laporan Fisika II Hukum Ohm
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
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. Sedangkan tegangan adalah
beda potensial yang ada di antara titik rangkaian listrik
tersebut. Untuk menemukan hubungan di antara istilah-istilah yang
ada dalam sebuah rangkaian listrik diperlukan sebuah praktikum
yang dapat membuktikannya.
Dengan melakukan praktikum yang berjudul Hukum Ohm ini kita
dapat mengetahui dan mempelajari hubungan antara tegangan dan
kuat arus pada suatu rangkaian dan dapat digunakan untuk
mengetahui sebuah hambatan listrik tanpa harus menggunakan alat
yang dinamakan ohmmeter.. Selain itu materi tentang hukum ohm ini
sangat berguna khususnya yang mendalami kelistrikan. Karena
dengan adanya hukum ohm kita dapat mengerti tentang kelistrikan.
Untuk itu kita harus mempelajari lebih dalam tentang Hukum Ohm
dengan cara mempraktekkannya dalam percobaan ini.
1.2 Rumusan MasalahBagaimana hubungan antara tegangan dan kuat arus yang mengalir
dalam sebuah rangkaian?
1.3 Tujuan
Mempelajari hubungan antara tegangan dan kuat arus yang mengalir
dalam sebuah rangkaian
1.4 Definisi Istilah
Tegangan : perbedaan potensi listrik antara dua titik
dalam rangkaian listrik.
Dielektrik : suatu bahan yang memiliki daya hantar arus
yang sangat kecil atau bahkan hampir tidak ada
Polarisasi : suatu peristiwa perubahan arah getar
gelombang pada cahaya yang acak menjadi satu arah getar;
Konduktor : adalah bahan yang di dalamnya banyak terdapat
elektron bebas mudah untuk bergerak.
Semi-konduktor : (setengah penghantar) adalah suatu
bahan yang tidak layak disebut sebagai penghantar, juga tidak
layak disebut sebagai bukan penghantar (Isolator).
Arus listrik : banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap
satuan waktu
Resistor : rangkaian elektronika yang berfungsi
sebagai penghambat arus dan tegangan
Resistansi : hambatan (perbandingan antara tegangan
listrik dari suatu komponen elektronik dengan arus listrik yang
melewatinya.
1.5 Hipotesis
Ada hubungan antara tegangan dan kuat arus listrik, di mana
tegangan sebanding dengan kuat arus.
1.6 Tinjauan Pustaka
Hukum OhmKetika suatu medan listrik diberikan kepada sebuah dielektrik,
akan terjadi polarisasi terhadap dielektrik tersebut. Tetapi jika
medan tersebut diberikan ke daerah yang mempunyai muatan bebas,
muatan tersebut akan bergerak dan timbul suatu arus listrik
sebagai ganti polarisasi medium tersebut.
Ketika muatan bebas ditunjukkan dalam sebuah benda seperti
electron-elektron dalam suatu logam, yang gerakannya merintangi
interaksinya terhadap ion-ion positif sehingga membentuk lattice
Kristal logam. Ketika tidak terdapat medan listrik eksternal ,
electron-elektron tersebut bergerak ke segala arah dan tidak ada
transportasi muatan netto atau arus listrik. Tetapi jika
digunakan sebuah medan listrik eksternal,terjadi aliran gerakan
dari gerakan electron sembarang sehingga terjadi arus listrik.
Tampaknya alamiah untuk menganggap bahwa kekuatan dari arus
tersebut sesuai dengan intensitas medan listrik, dan bahwa
persesuaian ini merupakan konsekuensi langsung dari struktur
internal logamnya.
Untuk membuktikan hubungan ini, dapat ditinjau dengan hukum
Ohm, yang menyatakan bahwa untuk suatu konduktor logam pada suhu konstan,
perbandingan antara perbedaan potensial V antara dua titik dari konduktor dengan∆
arus listrik I yang melalui konduktor tersebut adalah konstan. Konstan ini
disebut tahanan listrik (hambatan) R dari konduktor antara dua
titik. Jadi hukum Ohm bisa dinyatakan sebagai :
= R atau I=
V merupakan beda tegangan (beda potenssial), I adalah
arus yang lewat pada penghantar dan R hambatan
dari penghantar. Persamaan (1) menunjukkan bahwa
Hukum Ohm berlaku jika hubungan antara V dan I adalah
linier.
Hukum ini diformulasikan oleh ahli fisika Jerman, George Ohm
(1787-1854), ternyata berlaku dengan ketelitian yang
mencengangkan terhadap konduktor pada cakupan harga ∆V, I dan
suhu yang luas . Prinsip Ohm ini adalah besarnya arus listrik
yang mengalir melalui sebuah penghantar metal pada rangkain, Ohm
menentukan sebuah persamaan yang simple menjelaskan hubungan
antara tegangan, arus dan hambatan yang saling hubungan. Tetapi
beberapa zat terutama semi-konduktor , tidak mengikuti hukum Ohm.
Sebuah grafik menunjukkan hubungan antara V dan I yang diberikan
hukum Ohm menghasilkan garis lurus sebagaimana ditunjukkan gambar
ini.
I
.
.
. ‘
∆V
Dari persamaan yang di atas, kelihatan sekali bahwa R (hambatan)
dinyatakan dalam satuan SI sebagai Volt/ampere atau m2kg s-1C-2 dan
disebut Ohm (Ω). Jadi satu Ohm adalah tahanan suatu konduktor
yang dilewati arus satu ampere ketika perbedaan potensialnya
dijaga satu volt di ujung-ujung konduktor tersebut. Arus
dinyatakan dengan Ampere, bersimbol I. Tegangan dinyatakan
dengan volt, bersimbol V atau E (Alonso, 1979:76-77).
Hukum Ohm menggambarkan bagaimana arus, tegangan, dan
tahanan berhubungan. Hukum Ohm dapat diterapkan dalam rangkaian
tahanan seri. Yang dimaksud dengan rangkaian tahanan seri adalah
tahanan dihubungkan ujung ke ujung atau dalam suatu rantai.
Untuk mencari arus yang mengalir pada rangkaian seri dengan
tahanan lebih dari satu , diperlukan jumlah total nilai tahanan-
tahanan tersebut. Hal ini dapat dimengerti karena setiap tahanan
yang ada pada rangkaian seri akan memberikan hambatan bagi arus
untuk mengalir (Hayt, 1991 )
Komponen Ohm dan Non-Ohm
Secara tegas, hukum ohm hanya berlaku untuk resistor karena
pada resistor I adalah sebanding dengan V untuk seluruh nilai I
dan V. Komponen yang memenuhi hukum kesebandingan I dan V disebut
komponen ohmic, yang dicirikan oleh grafik I– V berbentuk garis
lurus condong ke atas melalui titik asal. Dalam banyak komponen,
hambatan yang didefinisikan oleh V = I.R tidaklah konstan tetapi
bergantung pada nilai-nilai V dan I. komponen-komponen seperti
ini sebut komponen non-ohmic grafik I terdapat V untuk komponen-
komponen seperti ini tidak linier.
Besarnya hambatan suatu penghantar ditentukan oleh
panjang (I), penampang (A) dan hambatan jenis (P)
penghantar secara matematis hubangan tesebut ditulis sebagai
berikut :
Penampang kawat umumnya berbentuk lingkaran, sehingga luas
penampang.
Dengan r adalah jari-jari kawat dan D adalah diameter kawat
keterangan :
R : hambatan penghantar (ohm)
: Hambatan jenis penghantar (ohm mm2/m atau ohm m)
P : panjang penghantar (m)
A : luas panjang (m2)
Hambatan jenis suatu bahan adalah hambatan suatu bahan yang
panjang 1 m dan luas penampangnya 1 m2. misalnya hambatan jenis
baja adalah 1,5 x 10-7 ohm m. Artinya kawat baja dengan panjang 1
m dan luas penampang 1 m2 mempunyai hambatan 0,15 ohm. Nilai
hambatan jenis suatu penghantar bergantung pada jenis penghantar
dan suhu. Penghantar logam hambatan jenisnya akan jika suhunya
bertambah maka disesuaikan dengan perbesaran berikut :
Keterangan :
Pt : Hambatan jenis akhir
P : Hambatan jenis awal
: koefisien suhu hambatan jenis
: perubahan suhu
Pada umumnya hambatan kawat juga akan naik jika suhunya bertambah
dalam suatu batas perubahah suhu tertentu, perubahan fraksi
hambatan dibandingkan dengan perubaha suhu ( ) sehingga
:
Oleh karena hambatan penghantar sebanding dengan hambatan
jenis, maka didapat persamaan berikut :
(http://www.scribd.com/doc/)
Susunan Seri dan Paralel
Hambatan listrik suatu penghantar dapat disusun secara seri
atau paralel. Dan dapat pula disusun dengan cara gabungan antara
susunan seri dan paralel.
A. Susunan Seri
Hambatan pengganti dari n hambatan listrik yang disusun secara
seri dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
R5 = R1 + R2 + R3 + .. Rn
B. Susunan Paralel
Hambatan penganti dua komponen R1 dan R2 yang disusun secara
paralel dapat dihitung lebih cepat dengan persamaan khusus, yaitu
:
Secara umum untuk komponen-komponen yang disusun paralel,
kebalikan atau pengganti paralel sama dengan jumlah dari kebaikan
tiap-tiap hambtan.
Penyerapan Daya
Beberapa kemasan resistor yang berbeda serta symbol rangkaian
yang paling umum digunakan untuk menggambarkan sebuah resistor.
Perkalian antara v dan i akan menghasilkan daya yang diserap oleh
resistor. Jadi, v dan i dipilih untuk memenuhi kesepakatan tanda
pasif. Daya yang diserap secara fisika akan muncul sebagai panas
dan atau cahaya dan selalu berharga positif. Resistor (positif)
merupakan elemen pasif yang tidak dapat mengirimkan atau
menyimpan daya. Ungkapan lain untuk menunjukkan besarnya daya
yang diserap adalah.
P= vi =i2 R = v2/R
P : daya (watt)
V : tegangan (volt)
I : arus (ampere)
Contoh resistor
Konduktansi
Untuk resistor linear, rasio antara arus dan tegangan
merupakan sebuah bilangan konstan yaitu,
= Di mana G disebut sebagai konduktansi. Satuan SI nya adalah
Siemens (S).
Resistansi dapat digunakan sebagai dasar untuk
mendefinisikan dua istilah umum yaitu hubung singkat dan hubung
terbuka. Kita definisikan hubung singkat sebagai resistansi nol
ohm, sehingga karena v= i R maka tegangan hubung singkat haruslah
sama dengan nol meskipun arusnya bernilai berapapun.sedangkan
hubung terbuka sebagai resistansi tak berhingga sehingga
berdasarkan hukum ohm arusnya haruslah sama dengan nol tanpa
mempertimbangkan berapapun besarnya tegangan hubung terbuka
(Durbin, 2005 : 22-26).
BAB II
METODOLOGI2.1 Alat dan Bahan
Nama Alat/Bahan Juml
ah
Nama Alat/Bahan Juml
ahMeter Dasar
90/Basicmeter
2 Potensiometer 50
kΩ
1
Kabel Penghubung
Merah
3 Saklar 1 tutup 1
Kabel Penghubung
Hitam
3 Jembatan
Penghubung
1
Hambatan tetap 100
Ω
1 Catu Daya 1
Papan Rangkaian 1
2.2 Langkah Kerja
Persiapan Percobaan
a. Buat rangkaian
b. Hubungkan cattu daya ke sumber tegangan (alat masih dalam
keadaan mati). Pilih tegangan keluaran pada posisi 3 volt DC
c. Hubungkan rangkaian ke catu daya (gunakan kabel penghubung)
Langkah Percobaan
a. Hidupkan catu daya kemudian tutup saklar S
b. Atur potensiometer sehingga voltmeter menunjukkan tegangan
sekitar 2 volt, kemudian baca kuat arus yang mengalir pada
amperemeter dan catat hasilnya ke dalam table pada hasil
pengamatan
c. Atur lagi potensiometer sehingga voltmeter menunjukkan
tegangan sedikit lebih tinggi dari 2 voolt, baca kuat arus pada
amperemeter dan catat hasilnya ke dalam table hasil pengamatan
d. Ulangi langkah c dengan tegangan potensiometer yang berbeda,
kemudian catat hasilnya ke dalam table pada hasil pengamatan
2.3 Gambar Percobaan Gambar alat
BAB III
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Data
No Tegangan sumber (v)
Tegangan (10 volt)
Kuat arus (100 mA)
123
3 volt6 volt
9 volt
2,4 volt5.2 volt7.4 volt
6 mA = 6 x 10-3 A16 mA = 16 x 10-3 A22 mA = 22 x 10-3 A
400Ω325Ω330Ω
3.2. Perhitungan
a. Dik: v = 3 volt
I = 6 MA = 6X10-3 A
Dit: R...?
Jawab: V = I.R
R = V/ I
R= 2,4 Volt/ 6x10-3 A
R= 400 Ω
a. Dik: v = 5,2 volt
I = 16 MA = 16X10-3 A
Dit: R...?
Jawab: V = I.R
R = V/ I = 5,2
16x10-3
=325 Ω
Dik: v = 7,4 volt
I = 22 MA = 22X10-3 A
Dit: R...?
Jawab: V = I.R
R = V/ I
R= 7,4 Volt
22x10-3 A
R= 330 Ω
3.3 Pembahasan
Percobaan Hukum Ohm ini bertujuan mempelajari hubungan
antara tegangan dan kuat arus yang mengalir dalam sebuah
rangkaian. Pratikum ini menggunakan beberapa alat yaitu
basicmeter, kabel penghubung merah dan hitam, papan rangkaian,
jembatan penghubung, saklar satu kutub, kapsitor, dan catu daya.
Untuk sementara tegangan dan beda potensial dianggap sama walau
sebenarnya kedua secara konsep berbeda. Secara matematika di
tuliskan I ∞ V atau V ∞ I, Untuk menghilangkan kesebandingan ini
maka perlu ditambahkan sebuah konstanta yang kemudian di kenal
dengan Hambatan (R) sehingga persamaannya menjadi V = I.R. Dimana
V adalah tegangan (volt), I adalah kuat arus (A) dan R adalah
hambatan (Ohm). Selain itu perbandingan antara tegangan dengan
kuat arus merupakan suatu bilangan konstan yang disebut hambatan
listrik. Secara matematika di tuliskan V/I = R atau dituliskan V
= I.R.
Ketika catudaya dihubungkan ke rangkaian melalui kabel
penghubung lalu dihidupkan, maka didapatkan nilai kuat arus dan
tegangan. Besarnya tegangan dan kuat arus dapat dilihat dari
angka yang ditunjukkan oleh Voltmeter dan Amperemeter. Dimana
ampermeter di rangki secara seri dan voltmeter dirangkai secara
paralel.
Hukum ohm menyatakan bahwa untuk suatu konduktor logam pada
suhu konstan, perbandingan antara perbedaan antara perbedaan
potensial ∆V antara dua titik dari konduktor dengan arus listrik
I yang melaui konduktor tersebut adalah konstan. Konstan ini
disebut tahanan listrik R dari konduktor antara dua titik.
Pada pratikum ini, hipotesis saya adalah hubungan antara
tegangan dan kuat arus yang mengalir dalam sebuah rangkaian yaitu
kuat arus sebanding dengan besar tegangan atau dituliskan
I῀ V
atau dapat dituliskan hubungan kuat arus dan tegangan yaitu
R=
Dari persamaan kelihatan bahwa R dinyatakan dalam satuan
SI sebagai volt ampere atau m2 kg s-1 C-2 , dan disebut ohm (Ω).
Jadi satu ohm adalah tahanan suatu konduktor yang dilewati arus
satu ampere ketika perbedaan potensialnya dijaga satu volt
diujung-ujung konduktor tersebut
Hukum ohm semulanya terdiri atas dua bagian. Bagian pertama
tidak lain ialah definisi hambatan, yakni V=IR. Sering hubungan
ini dinamai hokum ohm. Akan tetapi, Ohm juga menyatakan, bahwa R
adalah suatu konstanta yang tidak bergantung pada V maupun I.
Bagian kedua hokum ini tidak seluruhnya benar.
Hubungan V=IR dapat diterapkan pada resistor apa saja,
dimana V adalah beda potensial antara kedua ujung hambatan, dan
I adalah arus yang mengalir di dalamnya, sedangkan R adalah
hambatan (resistansi) resistor tersebut
Pada pratikum ini, tegangan sumber yang kami gunakan adalah
3,6,9 volt.Tegangan dan kuat arus yang dihasilkan adalah :
Tegangan sumber 3 volt
Dengan tegangan sumber 3 volt, tegangan
yang diperoleh sebesar 2,8 volt, dan kuat arus yang diperoleh
adalah 16 A. Dengan menggunkan rumus : R = V/I, maka hambatan (R)
yang diperoleh adalah 0,175 Ω.
Tegangan sumber 6 volt
Dengan tegangan sumber 6 volt, tegangan
yang diperoleh sebesar 4,8 volt, dan kuat arus yang didapat 32 A.
Sehingga hambatan yang diperoleh adalah 0,17 Ω.
Tegangan sumber 9 volt
Tegangan yang diperoleh adalah 8 volt,
dan kuat arus yang diperoleh 46 A. Sehingga hambatan yang
diperoleh adalah 0,17 Ω.
Dari hasil perhitungan diatas, maka dapat
disimpulkan bahwa besar arus yang mengalir berbanding lurus
dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan dengan hambatan.
Tapi pada grafik memang terlihat ada yang
kurang tepat, mungkin pada saat pratikum terjadi kesalahan.
Disini saya tidak memakai ralat karena
saat pratikum kami tidak melakukan 3 kali percobaan. Jadi tidak
diketahui berapa nilai persentase keseksamaannya.
Pada prinsipnya perbandingan antara tegangan dengan kuat
arus yang disebut hambatan listrik merupakan bilangan konstan.
Pada hasil perhitungan hambatan listrik yang didapat nilainya
mendekati konstan atau mendekati sama. Hal ini terjadi
kemungkinan adanya hambatan alat yang yang terdapat didalam alat.
Sehingga hasil yang didapat pada pengukuran maupun perhitungannya
nilainya mendekati sama.
Pada pratikum ini, hipotesis yang dibuat terbukti, yaitu ada
hubungan antara beda potensial dengan kuat arus dimana berbanding
lurus.
BAB IVPENUTUP
4.1 Kesimpulan1. tegangan (V) sebanding dengan kuat arus listrik (I) di mana
semakin besar tegangan (V) maka semakin besar pula kuat arus (I)
yang dihasilkan
2. Hukum Ohm adalah Perbandingan antara perbedaan potensial ∆ V
antara dua titik dari konduktor dengan arus listrik I yang
melalui konduktor tersebut adalah konstan. Konstan ini disebut
tahanan listrik (hambatan) R
3. Berdasarkan grafik diperoleh bahwa kuat arus (I) sebanding
tegangan (V) dimana grafiknya garis lurus condong ke
atas,sehingga hipotesis terbukti benar.
4.2 Saran
1. Hendaknya praktikan lebih menguasai langkah-langkah percobaan
dan materi yang diberi
2. Hendaknya praktikan tidak tergesa-gesa dalam mengambil/
memperoleh data saat praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
Alonso,dkk. 1979. Dasar-dasar Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga
Durbin,dkk. 2005. Rangkaian Listrik. Jakarta: Erlangga
Hayt, Wiliam.1991. Rangkaian Listrik edisi keenam Jilid 1. Jakarta :
Erlangga
http://www.scribd.com/doc/87526195
DAFTAR PUSTAKA
Bueche,Frederick J.2006.Schaum Outline of Theory and Problems of College Physic.Jakarta:Erlangga.Purwandari,Endhah.2013.Petunjuk Praktikum Fisika Dasar.Jember:Universitas Jember.Sutrisno.1984.Seri Fisika Dasar.Bandung:ITB.Soedjojo,Peter.1986.Azas-Azas Ilmu Fisika.Jogjakarta:Universitas Gadjah Mada.Zemansky,Sears.1988.Fisika Dasar untuk Universitas.Jakarta:Bina Cipta.
DAFTAR PUSTAKA
Alonso, dkk. 1979. Dasar-dasar fisika universitas. Jakarta: Erlangga
Durbin, dkk. 2005. Rangkaian listrik. Jakarta: Erlangga
Rusdianto, eduard. 1999. Penerapan konsep dasar listrik dan elektronika.
Yogyakarta: kanisius
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR 2MULTIMETER DAN HUKUM OHM
Disusun oleh :1. Aini Yunanda (062113032)2. Yuspiter Ndruru (062113034)3. Indah Melyta Sari (062113006)
KELOMPOK KELAS ATANGGAL PRAKTIKUM
3 MEI 2014ASISTEN PRAKTIKUM
1. Dra. Tri Rahma, M.Si.2. Rissa Ratimanjari, S.Si.
LABORATORIUM FISIKAPROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS PAKUAN
BOGOR
2014
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT. Yang sudah memeberikan
rahmat dan karunia- NYA, kita masih diberikan banyak nikmat
terutama nikmat iman dan islam serta nikmat sehat hingga kini
kita rasakan sehingga kita masih bisa beraktivitas seperti biasa.
Sholawat serta salam semoga tercurahkan kepada uswatun hasanah
kita yakni Nabi Muhammmad SAW. Beserta keluaraga , sahabat dan
kita selaku umatnya hingga yaumil Qiyamah. Laporan ini membahas
tentang Multimeter dan Hukum Ohm.
Terima kasih kami ucapkan kepada ibu Dra. Tri Rahma,
M.Si. dan ibu Risa Ratimanjari, S.Si. selaku asisten dosen mata
kuliah Fisika yang telah memberikan tugas ini kepada kami. Mudah
– mudahan ilmu yang bapak berikan kepada kami khususnya dan
umumnya kepada kami semua bermanfaat.
Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari
kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik
konstruktif dari pembaca sangat penulis harapkan untuk
penyempurnaan makalah selanjutnya.
Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua
pihak yang telah mendukung kami. Semoga Allah SWT senantiasa
meridhai segala usaha kita dan semoga makalah ini bermanfaat bagi
kita semua. Aamiin.
Bogor, 3 Mei 2014
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR …………………………………………………….. i
DAFTAR ISI ………………………………………………………………. ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Tujuan ……………………………………………………………… 1
1.2 Dasar Teori …………………………………………………….…… 1
BAB II ALAT DAN BAHAN
2.1 Alat dan Bahan……………………………………………………… 6
BAB III METODE PERCOBAAN...…. …………………….……..………. 7
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1 Data Pengamatan …………………….…………………………….. 8
4.2 Perhitungan ………………………………………….……...……… 9
BAB V PEMBAHASAN ………………………………….………………. 12
BAB VI SIMPULAN ……………………………………………………… 14
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Tujuan
1. Mempelajari cara penggunaan multimeter
2. Mempelajari teknik pengukuran dalam rangkaian
3. Mempelajari berlakunya Hukum Ohm dalam rangkaian listrik
sederhana
1.2 Dasar Teori
Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau
muatan yang mengalir dalam satuan watu dengan kata lain arus
adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka
akan muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun
akan hilang. Muatan akan bergerak jika ada energi luar yang
memepengaruhinya.Muatan adalah satuan terkecil dari atom atau sub
bagian dari atom. Dimana dalam teori atom modern menyatakan atom
terdiri dari partikel inti (proton bermuatan + dan neutron
bersifatnetral) yang dikelilingi oleh muatan elektron (-),
normalnya atom bermuatan netral.
Persamaan Arus listrik :
Keterangan : I = Kuat arus listrik (A)Q = Muatan listrik (C) t = Waktu (s)Arus dapat digolongkan atas dua macam, yaitu arus searah (DC) danarus bolak-balik (AC).
a. Arus Searah (DC)
Arus searah (DC) yaitu arus yang mengalir ke satu arah saja
dengan harga konstanta. Salah satu sumber arus searah adalah
batere. Di samping itu arus searah dapat diperoleh dengan
menggunakan komponen elektronik yang disebut Dioda pada
pembangkit listrik arus bolak-balik (AC).
b. Arus Bolak-balik (AC)
Arus bolak-balik (AC) adalah arus yang mengalir dengan arah
bolak-balik. Arus ini bisa juga disebut arus tukar sebab
polaritasnya selalu bertukar-tukar. Juga dapat disebut dengan
arus AC sebagai istilah singkatan asing (Inggris) yaitu Alternating
Current. Sumber arus listrik bolak-balik adalah pembangkit
tegangan tinggi seperti PLN (Perusahaan Listrik Negara) dan
generator.
Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan
listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan
arus listrik yang melewatinya. Adapun bunyi hukum ohm sendiri
adalah besarnya kuat arus berbanding lurus dengan beda potensial
& berbanding terbalik dengan hambatan hambatan.
Persamaan Hambatan :
Keterangan : R = Hambatan (Ohm)
V = Beda
potensial/tegangan (V)
I = Kuat arus
listrik (A)
Dengan kata lain, hambatan merupakan penahanan atau
perlawanan yang diterima oleh elektron-elektron yang mengalir
pada sebuah penghantar oleh molekul-molekul yang ada di dalamnya.
Setiap penghantar memberikan penahanan aliran arus listrik.
Penahanan tersebut disebabkan oleh:
Tiap-tiap atom menahan perpindahan elektron yang terjadi pada
perlawanan terhadap elektron kearah luarnya.
Benturan elektron-elektron dan atom tidak terhitung pada sebuah
penghantar.
Besar kecilnya tahanan yang ada pada sebuah penghantar ditentukan
oleh:
Jenis Penghantar. Semakin besar hambat jenis, semakin besar
tahanan dan semakin kecil hambat jenis, semakin kecil tahanan.
Panjang Penghantar. Semakin panjang penghantar / kawat, maka
besar tahanan / perlawanannya.
Penampang Penghantar. Semakin besar penampang kawat (diameter
kawat), semakin kecil perlawanannya.
Suhu Penghantar. Semakin kecil suhu (panas) yang muncul, semakin
kecil nilai tahanan. Tetapi semakin panas akan semakin besar
tahanan sebuah penghantar.
Hukum Ohm adalah hukum yang mengatakan bahwa apabila
arus listrik mengalir ke dalam sebuah penghantar, intensitas
arusnya sama dengan tegangan yang mendorongnya dibagi dengan
tahanan penghantar. Hukum Ohm digunakan untuk melihat besarnya
arus (I), tegangan (V) dan hambatan (R).
Persamaan : V = I R∆
Keterangan : V = Tegangan (V)
I = Kuat arus listrik (A)
R = Hambatan (Ohm)
Jika memakai perbedaan potensial yang sama di antara
ujung-ujung tongkattembaga dan tongkat kayu yang mempunyai
geometri yang serupa, maka dihasilkan arus-arusyang sangat
berbeda. Karakteristik (sifat) penghantar yang menyebabkan hal
ini adalahhambatannya. Kita mendefinisikan hambatan dari sebuah
penghantar (yang sering dinamakan tahanan = resistor) di antara
dua titik dengan menaikkan sebuah beda potensial V di
antaratitik-titik tersebut, dan dengan mengukur arus I. Jika V
dinyatakan di dalam volt dan I dinyatakan di dalam ampere, maka
hambatan akan dinyatakan di dalam Ohm (disingkat Ω).
Aliran muatan yang melalui sebuah penghantar sering
kali dibandingkan dengan aliran air melalui sebuah pipa, yang
terjadi karena adanya perbedaan tekanan di antara ujung-ujung
pipa tersebut, yang barang kali dihasilkan oleh sebuah pompa.
Perbedaan tekanan ini dapat dibandingkan dengan sebuah perbedaan
potensial yang dihasilkan oleh sebuah baterai di antara ujung-
ujung dari sebuah tahanan (resistor) aliran air (misal
liter/detik) dibandingkan dengan arus (coulomb/detik atau
ampere). Banyakanya air yang mengalir per satuan waktu (rate of
flow of water) untuk suatu perbedaan tekanan yang diberikan
ditentukan oleh sifat pipa.
Hambatan pada sebuah rangkaian erat kaitannya dengan
berlakunya Hukum Ohm.
Hambatan pada sebuah penghatar adalah sama, tidak
perduli berapapun tegangan yang digunakan untuk mengukur arus
tersebut.
Multimeter adalah alat ukur listrik yang dikenal
sebagai VOM (Volt-Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan
(voltmeter), hambatan (Ohm-meter), maupun arus (amperemeter). Ada
dua kategori multimeter yaitu mulimeter digital atau DMM
(digital-multi meter) dan multimeter analog. Masing-masing dapat
mengukur listrik AC maupun listrik DC. Dalam percobaan ini
digunakan multimeter analog ABB MA 2H. Walaupun penampilan suatu
multimeter berbeda dengan multimeter lain, namun pengetahuan akan
suatu jenis multimeter akan sangat membantu dalam mempelajari
cara penggunaan multimeter secara umum.
Gambar multimeter diatas dengan beberapa bagian
penting pada lubang 1 sampai lubang 5. Lubang-lubang itu
digunakan sebagai tempat untuk menghubungkan alat dengan bagian
yang akan diukur, dengan rincian sebagai berikut :
Lubang 1 adalah ground yang selalu digunakan untuk sebagai
pengukuran.
Lubang 2 digunakan pada pengukuran arus AC dan DC hingga 15 A.
Lubang 3 untuk pengukuran tahanan.
Lubang 4 untuk pengukuran tegangan AC dan DC hingga 1000 V.
Lubang 5 untuk pengukuran tegangan dan arus dengan batas ukur
1,5 A (untuk arus), dan 500 V (untuk tegangan).
Tombol 7 adalah untuk memilih jenis besaran yang
hendak diukur dengan berbagai batas ukurnya. Batas ukur berarti
harga maksimal besaran yang dapat diukur oleh alat . Bila harga
besaran yang hendak diukur melebihi batas ini, maka alat akan
rusak. Sebaliknya bila harga besaran jauh dibawah batas ukur,
maka pengukuran menjadi tidak teliti. Misalnya hendak diukur
tegangan yang diperkirakan berharga 40 V, maka batas ukur yang
sesuai adalah 50 V. Bila harga besaran yang hendak diukur tidak
diketahui, maka cara paling aman adalah memilih batas ukur paling
tinggi, kemudian menurunkannya bila ternyata harga besaran
dibawah batas tersebut.
Tombol 8 adalah tombol untuk menera alat. Pada layar
terdapat tiga bagian skala, yaitu skala tegangan dan arus DC
yang terletak paling atas, tegangan dan arus DC terletak
ditengah, dan tahanan terletak paling bawah. Layar skala ini
dilengkapi dengan cermin untuk membantu agar pembacaan dapat
tegak lurus diatas jarum teliti. Pembacaan akan benar bila mata
pembaca tepat tegak lurus diatas jarum petunjuk, sehingga
bayangan jarum dicermin tidak terlihat karena tertutup oleh
jarum. Pada alat ukur ini tanda ( - ) berarti AC, dan tanda
( -- ) berarti DC.
Resistor yang tersedia biasanya diketahui
nilainya melalui pita warna yang ada pada permukaan resistor
tersebut.
Tabel 1.1 Pita Warna Resistor
Warna Angka I Angka II Angka III Toleransi
Hitam 0 0 -Cokelat 1 1 -
Merah 2 2 -Jingg 3 3 -Kuning 4 4 -Hijau 5 5 -Biru 6 6 -Ungu 7 7 -
Abu-abu 8 8 -Putih 9 9 -Emas - - - 5%Perak - - - 10%Tak
berwarna
- - - 15%
BAB II
ALAT DAN BAHAN
2.1 Alat dan Bahan
- Multimeter Abb MA 2H
- Voltmeter
- Amperemeter
- Tahan geser
- Kabel penghubung
- Resistor
- Kawat tahanan
- Catu daya DC
BAB III
METODE PERCOBAAN
1. Percobaan I
a. Ditera multimeter sebelum digunakan.
b. Digunakan batas ukur yang sesuai.
c. Diukur tegangan dari sumber listrik PLN dengan hati – hati.
2. Percobaan II
a. Ditera multimeter sebelum digunakan.
b. Digunakan batas ukur yang sesuai.
c. Diukur tegangan keluaran dari power supply.
d. Dalam keadaan terhubung dengan multimeter, diatur tombol
pengatur keluaran power supply sehingga ditunjuk pada strip
skala.
3. Percobaan III
a. Diukur tiga resistor yang telah disediakan. Diatur batas ukur
sesuai kebutuhan untuk masing – masing resistor.
b. Dibuat rangkaian resistor seri dan paralel.
c. Diatur voltmeter dan amperemeter pada batas ukur kecil.
d. Dinyalakan catu daya.
e. Ditabelkan hasil perhitungan resistor pada tabel pengamatan.
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Nama Percobaan : Multimeter dan Hukum OhmTanggal Percobaan : 03 Mei 2014Nama Asisten : 1. Dra. Trirakhma S.Msi 2. Rissa Ratimanjari S.Si
Nama Mahasiswa : 1. Aini Yunanda (062113032) 2. Yuspiter Ndruru (062131034) 3. Indah Melyta sari (062113006)
Keadaan
ruanganP (cm)Hg T( C) C (%)
Sebelum
percobaan 75.6 cmHg 26 C 71 %
Sesudah
percobaan 75.7 cmHg 26.5 C 65 %
4.1 Data Pengamatan
1. Mengukur tegangan AC / PLN
V = 185 V
2. Mengukur tegangan DC / Power Supply
Vmin = 0,9 V
Vmaks = 4,95 V
3. Mengukur nilai hambatan
No
.
Warna (Ω) (Ω)
1. Coklat, Hijau, Hitam, 14.95 – 15
Emas 15.052. Coklat, Hitam, Jingga,
Emas
9500 – 10500 10000
3. Merah, Putih, Merah,
Emas
2755 - 3045 2900
4. Rangkaian seri (warna : C, H, C)
No
.V (volt) I (A) (Ω) (Ω)
1. 2 0.01 200 2002. 4 0.02 200 200
3 0.015 200 200
5. Rangkaian parallel (warna : C, H, C)
No
.V (volt) I (A) (Ω) (Ω)
1. 1 0.023 50 43.48260872. 1.5 0.033 50 45.45454545
1.25 0.028 50 44.46857708
4.2 Perhitungan
1. Mengukur tegangan AC/PLN
= × hasil pengukuran
= × 37 = 185 V0lt
2. Mengukur tegangan DC/power supply
= × hasil pengukuran
= × 3
= 0,9 Volt
= × hasil pengukuran
= × 16,5 = 4,95 Volt
3. Mengukur nilai hambatan
Coklat, hijau, hitam, emas
1 5 100 5%
= 15 . 100 ± 5%
= 15 .
= 15 ± 0.05 = (15 – 0.05) = (15 +
0.05)
=
14,95 = 15,05
Jadi, nilai diatas untuk resistor diatas adalah batas 14,95 ˗˗ 15,05
Coklat, hitam, jingga, emas
1 0 103 5%
= 10 . 103 ± 5%
= 10000 ± 10000 .
= 10000 ± 500 = (10000 ˗
500) = (10000 + 500)
=
9500 = 10500
Jadi, nilai diatas untuk resistor diatas adalah batas adalah
9500- 10500
Merah, putih, merah, emas
2 9 102 5%
= 29 . 102 ± 5%
= 2900 ± 2900 .
= 2900 ± 145 = (2900
˗ 145) = (2900 + 145)
= 2755 = 3045
Jadi, nilai diatas untuk resistor diatas adalah batas adalah
2755 – 3045
4. Mengukur resistor Rangkaian seri (warna : C, H, C)
Percobaan I
V = 2 volt
I = 0,01 A
= x hasil pengukuran
= x 50
= 100 Ω
R = R1 + R2
= 100 + 100
= 200 Ω
=
= 200 Ω
Percobaan II
V = 4 volt
I = 0,02 A
= x hasil pengukuran
= x 50
= 100 Ω
R = R1 + R2
= 100 + 100
= 200 Ω
=
= 200 Ω
=
= 3 volt
=
= 0,015 A
hitung =
= 200 Ω
ukur =
= 200 Ω
5. Rangkaian parallel (warna : C, H, C)
Percobaan I
V = 1 volt
I = 0,23 A
Rhitung = x hasil pengukuran
= x 50
= 100 Ω
= +
= +
=
100 = 2
=
= 50 Ω
=
= 43,482Ω
Percobaan II
V = 1,5 volt
I = 0,033 A
Rhitung = x hasil pengukuran
= x 50
= 100 Ω
= +
= +
=
100 = 2
=
= 50 Ω
5. Grafik
V (volt)
I (A)102
BAB V
PEMBAHASANFisika merupakan ilmu yang mempelajari segala sesuatu
tentang gejala alam melalui pengamatan atau observasi dan
memperoleh kebenaran secara empiris melalui panca indera karena
itu pengukuran merupakan bagian yang sangat penting dalam proses
membangun konsep-konsep fisika. Pengukuran dilakukan langsung
untuk mengetahui kuantitas besaran-besaran fisika seperti yang
sudah dibahas dalam besaran dan pengukuran.
Pada percobaan kali ini “Multimeter dan Hukum Ohm” yang
berhubungan dengan cara-cara mengukur tegangan, arus dan tahanan
dengan menggunakan beberapa alat. Alat-alat tersebut dapat
mengukur besarnya arus, tegangan dan tahanan. Alat yang dimaksud
adalah Multimeter ABB MA 2H dan Multimeter demonstrasi Leybold.
Multimeter adalah alat ukur listrik yang dikenal sebagai VOM
(Volt-Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter),
hambatan (Ohm-meter), maupun arus (amperemeter).
Pada percobaan pertama yang dilakukan adalah
menghitung tegangan. Tegangan ada dua jenis yaitu : tegangan
AC/PLN dan DC. Untuk mengukur tegangan AC/PLN dinyatakan dengan
rumus, . Dimana batas skala adalah skala yang terdapat pada
multimeter bagian atas, ada 3 skala yang dapat dipilih yaitu
skala dengan batas maksimal 5, 10, dan 250. Berdasarkan percobaan
yang dilakukan hasil ukuran tegangan AC/PLN adalah 185. Dan pada
perhitungan tegangan DC yang digunakan adalah power supply, untuk
mencari nilai minimum dan maksimum sam seperti menghitung
tegangan AC/PLN, nilai minimumnya adalah 0,9 volt dan maksimum
adalah 4,95 volt.
Pada percobaan kedua adalah mengukur nilai resistor
atau tahanan, resistor yang digunakan pada percobaan ini ada tiga
buah. Resistor ini mempunyai cincin-cincin warna, dimana warna-
warna tersebut menandakan seberapa besar nilai sebuah resistor.
(Coklat = 1, Hijau = 5, Hitam = 0, Emas 5%, Jingga= 3, Merah = 2,
dan Putih = 9). Contoh penggunaan rumus untuk menentukan hambatan
pada resistor sesuai dengan warna pada resistor :
1. Coklat, hijau, hitam, emas
= 15 . 100 ± 5%
= 15 .
= 15 ± 0.05 = (15 + 0.05) = (15 – 0.05)
= 15.05 = 14.95
Mengukur nilai hambatan menggunakan ± sebagai
ketidakpastian.
Percobaan yang ketiga adalah menghitung nilai tahanan
pada rangkaian seri. Maksudnya rangkaian seri adalah dua atau
beberapa resistor disusun secara berderet sehingga arus yang
mengalir pada setiap komponen sama besarnya. Pertama untuk
menghitung maka resistor harus diukur seberapa besar nilainya
dengan menggunakan multimeter. Pada saat menghitung nilai
tahanan, juga akan mendapatkan nilai arus dan tegangan. Setelah
ada nilai dan , maka dapat kita masukkan kedalam rumus. Dimana
rumus untuk adalah + . Sementara dinyatakan dengan rumus =
. Pada percobaan yang terakhir adalah menghitung nilai
hambatan pada rangkaian pararel. Sama halnya dengan mengukur
nilai tahan pada rangkaian seri, untuk rangkaian pararel ini
dinyatakan dengan menggunakan rumus
BAB VI
KESIMPULAN
Dari percobaan, pengamatan dan perhitungan yang telah
dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut.
Besar hambatan resistor ditandai dengan garis warna pada
resistor yang dapat diketahui dengan perhitungan dan penunjukkan
nilai – nilai warna resistor.
Rangkaian paralel memiliki nilai hambatan kecil karena
terjadi percabangan dan pengumpulan 1 jalur arus dan tegangan.
Rangkaian seri adalah rangkaian listrik dimana komponen-
komponen listrik disusun secara berderet sehingga arus yang
mengalir pada tiap komponen sama.
Rangkaian pararel adalah rangkaian listrik dimana komponen-
komponen listrik disusun secara sejajar sehingga tegangan pada
tiap komponen sama.
Rangkaian kombinasi adalah gabungan antara gabungan seri dan
rangkaian pararel.
DAFTAR PUSTAKA
Laboratorium Fisika, Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2,
Universitas Pakuan, Bogor.
Giancoli, Douglas, C. 2001. Fisika Edisi kelima Jilid 1. Jakarta:
Penerbit Erlangga.
Tiper, Paur A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta.
Penerbit Erlangga
Halliday & Resnick. 1991. Fisika Jilid 1 . Jakarta. Penerbit
Erlangga
http://sabardan.blogspot.com/2013/11/laporan-praktikum-hukum-ohm.html
http://www.slideshare.net/yudhodanto/laporan-praktikum-
fisika-dasar-7