1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam studi kita dalam

1
1. PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Dalam studi kita dalam konduktor dalam elektrostatik, kita berargumen
bahwa medan listrik di dalam konduktor pada kondisi kestimbangan elektrostatik
harus nol. Jika tidak demikian, muatan-muatan bebas di dalam konduktor akan
bergerak. Jika sebuah medan searah dengan gaya, pada muatan positif, maka
arah arus searah dengan medan listrik karena arah medan listrik dari daerah
potensial tinggi ke daerah potensial yang lebih rendah. Arus dalam suatu segmen
kawat sebanding denggan beda potensial yang melewati segmen. Hasil
eksperimen ini di kenal sebgai hukum OHM.
Resistansi suatu segmen kawat di definisikan sebagai perbandingan
antara tegangan juatuh pda segmen dan arus. Dalam material ohmik yang
meliputi banyak material, resistansi tidak bergantung pada suatu hasil
eksperimen yang di kenal sebagai hukum OHM pada semua material. Beda
potensial, arus dan reistansi di hubungkan oleh V=I.R , berdasarkan hukum
OHM, tekanan suatu penghantar dapat di definisikan ssebagai perbandingan dari
perbedaan tegangan antara kutub-kutub penghantar tersebut dengan arus yang
melaluinya, atau dapat di tulis secara matematis.
1.2
Maksud dan Tujuan
Maksud dari praktikum fisika dasar tentang Hukum Ohm ini adalah agar
praktikan dapat mengetahui arus dan tegangan yang mengalir.
Tujuan dari praktikum fisika dasar tentang Hukum Ohm ini adlah
menentukan tahanan suatu penghantar dan kuat arus dan tahanan listrik dalam
suatu rangkaian dengan menggunakan prinsip hokum ohm.
1.3
Waktu dan Tempat
Praktikum fisika dasar tentang Hukum Ohm ini dilaksanakan pada hari
senin, tanggal 10 Oktober 2011, pada pukul 11.30-13.30 WIB, dan bertempat di
Labolatorium Ilmu-Ilmu Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,
Universitas Brawijaya, Malang.
2
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Hukum Ohm
Dalam studi kitta tentang konduktor dalam elektronik, kita berargumen
bahwa medan listrikdi dalam konduktor dalam kondisi kestimbangan elektrostatik
harus nol. Jika tidak demikian, maka muatan-muatan bebas di dalam konduktor
akan bergerak. Jika suatu medan searah dengan gaya pada muatan positif,
maka arah arus searah dengan medan listrik karena arah medan listrik dari
daerah potensial lebih tinggi ke daerah potensial lebih rendah. Arus dalam suatu
segmen kawaqt sebanding dengan beda potensial yang melintasi segmen. Hsil
eksperimen ini di kenal sebagai huku OHM (Tipier, 1996).
Hukum OHM adalah jika suatu arus listrik melalui suatu penghantar maka
kekuatan arus tersebut adalah sebandinng lurus dengan tegangan listrik yang
terdapat di antara ujung penghantar. Hukum OHM memyatakan bahwa besar
arus yang mengalir pada suatu konduktor sebandinng dengan beda potensial
antara kedua ujung konduktor (Wikipedia, 2011).
2.2. Pengertian Hukum Kirchoff
Hukum Kirchoff merupakan jumlah arus menuju satu titik cabang sama
dengan jumlah arus yang meninnggalkannya ∑ in : ∑ out (Bagus, 2010).
Ada 2 hukum yang berlaku bagi rangkaian yang memiliki arus tetap, kedua
hukum ini di sebut hukum Kirchof, yaitu:
 Pada setiap rangkaian tertutup jimlah aljabar
dari beda potensialnya
harus sama dengan nol.
 Pada setia percobaan juklah arus yang masuk melalui titik terrsebut sama
dengan arus yang keluar (Tipier, 2001)
2.2.1. Hukum Kirchoff I
Hukum ini juga di sebut juga hyukum simpan, karena pada kenyataannya
pada potensial dianntara 2 titik dalam suatu rangkaian pada keadaan lurok
selalu konstan menurut jika arus listrik yang menuju ke titik cabang disebut
positif dan yang berlawanan ke titk cabang disebut negative. Pada dasarnya
hukum
keua
mengyyatakan
sosok (Reizt, 1993).
integral
medan
listrik
di
sekeliling
3
Menurut (Sugandi,2009), di pertengahan abad 19 Gustaf Robert Kirchoff
(1824-1887) menemukan cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian
bercabang yang kemudian di kenal dengan hokum Kirchoff I berbunyi, “ Jumlah
kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus
yang keluar dari titik percabangan”.
I masuk = I keluar atau ∑I masuk = ∑I keluar
I masuk = I1 + I2 +I3
2.2.2 Hukum Kirchoff II
Menurut (Rheiyeenh,2009) Hukum kirchoff II berbunyi, “ Dalam rangkaian
tertutup, Jumlah aljabar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan
nol”. Atau energy listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut, atau dalam arti
semua energy listrik bisa digunakan atau diserap.
∑Vtertutup = 0
∑E + ∑ (I.R) = 0
Arti dari hokum yang pertama jelas jika arus yang menuju ketitik cabang
disebut positif maka arus yang berlawanan disebut negative. Pada dasarnya
hukum ke dua menyatakan integral medan listrik di sekeliling sosok.
2.3 Rangkaian Seri
Menurut (Finn,1994) Rangkaian seri adalah salah satu rangkaian listrik
yang disusun secara seri.
Gambar rangkaian seri
Contoh.

Baterai pada senter

Lampu neon TL

Elemen dari kulkas

Saklar
4
R total = R1 + R2 + R3 …… + Rn
Jumlah hambatan total rangkaian seri sama dengan jumlah hambatan tiap-tiap
komponen (resistor).
2.4 Rangkaian Paralel
Purnomo,2009).Rangkaian parallel adalah salah satu rangkaian listrik yang
disusun secara berderet (paralel).
R1
I
R total
I
R1
R2
Rn
I
I
R2
Rn
Jumlah kebalikan hambatan total rangkaian parallel sama dengan jumlah
dari kebalikan hambatan tiap-tiap komponen (resistor).
2.5 Manfaat Hukum Ohm di Bidang Perikanan
Terbatassanya mistrumrrn dalam dunia perikaan dan kelautan khususnya
pendeteksian cahaya matahari, dalam air menyebabkan tidak maksimalnya
pemanfaatan sumberdaya perairan di Indonesia. Oleh sebab itu, di perlukannya
suatu industri teknolgi untuk menjawab permasalahn tersebut. Cahaya matahari
sangat berperan dalam kehidupan makhluk hidup dalam air. Penetrassi matahari
adalah salah satu contoh besar factor penentu kecerahan perairan untuk
mengetahui zona fotik yang efektif yang under water light (Ieweriato, 2010).
Penggunaan alat bantu penangkapan seperti pemikat cahaya berkecup
(blinking light altrtactor) pada buubu ceaser dan bubu karang merupakan salah
satu alternative untuk mengatasi masalah terrsebut. Telah di ketahui bahwa
beberapa jenis ikan dan biota perairan lainnya memiliki sifat fotosintesis positif
terhadap cahaya sehingga luight alactractor dapat di manfaatkan sebagai
pemikat umpan ( Yaceha, 2010).
5
3.3 Gambar Rangkaian
3.3.1 Rangkaian seri
A
B
C
D
E
Keterangan : A = Power Supply
D = Voltmeter
B = Resistor
E = Bola Lampu
C = Amperemeter
3.3.2 Rangkaian paralel
A
B
C
D
E
Keterangan : A = Power Supply
D = Voltmeter
B = Resistor
C = Amperemeter
E = Bola Lampu
6
3. METODOLOGI
3.1 Alat dan Fungsi
Alat-alaT yang digunakan dalam praktikum Fisika Dasar tentang Hukum
Ohm antara lain :
o Power Suply
: sebagai sumber arus listrik dan
mengubah arus AC
menjadi DC
o Resistor
: sebagai hambatan arus listrik
o Ampermeter
: untuk mengukur kuat arus listrik
o Voltmeter
:
untuk mengukur tegangan arus listrik
o Lampu
:
sebagai indikator adanya arus listrik
o Kabel
: untuk menghubungkan dan sebagai penghantar arus
listrik dari rangkaian 1 ke rangkaian lainnya.
o Penjepit Buaya : untuk menjepit kabel dan menghantarkan arus listrik
3.2 Skema Kerja
Disiapkan alat-alat seperti penjepit buaya,power suplay,
voltmeter, ampermeter, lampu dan resistor
Diatur rangkaian seri dan rangkaian paralel
Dipastikan stopkontak dalam keadaan on
Dinaikan tegangan 9V dan 12V
Diatur resistor suatu rangkaian secara berturut-turut
dari 0,1Ω;0,22Ω;0,33Ω;0,5Ω;1Ω
Dicatat nilai yang diberikan oleh ampermeter dan voltmeter
Hasil
7
4. PEMBAHASAN
4.1 Data Pengamatan
No.
Tegangan
Lampu I
Lampu II
sumber (v)
Seri
Paralel
Seri
Paralel
1.
9
Redup
Terang
Redup
Redup
2.
9
Redup
Terang
Redup
Redup
3.
9
Redup
Terang
Redup
Redup
4.
9
Redup
Redup
Redup
Redup
5.
9
Redup
Redup
Redup
Redup
1.
12
Terang
Terang
Terang
Terang
2.
12
Terang
Terang
Terang
Terang
3.
12
Terang
Terang
Terang
Terang
4.
12
Terang
Terang
Terang
Terang
5.
12
Terang
Terang
Terang
Redup
No.
Tegangan
Lampu seri
Lampu
sumber (v)
paralel
V
I
V
I
1
9
5
2,1
6
2,3
2
9
5
2,1
5,5
2,3
3
9
5
2,0
5
2,2
4
9
4
1,9
5
2,1
5
9
3
1,8
3
1
1
12
8
2,7
8
2,7
2
12
8
2,7
8
2,8
3
12
7,9
2,7
8
2,6
4
12
7,5
2,5
8
2,6
5
12
6,5
2,4
6,5
2,4
8
4.2 Perhitungan
Pada rangkaian seri (9V)
R1 – R5
No.
R
∑|R
∑|R-Ṝ|2
-Ṝ|
1
2,38
-
0,000729
0,027
2
2,38
-
0,000279
0,027
3
2,5
0,093
0,008649
4
2,105
-
0,91204
0,302
5
1,67
0,37
0,1369
∑=1,059047
∑R = R1+R2+R3+R4+R5
= 12,035
Ralat mutlak (∆)
Ralat Nisbi (I)
Keseksamaan (K)
K= 100% - 9,59% = 90,44%
HP1=Ṝ + A = 2,407 + 0,230 = 2,637
HP2=Ṝ + A = 2,407 - 0,230 = 2,177
9
Pada rangkaian seri (12V)
R1 – R5
No.
R
∑|R
∑|R-Ṝ|2
-Ṝ|
1
2,96
0,048
0,0033
2
2,96
0,048
0,0023
3
2,93
0,018
0,0032
4
3
0,088
0,0077
5
2,71
-
0,0408
0,202
∑=0,0563
∑R = R1+R2+R3+R4+R5
= 14,56
Ralat mutlak (∆)
Ralat Nisbi (I)
10
Keseksamaan (K)
K= 100% - 1,82% = 98,18%
HP1=Ṝ + ∆ = 2,912 + 0,053 = 2,965
HP2=Ṝ + ∆ = 2,912 - 0,053 = 2,859
Pada rangkaian paralel (9V)
R1 – R5
No.
R
∑|R
∑|R-Ṝ|2
-Ṝ|
1
2,61
0,35
0,1225
2
2,39
0,13
0,0169
3
2,27
0,01
0,0001
4
2,38
0,12
0,0144
5
1,67
-0,59
0,3481
∑=0,502
∑R = R1+R2+R3+R4+R5
=11,32
Ralat mutlak (∆)
11
Ralat Nisbi (I)
Keseksamaan (K)
K= 100% - 6,99% = 93,01 %
HP1=Ṝ + ∆ = 2,26 + 0,158 = 2,418
HP2=Ṝ + ∆ = 2,26 - 0,158 = 2,102
Pada rangkaian paralel (12V)
R1 – R5
No.
R
∑|R
∑|R-Ṝ|2
-Ṝ|
1
2,96
0,02
0,004
2
2,86
-0,08
0,0064
3
3,08
0,14
0,0196
4
3,08
0,14
0,0196
5
2,71
-0,23
0,0259
∑=0,1025
∑R = R1+R2+R3+R4+R5
= 14,69
12
Ralat mutlak (∆)
Ralat Nisbi (I)
Keseksamaan (K)
K= 100% - 24,5% = 76,5 %
HP1=Ṝ + ∆ = 2,94 + 0,072 = 3,062
HP2=Ṝ + ∆ = 2,94 - 0,072 =2,868
4.3 Analisa Prosedur
Pada percobaan hokum ohm kali ini, langkah yang dilakukan adalah
mempersiapkan alat-alat yang dibutuhkan seperti, power suplay, hambatan (Ω),
kuat arus (Ampermeter), Voltmeter sebagai pengukur tegangan listrik, lampu
sebagai indicator adanya arus listrik, kabel untuk menghubungkan dan sebagai
penghantar arus listrik dari rangkaian satu ke rangkaian yang lain. Penjepit buaya
untuk menjepit kabel dan menghantarkan arus listrik. Setelah alat-alat yang akan
digunakan disiapkan, langkah selanjutnya adalah merangkai menjadi rangkaian
seri dan rangkaian parallel.
a)
Pada rangkaian seri
Dihubungkan dengan sumber arus DC atau power suplay, tahanan geser.
Ampermeter dan voltmeter membentuk rangkaian seri, yang dimaksud rangkaian
seri adalah bila salah satu kabel pada lampu di lepas maka lampu satunya akan
mati juga. Setelah itu menyalakan stop kontak dan pada power suplay dengan
memutar knop pada tegangan 9 volt. Kemudian di atur tegangan geser mulai dari
0,1Ω;0,22Ω;0,33Ω;0,5Ω dan 1Ω maka akan terjadi perubahan diameter angka
pada ampermeter dan voltmeter serta diamati pula nyala lampu dan perubahan
13
nyala angka lampu dan dicatat hasilnya. Setelah itu ulangi lagi percobaan di atas
dengan mengganti knop pada power suplay pada tegangan (12volt) dan
hambatan yang masih sama dengan hambatan 0,1Ω;0,22Ω;0,33Ω;0,5Ω dan 1Ω.
Dalam proses pergantian tegangan / hambatan geser matikan dulu power suplay
agar tidak tersengat arus listrik.
b) Pada Rangkaian parallel
Dihubungkan sumber arus DC/power suplay, tahanan geser, ampermeter
dan voltmeter membentuk suatu rangkaian parallel, Rangkaian parallel adalah
jika salah satu kabel pada lampu tidak terhubung, maka lampu lain akan tetap
menyala. Kemudian stop kontak pada power suplay ditekan tombol on lalu arus
tegangan pada power suplay dengan memutar knop pada tegangan 9 volt.
Kemudian atur tahanan geser pada
0,1Ω;0,22Ω;0,33Ω;0,5Ω dan 1Ω. Amati
perubahan pada voltmeter dan ampermeter begitu juga nyala lampunya. Setelah
itu dicatat hasil pengamatan untuk mengisi data-data. Lalu diulangi percobaan di
atas dengan menggunakan tegangan 12 volt dan hambatan yang masih sama.
Setelah itu diganti dengan tahanan geser, matikan dulu power suplay agar tidak
tersengat arus listrik.
4.4 Analiasa Hasil
Berdasarkan hasil pengamatan dan perhitungan hasil pada rangkaian seri
dengan digunakan tegangan 9 volt dan hambatan 0,1Ω diketahui bahwa kuat
arus yang mengalir 2,5 ampere. Tegangan 9 volt pada lampu 1 nyalanya redup
dan lampu 2 nyalanya terang dan didapatkan hambatan (R) adalah 0,4Ω. Pada
hambatan 0,22Ω diketahui bahwa kuat arus yang mengalir 2 ampere, pada
lampu 1 nyalanya redup dan lampu 2 nyalanya redup. Pada hambatan 0,33Ω
diketahui bahwa kuat arus yang mengalir 2 ampere, pada lampu 1 nyalanya
redup dan lampu 2 nyalanya redup. Pada hambatan 0,5Ω diketahui bahwa kuat
arus yang mengalir 2 ampere, pada lampu 1 nyalanya redup dan lampu 2
nyalanya redup. Pada hambatan 1Ω diketahui bahwa kuat arus yang mengalir 2
ampere, pada lampu 1 nyalanya redup dan lampu 2 nyalanya redup. Untuk Ṝ
nilainya 0,48Ω. Nilai |R-Ṝ|2 = 0,0224. Ralat mutlak ∆ = 0,033. Ralat nisbi sebesar
6,25 % keseksamaan 93,75%, Hp2=0,45
Pada rangkaian seri 12 volt dengan hambatan 0,1Ω diketahui bahwa kuat
arus yang mengalir 2,5 ampere, v = 2v pada lampu 1 nyalanya terang dan lampu
14
2 nyalanya terang. Untuk hambatan 0,22Ω didapatkan bahwa kuat arus yang
mengalir 2,5 ampere, v = 2v pada lampu 1 nyalanya terang dan lampu 2
nyalanya terang. Pada hambatan 0,33Ω didapatkan bahwa kuat arus yang
mengalir 2,5 ampere, v = 2v pada lampu 1 nyalanya terang dan lampu 2
nyalanya terang. Pada hambatan 0,5Ω didapatkan bahwa kuat arus yang
mengalir 2,5 ampere, v = 2v pada lampu 1 nyalanya redup dan lampu 2 nyalanya
redup. Dengan (R) 0,1Ω dan V = 2 v pada lampu 1 nyalanya sangat redup dan
lampu 2 nyalanya sangat redup.
Pada rangkaian parallel 9V dengan hambatan 0,1Ω diketahui bawha kuat
arus yang mengalir 2,25A pada lampu 1 sangat redup dan lampu 2 redup dengan
hambatan 0,3Ω diketahui kuat arus 2A, pada lampu 1 sangat redup dan lampu 2
redup. Dengan hambatan 0,5Ω diketahui kuat arus 2A, pada lampu 1 sangat
redup dan lampu 2 redup. dengan hambatan 1Ω diketahui bawha kuat arus yang
mengalir 2A pada lampu 1 sangat redup dan lampu 2 sangat redup. Untuk
hambatan |Ṝ| = 0,46 sedangkan ∑ |R-Ṝ| adalah 0,012, untuk ralat mutlaknya
adalah 0,024, Ralat Nisbi 5,21%. Keseksamaan 94,79% dan untuk hasil
pengamatan HP1 = 0,484 dan HP2 = 0,43.
Pada rangkaian parallel 12V dengan hambatan 0,1Ω diketahui bawha kuat
arus yang mengalir 2,5A pada lampu 1 nyalanya terang dan lampu 2 redup.
Dengan hambatan 0,2Ω diketahui kuat arus 2,5A pada lampu 1 redup dan lampu
2 redup. Dengan hambatan 0,3Ω diketahui kuat arus 2A, pada lampu 1 redup
dan lampu 2 sangat redup. Dengan hambatan 0,5Ω diketahui kuat arus 2A, pada
lampu 1 redup dan lampu 2 sangat redup. Dengan hambatan 1Ω diketahui
bawha kuat arus yang mengalir 2A pada lampu 1 sangat redup dan lampu 2
sangat redup. Untuk hambatan |Ṝ| = 0,46 sedangkan ∑ |R-Ṝ| adalah 0,012,
untuk ralat mutlaknya adalah 0,024, Ralat Nisbi 5,21%. Keseksamaan 94,79%
dan untuk hasil pengamatan HP1 = 0,484 dan HP2 = 0,43.
15
5.PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat kita ambil dari praktikum hokum ohm ini adalah:

Hubungan V=I.R dikenal sebagai Hukum Ohm

Hukum kirchoff I berbunyi : “jumlah kuat arus yang masuk dalam titik
percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik
percabangan”.

Hukum kirchoff II berbunyi, “ Dalam rangkaian tertutup, Jumlah aljabar GGL
(E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol”.

Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah : power suplay,
voltmeter, ampermeter, lampu, resistor, kabel, penghubung dan penjepit
buaya.

Pada
tegangan
9V
pada
rangkaian
seri
pada
hambatan
(R)=
seri
pada
hambatan
(R)=
pada
hambatan
(R)=
0,1Ω;0,22Ω;0,33Ω;0,5Ω dan 1Ω adalah 0,4Ω

Pada
tegangan
12V
pada
rangkaian
0,1Ω;0,22Ω;0,33Ω;0,5Ω dan 1Ω adalah 0,8Ω

Pada
tegangan
9V
pada
rangkaian
paralel
0,1Ω;0,22Ω;0,33Ω;0,5Ω dan 1Ω adalah 0,4Ω

Pada tegangan 12V pada rangkaian paralel pada hambatan (R)=
0,1Ω;0,22Ω;0,33Ω;0,5Ω dan 1Ω adalah 0,4Ω
5.2 Saran
Pada praktikum kali ini asisten praktikum diharapkan untuk lebih memantau
dan mengawasi praktikan agar tidak terjadi kesalahan. Dan untuk praktikan
diharapkan sebelum melaksanakan praktikum sebaiknya dipelajari dahulu buku
panduan praktikumnya.
16
DAFTAR PUSTAKA
Anton. 2009. Hukum OHM. http://anton 128’s webbog.com. Diakses pada tanggal
12 oktober 2011 pukul 12:15 WIB.
Bagas,RiIshadi.2009.Law Of OHM. http://irsyadi/bagas/4all.blogspot.com/2009/
os/hukumkirchoff.html. Diakses pada tanggal 17 oktober 2011 pukul
18:30 WIB.
Borowitz.1980.Essentials Of Phisich Sidney.addition Wisey Publishing Company:
Sidney
Reitz,johon.1993. dasar teori listrik/magnet.edisi 3 itb:bandung.
Tippler,paula.2001.fisika untuk sains dan listrik.erlangga:Jakarta.