RANGKAIAN BEBERAPA LAMPU DAN DAYANYA (RL.4)

I. TUJUAN 1. Dapat memahami tingkat terang dan redupnya lampu dan hubungannya dengan daya yang diterima. 2. Dapat memahami dan menerapkan Hukum Kirchoff.

II. DASAR TEORI 2.1 Hukum Kirchoff Seorang ahli fisika asal jerman bernama Gustav Robert Kirchoff pada tahun 1862 menemukan cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian bercabang yang kemudian dikenal dengan Hukum Kirchoff. Hukum kirchoff ini menerangkan tentang arus listrik dan tegangan. Hukum kirchoff dibagi menjadi 2 macam yaitu : hukum kirchoff I, dan hukum kirchoff II. 2.1.1 Hukum Kirchoff I Hukum I Kirchoff merupakan hukum kekekalan muatan listrik yang menyatakan bahwa jumlah muatan listrik yang ada pada sebuah sistem tertutup adalah tetap. Dimana Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan. Secara matematis dapat ditulis :I masuk I keluar

atau I

masuk

I

keluar

(2.1)

Gambar 2.1 Rangkaian Bercabang 2.1.2 Hukum Kirchoff I Hukum Kirchoff 2 dipakai untuk menentukan kuat arus yang mengalir pada rangkaian bercabang dalam keadaan tertutup (saklar dalam keadaan 1

tertutup).

Gambar 2.2 Rangkaian bercabang dalam keadaan tertutup Hukum Kirchoff 2 berbunyi : Dalam rangkaian tertutup, Jumlah aljabar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol. Maksud dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol adalah tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut, atau dalam arti semua energi listrik bisa digunakan atau diserap. Secara matematis, hukum kedua Kirchoff dapat dinyatakan dengan persamaan:

V 0diserap oleh daya, dinyatakan dengan :W qV

(2.2)

Dalam rangkaian listrik terdapat suatu energi listrik dimana energi tersebut

(2.3)

Dimana muatan listrik (q) = I .t dan beda potensial (V) = I .R ,maka persamaan diatas dapat dinyatakan :W V .I .t

W I 2 Rt W V 2 Rt

(2.4)

Daya listrik sering didefinisikan sebagai energi per satuan waktu. Secara matematis dapat dinyatakan dengan:P W t

(2.5)

Sesuai dengan persamaan maka daya listrik juga dapat dihitung dengan cara:P VI I 2 R V2

R

(2.6)

Keterangan: W V = energi listrik (J) = tegangan (V) 2

I R t P

= arus (A) = hambatan (ohm) = waktu (s) = daya (watt)

III. ALAT DAN BAHAN 1. 2. 3. 4. 5. 6. Catu daya Beberapa buah lampu pijar 1 buah multimeter 4 buah amperemeter 2 buah saklar Kabel penghubung

IV. PROSEDUR PERCOBAAN

Gambar 4.1 Rangkaian Percobaan

V. HASIL PENGAMATAN Saklar 1 (S1) Ditutup Dibuka Ditutup Saklar 1 (S2) Dibuka Ditutup Ditutup Lampu A dan B C dan D A,B,C dan D Hasil Hidup (lampu A lebih terang dari lampu B) Hidup (lampu D lebih terang dari lampu C) Hidup (lampu A paling terang, lampu D paling redup)

Bila saklar S1 dan S2 tertutup, maka didapat nilai kuat arus (I) : No 1 2 3 I0(A) 1,3 1,3 1,3 I1(A) 0,1 0,1 0,1 I2(A) 1,6 1,6 1,6 I3(A) 0,2 0,2 0,2 3

Bila saklar S1 dan S2 tertutup, maka tegangan jepit (V): No 1 2 3 Vab 2,6 2,6 2,6 Vcd 1,2 1,2 1,2 Vef 2,6 2,6 2,6

VI. PERHITUNGAN Daya pada lampu A (Pa) Diketahui : I1 Vab Ditanya Jawab : Pa : Pa Pa = 0,1 A = 2,6 Volt = .......watt = I1 x Vab = 0,1 x 2,6 = 0,26 watt

Dengan cara yang sama diperoleh: Percobaan ke1 2 3 Arus lampu A (I1) Ampere 0,1 0,1 0,1 Tegangan lampu A (Vab) 2,6 2,6 2,6 Daya pada lampu A (Pa) 0,26 0,26 0,26

Daya pada lampu B (Pb) Diketahui : I2 Vab Ditanya Jawab : Pb : Pb Pb = 1,6 A = 2,6 Volt = .......watt = I2 x Vab = 1,6 x 2,6 = 4,16 watt

Dengan cara yang sama diperoleh: Percobaan ke1 2 3 Arus lampu B (I2) Ampere 1,6 1,6 1,6 Tegangan lampu B (Vab) 2,6 2,6 2,6 Daya pada lampu B (Pb) 4,16 4,16 4,16

4

Daya pada lampu C (Pc) Diketahui : I3 Vcd Ditanya Jawab : Pc : Pc Pc = 0,2 A = 1,2 Volt = .......watt = I3 x Vcd = 0,2 x 1,2 = 0,24 watt

Dengan cara yang sama diperoleh: Percobaan ke1 2 3 Arus lampu C (I3) Ampere 0,2 0,2 0,2 Tegangan lampu C (Vcd) 1,2 1,2 1,2 Daya pada lampu C (Pc) 0,24 0,24 0,24

Daya pada lampu D (Pd) Diketahui : I3 Vef Ditanya Jawab : Pd : Pd Pd = 0,2 A = 2,6 Volt = .......watt = I3 x Vef = 0,2 x 2,6 = 0,52 watt

Dengan cara yang sama diperoleh: Percobaan ke1 2 3 Arus lampu D (I3) Ampere 0,2 0,2 0,2 Tegangan lampu D (Vef) 2,6 2,6 2,6 Daya pada lampu C (Pd) 0,52 0,52 0,52

VII. RALAT KERAGUAN 1. Lampu A Arus (I) I 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0 0 0 0 ( 0 0 0 0 )

5

0,1 ( ( ( (

0,1 ) )

) )

0

0 0

Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% Tegangan (V) V 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 ( ( ( ( Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% Daya (P) ( ( )( ( ( ) Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% )( ) ) ) ) ) ) 0 0 0 0 0 ( 0 0 0 0 0 0 )

)

6

2. Lampu B Arus (I) I 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 1,6 ) ( ( ( ( Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% Tegangan (V) V 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 ) ( ( ( ( Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% Daya (P) ( ( )( )( ) ) ) ) ) 0 0 0 0 0 ( 0 0 0 0 0 0 ) ) ) ) 0 0 0 0 0 ( ) 0 0 0 0 0 0

7

( ( )

)

Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% 3. Lampu C Arus (I) I 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 ) ( ( ( ( Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% Tegangan (V) V 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 ) ( ( ( ( ) ) ) 0 0 0 0 0 ( 0 0 0 0 0 0 ) ) ) ) 0 0 0 0 0 ( 0 0 0 0 0 0 )

8

Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% Daya (P) ( ( )( ( ( ) Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% 4. Lampu D Arus (I) I 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 ( ( ( ( Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% Tegangan (V) V 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 2,6 0 0 0 0 0 ( 0 0 0 0 0 ) ) ) ) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0 0 0 0 0 ( 0 0 0 0 0 0 )

)( )

)

)

)

9

( ( ( ( ) )

) )

0

Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% Daya (P) ( ( )( ( ( ) Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100% VIII. PEMBAHASAN Hukum kirchoff merupakan hukum yang menerangkan tentang arus listrik dan tegangan. Penerapan Hukum Kirchoff kali ini yaitu pada percobaan rangkaian lampu dan dayanya. Dimana percobaan rangkaian lampu dan dayanya bertujuan agar dapat memahami tingkat terang dan redupnya lampu dan hubungannya dengan daya yang diterima serta dapat memahami dan menerapkan Hukum Kirchoff. Percobaan ini memerlukan catu daya, beberapa lampu pijar, multimeter, amperemeter yang berfungsi untuk mengukur arus listrik, saklar, dan yang terpenting yaitu kabel penghubung. Percobaan Rangkaian beberapa lampu dan dayanya dibagi menjadi 2 bagian yaitu untuk rangkaian seri dan rangkaian paralel. Pada percobaan ini, nilai dari arus dan tegangan dapat ditentukan. Percobaan pertama yaitu menentukan arus I0,I1,I2,dan I3. Sebelum menentukan arus, rangkaian disusun berdasarkan gambar, dimana lampu pijar A dan B disusun paralel, sedangka lampu pijar C dan D disusun seri. Besar I0 yang diperoleh berdasarkan praktikum adalah 1,3 A, untuk I1 diperoleh )( ) ) )

10

sebesar 0,1 A, dan untuk I2 diperoleh yaitu 1,6 A sedangkan I3 diperoleh sebesar 0,2 A. Setelah menentukan arus, percobaan selanjutnya yaitu menentukan tegangan pada lampu. Tegangan Vab dan Vef yang diperoleh memiliki nilai yang sama yaitu 2,6 V, sedangkan tegangan Vcd diperoleh sebesar 1,2 V. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, daya yang digunakan dapat dihitung dengan menggunakan rumus P=I.V, dimana satuan dari daya adalah watt. Untuk lampu A diperoleh daya sebesar 0,26 watt, lampu B memiliki daya sebesar 4,16 watt, lampu C memiliki daya sebesar 0,24 watt, dan lampu D memiliki daya sebesar 0,52 watt. Berdasarkan hasil perhitungan daya, lampu B paling terang karena memiliki daya yang paling besar diantara lampu yang lainnya. Selanjutnya adalah lampu B, kemudian lampu A dan yang paling redup adalah lampu D, karena memiliki daya yang paling kecil. Sehingga nilai P pada masing-masing lampu yaitu C lampu C. 6. Daya listrik pada lampu A adalah 0,26 Watt. Sedangkan pada lampu B, daya listriknya sebesar 4,16 Watt, lampu C sebesar 0,24 Watt, dan pada lampu D, daya listriknya sebesar 0,52 Watt. 7. Hukum Kirchoff I yaitu I0 = I1 + I2 + I3 tidak dapat dibuktikan pada percobaan ini, karena hasil yang didapat yaitu I0 I1 + I2 + I3. Demikian halnya dengan Hukum Kirchoff II yaitu V = Vab = Vcd+Vef, tidak dapat dibuktikan karena hasil yang diperoleh yaitu Vab Vcd+Vef. Perbedaan hasil yang diperoleh dengan konsep yang terdapat pada literatur dapat terjadi karena kesalahan dalam pembacaan skala tegangan.

12