RANGKAIAN BEBERAPA LAMPU DAN DAYANYA

(RL.4)

I. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Dapat memahami tingkat terang dan buramnya lampu dan hubungannya

dengan daya yang diterimanya.

2. Dapat menggunakan Hukum Kirchoff.

II. DASAR TEORI

Beberapa lampu dapat disusun secara seri atau paralel satu sama lain.

Rangkain listrik, dapat disusun secara seri parallel ( rangkaian gabungan )dan juga

dapat disusun secara seri dan parallel. Dalam penyusunan beberapa buah lampu,

baik disusun sesecara seri ataupun parallel dapat mempengaruhi terang dan

buramnya lampu. Selain dari rangkaian seri dan parallel, terang dan buramnya

lampu juga dipengaruhi oleh daya listrik dalam rangkaian tersebut.

Daya listrik adalah banyaknya usaha yang dihasilkan tiap detik.

Besarnyadaya listrik dapat diketahui melalui persaman:

P = V . I

Pada beberapa buah lampu yang memiliki daya listrik yg dipengaruhi oleh

arus listrik dan hambatan pada rangkaian tersebut. Dengan rumus:

P = I2 . R

Untuk memelihara arus listrik didalam sirkuit diperlukan energi. Energi

listrik dapat diubah menjadi panas, usaha mekanik, energi kimia, atau energi

cahaya. Untuk tegangan dan kuat arus yang konstan maka besarnya energi listrik

dapat diketahui melalui persamaan :

W = V .I. t

Arus listrik adalah muatan-muatan listrik statis baik positif maupun

negative yang bergerak dan disebabkan karena adanya beda potensial. Jadi arus

listrik ditimbulkan oleh muatan listrik yang berpindah atau muatan listrik yang

bergerak. Arus listrik mengalir dari potensial rendah ke potensial yang tinggi.

Menurut arah perpindahan muatan tetap, arus dibedakan menjadi 2 yaitu:

1. Arus searah/DC.

2. Arus bolak-balik/AC

Kuat arus adalah banyaknya muatan yang melalui sebuah titik tiap detiknya.

Persamaannya:

I = Q/t

Keterangan:

I = Kuat arus (Ampere)

Q = Jumlah muatan yang mengalir (Coloumb)

t = Waktu yang diperlukan (detik)

Beberapa buah lampu dapat disusun secara seri, maupun secara parallel.

Setiap lampu di karakterisasi oleh hambatan.

A. Susunan Seri

Ciri utamanya adalah tegangan dijumlahkan dan arus pada setiap R sama.

Artinya dari persamaan V=IR atau tegangan berbanding lurus dengan hambatan

jika kuat arusnya tetap.

R1 R2 R3

I1 I

Dalam rangkaian seri arus yang melalui hambatan sama besar yaitu

I1=I2=I3=I4=I

V = V1 +V2+V3

IR= IR1 +IR2+IR3

Rs= R1 +R2+R3

V

I1 R1 V1

I2 R2 V2

I3 R3 V3

B I

I A

B. Susunan Pararel

VAB

Dalam rangkaiyan sejajar (pararel) setiap tegangan sama besar yakni:

Atau secara umum dapat ditulis:

Besarnya tegangan pada R1 = besarnya tegangan pada R2 = besarnya

tegangan pada R3 = esarnya tegangan pada hambatan gabungan.

Ciri utamanya adalah beda tegangan tiap-tiap hambatan sama dan arus V1 = V2 =

V3 = VAB

Besarnya arus yang mengalir pada masing-masing hambatan R1, R2, dan

R3 adalah : i1 = ; i2 = ; i3 =

Hambatan total untuk rangkaian paralel :

dijumlahkan.

I = I1 +I2+I3

V/Rek = V/R1 +V/R2+V/R3

1/Rp =1/R1 +1/R2+1/R3

1/Rp = R +R2+R3

R1.R2.R3

Rp = R1.R2.R3

R1 +R2+R3

A. Susunan gabungan seri dan parallel

R2

R2

Keterangan : R2 dan R3 adalah rangkaian parallel.

Jadi 1/Rp = 1/R2 + 1/R3

1/Rp = R3 + R2

R2 . R3

Rp = R2 . R3

R3+R2

Rt = R1 + Rp

Dalam penyusunan beberapa buah lampu, baik disusun secara seri ataupun

parallel dapat mempengaruhi terang dan buramnya lampu. Terang dan

buramnya lampu juga dipengaruhi oleh daya listrik dengan rumus

P = W/t……………………..…….I

P = V . I…………………………II

P = I2 . R…………………...…..III

P = ( V / R ) 2 . R……..………IV

P = V2 / R …………………….V

Keterangan :

P = Daya listrik ( watt )

W = Usaha listrik ( energi )

t = Lama arus yang mengalir ( detik )

V = Tegangan listrik ( volt )

I = Kuat arus listrik ( ampere )

R = Hambatan ( ohm )

Energi listrik

Energi listrik dapat dirumuskan sebagai berikut:

W = V I t

Keterangan : W = usaha listrik ( energi )

I = Arus listrik ( ampere )

V = Tegangan listrik ( volt )

T = Lama arus yang mengalir ( detik )

Sedangkan energi listrik yang terdapat pada sebuah hambatan besarnya

dapat diketahui melalui persamaan berikut :

W = I2.R . T

Keterangan : W = usaha listrik ( energi )

I = Arus listrik ( ampere )

R = Hambatan ( ohm )

T = Lama arus yang mengalir ( detik )

Didalam rangkaian listrik juga dipengaruhi oleh hukum kirchoff. Karena

tidak semua rangkaian dapat disederhanakan dengan kombinasi susunan seri-

pararel. Utnuk menangani rangkaian rumit seperti nii kita gunakan hukum

kirchhoff yang dibuat oleh G.R. Kirchhoff. Hukum ini ada dua yang

sebenarnya merupakan penerapan yang berguna dari hukum kekekalan

muatan dan energi.

Hukum kirchoff dibagi menjadi dua yaitu :

Hukum kirchoff I :

Pada setiap titik cabang, jumlah semua arus yang memasuki

cabang harus sama dengan semua arus yang meninggalkan cabang

tersebut

∑ I masuk = ∑ I keluar

Hukum kirchoff II :

Jumlah perubahan potensial mengelilingi litasan tertutup pada

suatu rangkaian harus nol

∑ E + ∑ IR = 0

III. ALAT DAN BAHAN

1. Catu daya

2. beberapa lampu pijar

3. 1 buah multitester

4. 4 buah amperemeter

5. 2 buah saklar

6. Kabel penghubung

IV. CARA KERJA

Rangkailah peralatan separti gambar diatas!

Atur sumber tegangan < 4 volt!

a. Bila saklar S1ditutup dan S2 terbuka, amati lampu A dan B. lampu

mana yang lebih

terang…………………………………………………………...

b. Bila saklar S1 terbuka dan S2 tertutp, amati lampu C dan D. Lampu

mana yang lebih

terang…………………………………………………………...

c. Bila saklar S1 dan S2 tertutup, amati lampu A, B, C, dan D. Apa

yang anda amati……………………………………..

………………………………….

d. Pada saat saklar S1 dan S2 tertutup, ukurlah arus

Io = …………A I2 = …………….A

I3 = …………A sehingga I1 = ……………..A

5. Pada saat saklar S1 dan S2 tertutup ukurlah tegangan jepit anatara a dan b,c

dan d, e dan f : Vab =……V ; Vcd =……V ; Vef = ……V.

V. DATA PERHITUNGAN

Terlampir

VI. PERHITUNGAN

1. Daya (P) yang diterima oleh setiap lampu

I0 I1 I2 I3

0,7 A 0,12 A 0,14 A 0,2 A

0,7 A 0,13 A 0,14 A 0,2 A

0,7 A 0,14 A 0,15 A 0,2 A

0,7 A 0,15A 0,15A 0,2A

0,7 A 0,16 A 0,14 A 0,2 A

Vab Vcd Vef

0,4 V 0,2 V 0,2 V

0,4 V 0,2 V 0,2 V

0,4 V 0,2 V 0,2 V

0,4 V 0,2 V 0,2 V

0,4 V 0,2 V 0,2 V

Rumus Menghitung daya (P) :

Perhitungan PIdari Data I2 dan Vab

P = Vab . I2 P = Vab . I2 P = Vab . I2

= 0,4 . 0,12 = 0,4 . 0,13 = 0,4 . 0,14

= 0,024 W = 0,026 W = 0,028W

P = Vab. I2 P = Vab . I2

= 0,4 . 0,15 = 0,4 . 0,16

= 0.06 W = 0,064W

PII dari data I3 dan Vcd

P = Vcd . I3 P = Vcd . I3 P = Vcd . I3

= 0,2 . 0,14 = 0,2 . 0,14 = 0,2 . 0,15

= 0,028W = 0.028W = 0,03W

P = Vcd . I3 P = Vcd . I3

= 0,2 . 0,15 = 0,2 . 0,14

= 0,03W = 0,028W

PIII dari data I4 dan Vef

P = Vef . I4 P = Vef . I4 P = Vef . I4

= 0,2 . 0,2 = 0,2 . 0,2 = 0,2 . 0,2

= 0,04W = 0,04W = 0,04W

P = Vef .I4 P = Vef . I4

= 0,2 . 0,2 = 0,2 . 0,2

= 0,04W = 0,04W

Menghitung R (Hambatan)

Data I

Dari cara yang sama maka didapatkan :

Perhitungan Daya pada Lampu A :

PTot1 = 0,056 W RTot1 = 2,887 Ω

Perhitungan Daya pada Lampu B :

I1 Vab PI RA

0,12 A 0,4 V 0,048 W 3,333 Ω

0,13 A 0,4 V 0,052 W 3,077 Ω

0,14 A 0,4 V 0,056 W 2,857 Ω

0,15 A 0,4 V 0,060 W 2,667 Ω

0,16 A 0,4 V 0,064 W 2,5 Ω

I2 Vab(Vb) PII RB

0,14 A 0,4 V 0,056 W 2,857 Ω

0,14 A 0,4 V 0,056 W 2,857 Ω

0,15 A 0,4 V 0,060 W 2,667 Ω

0,15 A 0,4 V 0,060 W 2,667 Ω

0,14 A 0,4 V 0,056 W 2,857 Ω

PTot2 = 0.057 W RTot2 = 2,781 Ω

Perhitungan Daya pada Lampu C :

PTot3 = 0,040 W RTot3 = 1 Ω

Perhitungan Daya pada Lampu D :

I3 Vcd(Vc) PIII RC

0,2 A 0,2 V 0,040W 1 Ω

0,2 A 0,2 V 0,040W 1 Ω

0,2 A 0,2 V 0,040W 1 Ω

0,2A 0,2 V 0,040W 1 Ω

0,2 A 0,2 V 0,040W 1 Ω

PTot4 = 0,040 W

RTot4 = 1 Ω

I3 Vef (VD) PIV RD

0,2 A 0,2 V 0,040W 1 Ω

0,2 A 0,2 V 0,040W 1 Ω

0,2 A 0,2 V 0,040W 1 Ω

0,2A 0,2 V 0,040W 1 Ω

0,2 A 0,2 V 0,040W 1 Ω

VII. RALAT PERHITUNGAN

Ralat Daya (P)

Ralat pada lampu A :

0,4 0,4 0 0

0,4 0,4 0 0

0,4 0,4 0 0

0,4 0,4 0 0

0,4 0,4 0 0

Σ = 0

Ralat relatif =

=

= 0%

Kebenaran pratikum = 100% - 0%

= 100%

Ralat pada lampu B :

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

Σ = 0

Ralat relatif =

=

= 0%

Kebenaran pratikum = 100% - 0%

= 100%

Ralat pada lampu C :

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

Σ = 0

Ralat relatif =

= = 0%

Kebenaran pratikum = 100% - 0%

= 100%

Ralat pada lampu D :

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

0,2 0,2 0 0

Σ = 0

Ralat relatif =

= = 0%

Kebenaran pratikum = 100% - 0%

= 100%

VIII. PEMBAHASAN

Dalam praktikum yang dilakukan, setelah didapatkan data ternyata

terdapat kesalahan. Hal ini dilihat dari hasil parktikum ketika lampu A dan

lampu B diamati nyala lampunya. Kesalahan ini diakibatkan kekurang telitian

dari pengamat individu. Ketika S1 ditutup S2 terbuka jika diamati lampu A dan

lampu B seharusnya memiliki terang yang sama karena pada rangkaian A dan

B merupakan rangkaian parallel. Rangkaian parallel memiliki tegangan yang

sama dan arus dijumlahkan. Jadi tegangan antara titik A dan B mempunyai

nilai yang sama. Hal ini dapat diketahui dengan persamaan:

I = I1 + I2 + I3

V/Rt = V/R1 + V/R2 + V/R3

1/Rp = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

Pada rangkain seri antara lampu C dan lampu D yang nyalanya lebih

terang apabila S1 dibuka dan S2 tertutup maka yang nyala lampunya lebih

terang dalah lampu C karena pada rangkaian seri, arus yang mengalir pada

lampu C dan lampu D mempunyai arus yang sama sedangkan tegangan pada

rangkaian C dan D memiliki tegangan yang beda. Hal ini dapat diketahui

dengan persamaan:

V = V1 + V2 + V3+ …..+ Vn

I.R = I.R1 + I.R2 + I.R3 +……+ I.Rn

Rs = R1 + R2 + R3

Rangkaian A, B, C, D memiliki daya yang berbeda karena pada

rangkaian ini disusun seri dan parallel yang memiliki kuat arus dan beda

tegangan. Daya mempengaruhi terang dan redupnya lampu. Daya

berhubungan dengan kuat arus, hambatan dan tegangan yang ada pada setiap

titik.

Daya berbanding lurus dengan kuat arus dan berbanding terbalik dengan

hambatan.

P = I2 . R

P = V . I

P = V2 . R

Semua hal ini berhubungan dengan hokum kirchoff I berbunyi “

Kuat arus yang masuk pada kawat titik cabang sama dengan kuat arus yang

keluar pada titik cabang atau secara matematis.

∑ I masuk = ∑ I keluar

Pada hukum kirchoff ∑I yang masuk sama dengan ∑I yang keluar.

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan diperoleh data bahwa I0 = I1+I2+I3

dan hasil tegangan pada titik ABCDEF memiliki nilai yang berbeda-beda dan

juga memiliki nilai yang sama apabila dilihat kembali rangkaian yang

memiliki tersebut.

IX. KESIMPULAN

1. Daya listrik adalah banyaknya usaha yang dihasilkan tiap detik.

P = V . I

P = I2 . R

P = V2 /R

2. Pada daya berlaku rumus:

V = V1 + V2 + V3 ……..Vn

IR= IR1 + IR2 + IR3 ………..IRn

Rs= R1 + R2 + R3 ………Rn

3. Pada susunan seri tegangan dijumlahkan dan arus pada setiap R sama.

4. Pada susunan paralel beda tegangan tiap-tiap hambatan sama dan arus

dijumlahkan.

I = I1 + I2 + I3 …… In

V/Rt = V/R1 + V/R2 + V/ R3 ……..V/Rn

1/Rp = 1/R1 +1/R2 +1/R3 ………1/Rn

5. Beberapa buah lampu yang disusun seri dan parallel memiliki tingkat

terang dan redup yang berbeda-beda, karena daya mempengaruhi tingkat

terang dan buramnya lampu, sehingga lampu yang lebih terang adalah

lampu yang disusun secara parallel.

6. Pada perhitungan rangkaian listrik seri dan parallel berhubungan dengan

hukum kirchoff.

Hukum kirchoff I

“ Pada setiap titik cabang,jumlah semua arus yang memasuki cabang

harus sama dengan semua arus yang meninggalkan cabang tersebut”

∑I masuk = ∑I keluar

hukum kirchoff II

“ Jumlah perubahan potensial mengelilingi lintasan tertutup pada

suatu rangkaian harus nol”

∑E + ∑IR = 0

X. DAFTAR PUSTAKA

1. Jamal Abdul dan Tamrin BA. 1999. Pintar Fisika. Surabaya: Gita Media

Press.

2. Satriya Wibawa M.Si. Drs. I Made. 2007. Penuntun Praktikum Fisika

Dasar II. Jurusan Fisika, Fakultas MIPA.Universitas Udayana : Bali.

3. Tim Penyusun. 2001. PR Fisika. Jakarta: Intan Pariwara.

4. Tim Penyusun Fisika. 1996. Konsep-konsep Fisika SMU. Jakarta: Intan

Pariwara.

LAPORAN PENDAHULUAN LAPORAN PENDAHULUAN

PRAKTIKUM FISIKA DASAR IIPRAKTIKUM FISIKA DASAR II

RANGKAIAN BEBERAPA LAMPU DAN DAYANYARANGKAIAN BEBERAPA LAMPU DAN DAYANYA

(RL.4)(RL.4)

NamaNama : : I Gusti Agung Manik MeythariniI Gusti Agung Manik Meytharini

NIMNIM : 0611205012: 0611205012

KelompokKelompok : VI (enam): VI (enam)

TanggalTanggal : 26 April 2007: 26 April 2007

Dosen pengajarDosen pengajar : Ir. Wayan Tengah: Ir. Wayan Tengah

Pengawas/PembimbingPengawas/Pembimbing : Luh putu Sarasmitha: Luh putu Sarasmitha

Putu Rista LestariPutu Rista Lestari

JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA

2007