BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Dengan semakin canggihnya kemajuan teknologi maka tingkat penguasaan
ilmu pengetahuan semakin berkembang pula untuk menciptakan manusia yang
memiliki SDM yang baik maka kita harus memberikan pendidikan, pelatihan baik
secara formal maupun non formal. Khusus pada perguruan tinggi yaitu Politeknik
Negeri Padang mendidik mahasiswanya untuk menjadi para peneliti dan pemikir,
maka dilakukanlah praktek labor listrik. Di sini setiap mahasiswa akan dididik untuk
bisa mengoperasikan alat, mesin sekaligus melakukan penganalisaan dari praktek
yang dilakukan.
Dalam praktek hukum ohm dan hukum kirchof yang mana membuktikan
kebenaran hubunngan antara tegangan, arus dan tahanan pada rangkaian dan
membuktikan hukum ohm dengan percobaan.
Dari praktek yang telah dilakukan di labor listrik dapat mengaplikasikan ilmu
yang diperoleh sebagai modal untuk dapat memasuki dunia kerja dan juga dapat
melakukan pengaplikasian dari ilmu yang di peroleh dari praktek yang dilakukan
dapat juga diaplikasikan dalam peralatan listrik yang ada di rumah, sehingga dapat
memberikan modal untuk membuka usaha jika telah tamat dari politeknik nantinya.
1
BAB II
TUJUAN PRAKTEK
2.1 Tujuan hukum ohm
Selesai melaksanakan percobaan pratikum ini diharapkan dapat :
a. Membuktikan kebenaran hukum ohm dengan percobaan.
b. Menganalisa hubungan antara tegangan dan arus listrik pada suatu tahanan
tertentu.
c. Menganalisa hubungan antara arus dan tahanan pada tegangan tertentu.
d. Menggambarkan grafik tegangan fungsi arus pada lima buah tahanan yang
berbeda.
2.2 Tujuan hukum Kirchhoff
a. Membuktikan kebenaran hukum Kirchoff dengan percobaan.
b. Menentukan harga arus yang mengalir pada suatu cabang yang lain yang
diketahui harganya.
c. Membuktikan kebenaran hukum kirchoff II dengan percobaan.
2
I1I2
I3
I4
I5
BAB III
LANDASAN TEORI
3.1 Hukum Ohm
Ohm adalah suatu satuan tahanan listrik yang sering ditulis dengan simbol Ω.
Dalam suatu rangkaian listrik, hukum ohm menyatakan hubngan antara tegangan,
arus dan tahanan yang dirumuskan sebagai berikut:
V = I . R
Maka : R = V
I
Dimana:
R = Resistansi/ tahanan (Ω)
V = Tegangan yang diberikan pada tahanan (Volt)
I = Arus yang mengalir pada resistor (Amper)
3.2 Hukum kirchhoff
Hukum kirchoff ada dua yaitu Hukum kirchoff I yang membahas tentang arus
listrik, dan Hukum Kirchoff II tentang tegangan listrik.
Hukum Kirchoff I menyatakan bahwa jumlah aljabar arus yang menuju kesatu
titik cabang adalah nol ( ∑1 = 0 ). Dalam perjanjian arus yang arahnya masuk kesuatu
titik diberi tanda positif, sedangkan yang keluar diberi tanda negatif.
I1 + I2 + I3 + I4 + I5 = 0
3
Hukum kirchoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan pada suatu
ranmgkaian tertutup adalah nol. Dalam menggunakan hukum Kirchoff II ini kita akan
diberikan tanda polaritas pada tahanan dalam arah datangnya arus.
R1
V1 R3
V3 V1 + V2 + V3 + V4 + V5 = 0
R2
Hukum Kirchoff ini dalm pemakaiannya digunakan pada analisa rangkaian listrik,
analisa rangkaian elektronika, perencanaan instalasi dan sebagainya.
4
BAB IV
ALAT YANG DI GUNAKAN
4.1 Alat Yang Digunakan :
4.1.1 Hukum Ohm
- Sumber tagangan DC : Accu 12 V
- Tahanan (Ω) / 5 watt : 47, 100, 220, 470, 680
- Voltmeter DC : 1 buah
- Papan percobaan
- Ampermeter DC : 1 buah
- Kabel penghubung
4.1.2 Hukum Kirchoof
- Sumber tegangan DC : Accu 12 V ; baterai 9 Volt
- Tahanan Ω / 5 watt : 82, 100, 150, 1 K2, 1 K8, 3 K3
- Voltmeter DC : 3 buah
- Papan percobaan
- Kabel penghubung
5
A
A
A
BAB V
LANGKAH PERCOBAAN
5.1 Langkah kerja
5.1.1 Hukum Ohm
a. Telitilah semua peralatan sebelum digunakan.
b. Buatlah rangkaian seperti gambar 5.1
Perhatian:
Setiap penggantian R, saklar
S harus di offkan.
c. lakukan pengamatan sesuai dengan gambar 6.1.1
5.1.2 Hukum Kirchoff II
a. Buat rangkaian seperti gambar berikut
R1
R2
R3
b. Lakukan pengamatan sesuai dengan tabel 6.1.2.
c. Ubahlah rangkaian diatas menjadi seperti gambar berikut:
vR
6
V1
R1 R2
R3
d. Lakukan pengamatan sesuai dengan tabel 6.1.3
e. Buatlah rangkaian seperti gambar 5.3
R1
R2
R3
f. Lakukan pengamatan sesuai dengan tabel 6.2.1 dan tabel 6.2.2
V1 V
V
A
V1
V
7
BAB VI
DATA PERCOBAAN
6.1 Data percobaan hukum ohm
6.1.1 Tabel Data Percobaan 1Tegangan V (volt)
Arus mAKeterangan
R = 47 R = 390 R = 220 R = 470 R = 6804 102 12,6 22,4 8 76 102 14,8 27 11,9 88 162 11,9 26,2 16,6 11,210 210 25 45 21 1012 29 55 23 18,5
6.1.2 Tabel Data Percobaan 2Tegangan V
(volt)Arus mA
KeteranganA1 A2 A3
4 1,3 0,9 2,56 3,4 3,25 7 R1 = 3908 4,2 3,8 8,2 R2 = 47010 6,3 5,8 12,5 R3 = 68012 7,2 5,8 13,5
6.1.3 Tabel Data Percobaan 3Tegangan V
(volt)Tegangan (volt)
KeteranganVR1 VR2 VR3
4 1 0,4 2,3 R1 = 826 1,65 0,75 3,5 R2 = 478 2 0,8 4,9 R3 = 22010 2,5 1,2 6,812 2,8 1,5 8
8
6.2 Data Percobaan hukum kirchoff
6.2.1 Tabel Data Percobaan 1Tegangan
(Volt)Tegangan (Volt)
KeteranganV1 V2 VR1 VR2 VR3
4 9 2,3 3,6 6,8 R1 = 1,2kΩ6 9 2,7 4 7,8 R2 = 1,8kΩ8 9 3,1 4,6 8,8 R3 = 3 kΩ10 9 3,6 5,8 8,712 9 4 6,2 11
6.2.2 Tabel Data Percobaan 2 Jika Polaritas V2 dibalikTegangan
(Volt)Tegangan (Volt)
KeteranganV1 V2 VR1 VR2 VR3
9 4 0,8 1,2 2,3 R1 = 1,2kΩ9 6 0,5 0,75 1,45 R2 = 1,8kΩ9 8 0,15 0,2 0,45 R3 = 3 kΩ9 10 0,2 0,4 0,99 12 0,6 2,9 1,9
9
BAB VIII
PERTANYAAN DAN TUGAS
a) Gambarkan grafik tegangan fungsi arus dari data percobaan.
b) Jelaskan hubungan antara tegangan dan arus listrik pada tahanan yang
konstan?
c) Jelaskan perbandingan antara arus listrik dan tahanan pada tegangan konstan?
d) Bandingkan hasil percobaan dengan teori.
e) Jelaskn maksud percobaan pada
a. Gambar 2.1
b. Gambar 2.2
c. Gambar 2.3
f) Sesuaikan percobaan-percobaan yang telah saudara lakukan dengan teori?
Jelaskan.
g) Mengapa ketika baterai V2 dibalik polaritasnya menyebabkan perubahannya
penunjukan tegangan pada setiap tahanan?
Jawaban:
a. Grafik hubungan antara tegangan dan arus dari data percobaan
0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16
02468101214
Tahanan 82 Ohm
Tegangan
Kuat arus (I)
Te
ga
ng
an
(V
olt
)
10
Tahanan 220
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0.02 0.04 0.06
Kuat arus ( I )
Teg
an
gan
(V
0lt
)
Tegangan
Tahanan 390 Ohm
02468101214
0 0.01 0.02 0.03 0.04
Kuat arus ( I )
Teg
ang
an (
Vo
lt)
Tegangan
Tahanan 470 Ohm
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0.01 0.02 0.03
Kuat arus ( I )
Te
ga
ng
an
(V
olt
)
Tegangan
11
b. Hubungan antara tegangan dan arus listrik pada tahanan konstan
Dapat kita lihat dari tabel hasil percobaan dan grafik diatas yang
terjadi pada tahanan R = 390 Ω dimana hubungannya tegak lurus,
semakin besar tegangan maka kuat arus yang dihasilkan juga semakin
tinggi/besar pada tahanan konstan.
c. Hubungan antara arus listrik dan tahanan pada tegangan konstan.
Semakin besar tahanan maka kuat arus yang mengalir semakin kecil
dalam tegangan konstan dapat dilihat dari tabel.
d. Berdasarkan teori dari hukum ohm dimana tahanan dipengaruhi oleh
tegangan ( V ) dan kuat arus ( I ) atau R=V
I terbukti dengan hasil
percobaan, salah satunya contoh tahanan 82 Ω. Dengan menggunakan
rumus tahanan dari hasil kuat arus 49 mA = 0,049 A yang di dapat
pada tegangan 10 Volt maka tahanan yang terjadi adalah R=V
I =
10Volt0 .049 A
=81,6Ω, hasilnya hampir mendekati tahanan yang sebenarnya
82 Ω, perbedaan ini bias disebabkan oleh alat yang tidak akurat dan
pembacaan alat ukur.
Tahanan 680 Ohm
0
2
4
6
8
10
12
14
0 0.005 0.01 0.015 0.02
Kuat arus ( I )
Te
ga
ng
an
(V
olt
)Tegangan
12
Hukum Kirchoff
e. Maksud percobaan
Percobaan Gambar 2.1, untuk membuktikan bahwa arus yang
masuk sama dengan arus yang keluar.
Percobaan Gambar2.2 menghitung tegangan pada masing-masing
tahanan dan membuktikan kebenaran Hukum kirchoff II
Percobaan gambar 2.3 menghitung tegangan pada masing-masing
tahanan dimana diberi 2 buah sumber tegangan yang berbeda pada
V1 dan V2 konstan membuktikan Hukum kirchoff II.
- Imasuk = Ikeluar Pembuktian Hukum Kirchoff I
Tegangan V (volt)
Arus mAKeterangan
A1 A2 A3
4 3,5 2 5,56 6 3,5 9,5 R1 = 2208 5,5 3 8,5 R2 = 39010 7,5 4,5 12,5 R3 = 68012 9 5 14
Dari tabel diatas dapat terlihat dimana kuat arus yang mengalir pada suatu rangkaian dengan sumber tegangan yang sama maka besaran kuat arus yang keluar juga sama
Contoh 1. I1 + I2( Imasuk ) = I3 ( I keluar ) 3,5 A + 2 A = 5,5 ADari hasil tersebut berlaku Hukum Kirchoff I bahwa “ Kuat arus yang mengalir dalam suatu titik cabang sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik cabang itu.I1 + I2 ( I masuk ) – I3 ( Ikeluar ) = 0
- Pada percobaan 2.2 dan 2.3 membuktikan kebenaran hukum Kirchoff II dimana
∑ E=∑ I . R ‘Dalam suatu rangkaian tertutup ,jumlah aljabar penurunan
potensial (∑ I .R )’
13
Contoh tabel 2.2 no.1
Tegangan V (volt)
Tegangan (volt)VR1 VR2 VR3
4 0,65 1,1 2
∑ E=∑ I . R
∑ E=¿ ¿ VR1 + VR2 + VR3
4 V = 0,65 + 1,1 + 2
Hasil pengukuran agak berbeda hal ini disebabkan oleh kesalahan
pembacaan alat ukur dan penglihatan, dengan percobaan tersebut
pernyataan Hukum Kirchoff II benar.
- Pada percobaan 2.3 a juga melakukan pembuktian hukum kirchoff II
∑ E=∑ I . R
E1 + E2 = VR1 + VR2 + VR3
Contoh tabel 2.3a no.1
Tegangan (Volt)
Tegangan (Volt)
V1 V2 VR1 VR2 VR3
4 9 0,75 9,2 3,2E1 + E2 = VR1 + VR2 + VR3
V1 + V2 = VR1 + VR2 + VR3s
4 V+ 9 V = 0,75 V + 9,2 V + 3,2 V 13V = 13,15 V
Terjadi perbedaan 0,15 V pada hasil percobaan dengan teori,hal ini bisa
disebabkan karena pembacaan alat ukur yang tidak akurat atau sambungan
rangkaian yang tidak bagus lagi. Berdasarkan hasil dari pernyatan Hukum
Kirchoff II dari hasil praktek ini terbukti.
14
g. Pada percobaan 2.3 dengan membalik keadaan polaritas atau kutup maka
penandaan arah kutup sangat penting antara positif dan negatif dalam
perhitungan hukum kirchoff II dengan ketentuan E > 0 bila loop bergerak
dari kutup negatif ke kutup positif dan E< 0 bila loop bergerak dari kutup
positif ke kutup negatif.
E1 + E2 = VR1 + VR2 + VR3
V1 + V2 = VR1 + VR2 + VR3
- 4 V + 9 V = 0,3V + 4 V + 1,2 V 5 V = 5,5 V ( terbukti )
Dengan merubah arah kutup maka aturan hukum kirchoff II harus digunakan
dengan membedakan arah positif dan negatif
15