×1 A

I 1=0,14 A

I 2=65

×1 A

I 2=0,12 A

I 3=4

50×1 A

I 3=0,08 A

VS = 12 volt

I tot=1350

×1 A

I tot=0,26 A

I 1=8

50×1 A

I 1=0,16 A

I 2=6

50×1 A

I 2=0,12 A

I 3=4

50×1 A

I 3=0,08 A

Pengolahan data

Untuk mencari hambatan sumber maka :

1R

= 1R1

+ 1R2

+ 1R3

¿ 147

+ 156

+ 1100

= 20,4

V sumber = 3

I tot=VR tot

10

¿ 320,4

= 0,14 A

I 1=VR1

I 1=3

47=0,06 A

I 2=VR2

I 2=3

56=0,05 A

I 3=VR3

I 3=3

100=0,03 A

V sumber = 6

I tot=VR tot

¿ 620,4

¿0,29 A

I 1=VR1

I 1=6

47=0,12 A

I 2=VR2

I 2=6

56=0,10 A

I 3=VR3

I 3=6

100=0,06 A

11

V sumber = 9

I tot=VR tot

¿ 920,4

= 0,44 A

I 1=VR1

I 1=9

47=0,19 A

I 2=VR2

I 2=9

56=0,16 A

I 3=VR3

I 3=9

100=0,09 A

V sumber = 12

I tot=VR tot

¿ 1220,4

= 0,58 A

I 1=VR1

I 1=1247

=0,25 A

I 2=VR2

I 2=1256

=0,25 A

12

I 3=VR3

I 3=12

100=0,12 A

Pembahasan

Dengan menggunakan konsep hukum Ohm dapat diketahui bahwa

semakin besar hambatan maka tegangan juga semakin besar jadi tegangan

berbanding lurus dengan hambatan. Untuk kuat arus, semakin besar

tegangan maka kuat arus juga semakin besar jadi, kuat arus berbanding

lurus dengan tegangan. Dan hambatan paralel juga bisa dikaitkan dengan

hukum pertama Kirchhoff. Maka Dari perhitungan dengan menggunakan

konsep hukum pertama Kirchhoff dapat diketahui bahwa jumlah kuat arus

yang memasuki cabang sama dengan jumlah semua kuat arus yang

meninggalkan cabang

Data yang diperoleh dari hasil praktikum dan perhitungan secara

teoritik terdapat perbedaan sedikit pada tegangan sumber 3, 6, 9, 12 namun

tidak menjauhi dari konsep hukum pertama Kirchhoff dan konsep hukum

ohm. Misalnya pada hasil praktikum yang tegangan sumbernya 3,

I total=0,082 Amemiliki I 1=0,042 A , I 2=0,036 A , I 3=0,022 A , maka

dengan menggunakan konsep hukum pertama kirchoff

I total=I 1+ I 2+ I3=0,1 A dari penjelasan tersebut terdapat perbedaan dengan

selisih 0,02 . Hal ini disebabkan oleh beberapa hal yakni kesalahan dari

praktikan itu sendiri pada saat menbaca skala yang ditunjuk jarum

ampermeter maupun voltmeter, alasan lain yakni kabel penghubung yang

berfungsi untuk menghubungkan komponen dalm keadaan yang berpindah

posisi mungkin karena tersenggol oleh praktikan itu sendiri

13

7. Kesimpulan

Dari Praktikum Fisika Dasar II yang telah dilakukan mengenai

rangkaian hambatan paralel dapat disimpulkan bahwa kuat arus yang

mengalir pada suatu penghantar atau hambatan besarnya sebanding dengan

beda potensial pada ujung-ujung penghantar tetapi berbanding terbalik

dengan hambatan penghantar . Dan hambatan paralel juga bisa dikaitkan

dengan hukum pertama Kirchhoff. Maka Dari perhitungan dengan

menggunakan konsep hukum pertama Kirchhoff dapat diketahui bahwa

jumlah kuat arus yang memasuki cabang sama dengan jumlah semua kuat

arus yang meninggalkan cabang .

Untuk mengukur kuat arus listrik digunakan ampermeter yang

harus dipasang secara seri dengan hambatannya, sedangkan untuk

mengukur beda potensial listrik digunakan voltmeter yang dipasang secara

paralel.

14

lampiran

Gambar Alat Praktikum

15

lampiran

Evaluasi

1. Tiga buah hambatan masing-masing 100 ohm, 50 ohm, dan 40 ohm disusun paralel, kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan 22 volt. Tentukan kuat arus listrik terbesar dan terkecil yang mengalir pada masing-masing hambatan?Dik : R1 = 100 ohm

R2 = 50 ohm R3 = 40 ohm V = 22 volt

Dit : ITerbesar dan Iterkecil ?

Jawab :

I1 = V 1R 1 =

22100 = 0,22 A

I2 = V 2R 2 =

2250 = 0,44 A

I3 = V 3R 3 =

2240 = 0,5

ITerbesar = I3 = ITerkecil = I1

2. Perhatikan rangkaian hambatan berikut:

Tentukan beda potesial pada ujung-ujung hambatan 10 ohm?

Dik : R1 = 60 ohm

R2 = 10 ohm

R3 = 30 ohm

Dit : V10 ohm ?

Jawab :

V10 = I.R

= 2.10

= 20 Volt

16

DAFTAR PUSTAKA

Breithaupt, Jim.2009. Swaddik Fisika. Pakar Raya,Bandung

Endy,2010.Bab4Resistor.http://pakendy.weebly.com/uploads/2/4/5/6/2456272/bab4-1-resistor.pdf. Diakses pada Selasa, 30 Mei 2013 Pukul 19.30 WIB

Giancoli.D.C.2001.Fisika.Jilid 2.Edisi Kelima.Erlangga.Jakarta

Surya,Yohanes.2010.Listrik Dan Magnet. PT.Kandel.Tanggerang.

Yasmanrianto.2004.ListrikDinamik1.http://yasmanrianto.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/24264/04+Listrik+DInamik+1.pdf.Diakses pada Selasa, 30 Mei 2013 Pukul 19.30 WIB

.

17