hukum ohm - Laboratorium Fisika Dasar FT.UNTIRTA

2
HUKUM OHM
Physics Electricity
A. TUJUAN PERCOBAAN
Menguji Hukum Ohm dengan
elektronik.
menggunakan hambatan beberapa komponen
B. ALAT-ALAT
1)
2)
3)
4)
5)
Amperemeter DC
Voltmeter DC
Sumber tegangan DC (0 – 15 V, 3A)
Set komponen elektronik (Resistor, NTC, Diode dan Lampu)
Kabel-kabel
C. TEORI DASAR
Untuk menghasilkan arus listrik dalam satu rangkaian diperlukan suatu beda
potensial. Adalah George Simon Ohm (1787 – 1854) yang pertama kali secara eksperimen
menunjukkan bahwa arus listrik dalam kawat logam (I) sebanding dengan beda potensiall
atau tegangan (V) yang diberikan pada kedua ujungnya.
IV
(1)
Secara tepat berapa besarnya arus yang mengalir dalam kawat tidak hanya
bergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang diberikan oleh kawat
terhadap aliran elektron. Mengambil analogi dengan aliran air, dinding pipa, pinggir sungai
dan batu di tengahnya memberikan hambatan terhadap aliran air. Hal yang serupa,
elektron diperlambat oleh interaksi dengan atom dalam kawat. Hambatan yang lebih
tinggi akan mengurangi arus listrik untuk suatu tegangan tertentu. Sehingga hambatan
dapat didefinisikan sebagai suatu besaran yang berbanding terbalik dengan arus.
(2)
Di mana R adalah hambatan dari kawat atau komponen elektronik lainnya, V adalah
beda potensial yang melewati komponen dan I adalah arus yang mengalir melalui
komponen tersebut. Persamaan (2) dapat ditulis sebagai berikut :
V = IR
(3)
Persamaan (3) dikenal sebagai Hukum Ohm.
Banyak Fisikawan mengatakan bahwa persamaan (3) bukanlah suatu hukum
melainkan hanya definisi untuk hambatan. Jika kita menyatakan Hukum Ohm, cukup
dengan mengatakan bahwa arus yang melalui konduktor logam sebanding dengan tegangan
yang diberikan. Karenanya hambatan (R) dari suatu bahan atau komponen adalah konstan,
tidak tergantung pada tegangan. Tetapi persamaan (3) tidak berlaku umum untuk bahan
dan komponen lain seperti diode, tabung vakum, transistor, dan lain-lain. Karenanya
Hukum Ohm bukanlah hukum fundamental, tetapi merupakan deskripsi dari suatu
kelompok material tertentu (konduktor logam).
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
3
D. PERCOBAAN
Susunlah rangkaian seperti yang terlihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Susunan alat percobaan
E = Catu daya dc variable
S = Saklar
A = Amperemeter DC
V = Voltmeter DC
Kx = Komponen yang akan ditentukan hambatannya (ada dalam box set komponen
elektronik).
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Aturlah posisi output, set komponen elektronik sehingga Kx = Resistor
Atur posisi saklar pada catu daya DC sehingga keluarannya adalah 0 Volt.
Tutup switch S, kemudian atur keluaran catu daya sehingga lebih besar dari 0 Volt.
Catat kedudukan amperemeter (I) dan kedudukan voltmeter (V) yang ditentukan
oleh asisten.
Ulangi percobaan ini beberapa kali (minimum 5 kali) untuk harga-harga I dan
tegangan V yang berbeda.
Ulangi langkah 1 sampai 5 untuk Kx = NTC
Ulangi langkah 1 sampai 5 untuk Kx = Diode
Ulangi langkah 1 sampai 5 untuk Kx = Lampu
E. PERTANYAAN
1. Apa yang dimaksud dengan komponen Ohmik dan komponen Non-Ohmik? Jelaskan!
2. Tentukan mana komponen yang termasuk ohmik komponen dan mana yang tergolong
non-ohmik komponen pada percobaan tersebut!
3. Buatlah grafik V terhadap I dari data yang anda peroleh untuk masing-masing
komponen yang anda ukur!
4. Tentukan hambatan masing-masing komponen dalam grafik tersebut!
5. Berilah ulasan terhadap hasil yang anda peroleh!
6. Apa fungsi dari :
a) NTC
b) Diode
c) Lamp
d) Resistor
7. Apakah harga R bergantung pada I (arus)? Jelaskan!
8. faktor apa saja yang mempengaruhi nilai hambatan?
9. Apakah dalam percobaan yang saudara lakukan terdapat penyimpangan? Jika ada,
faktor apa saja yang menyebabkan penyimpangan tersebut? (tanpa menyalahkan alat
dan kesalahan pengamatan)
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
4
RESONANSI LISTRIK
Physics Electricity
A. TUJUAN PERCOBAAN
1. Menentukan frekuensi sumber tegangan arus bolak-balik (AC).
2. Mengamati gejala resonansi listrik seri.
3. Menentukan nilai induktansi sebuah kumparan pemadam (induktor).
B. ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN
1. Catu daya AC ( 0 – 15 V, 1 A).
2. Bangku kapasitor.
3. Kumparan pemadam (induktor).
4. Bangku hambatan.
5. Multitester.
6. Kabel-kabel penghubung.
7. Voltmeter AC.
8. Amperemeter AC.
C. TEORI DASAR
Perhatikan rangkaian resistor dan kapasitor seri yang dihubungkan dengan sumber
tegangan AC seperti pada Gambar 1.
C
R
Gambar 1. Rangkaian R-C seri yang diberi sumber tegangan AC
Impedansi rangkaian tersebut adalah
√
(
(1)
)
Dengan ω menyatakan frekuensi sudut sumber tegangan (catu daya) AC tersebut.
Persamaan (1) dapat dituliskan kembalii menjadi :
(
)
(2)
Karena impedansi diberikan oleh Z = V/I, maka
2
1 1
V 
2
  R  2 2
 C
I
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
(3)
5
Dari persamaan (3) terlihat jika nilai kapasitansi C diubah, tegangan dan arus pada
rangkaian dicatat, maka frekuensi sumber tegangan AC dapat ditentukan.
Sekarang perhatikan rangkaian R-L-C seri seperti diperlihatkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Rangkaian R-L-C seri yang dihubungkan dengan
sumber teganganAC
Impedansi rangkaian tersebut adalah :
√
(
(4)
)
atau
√
Jika nilai kapasitansi C 
1
(
)
(5)
, maka besar impedansi Z sama dengan R. Keadaan ini
2L
disebut sebagai keadaan resonansi listrik seri. Dari persamaan (5) terlihat bahwa jika
nilai kapasitansi C diubah dan tegangan serta arus dicatat, maka nilai induktansi dapat
ditentukan.
D. PERCOBAAN
1. Menentukan frekuensi sumber tegangan (catu daya) AC.
a) Susunlah rangkaian seperti Gambar 3. Saklar dalam keadaan terbuka (OFF).
Gambar 3. Rangkaian listrik AC untuk percobaan A
b) Sambungkan catu daya AC ke jala-jala listrik PLN dan nyalakan.
c) Pilih harga tegangan AC dengan cara memutar pemilih tegangan pada catu daya AC
tersebut.
d) Pilih harga R tertentu. Catat harga R tersebut .
e) Pilih harga C dengan cara mengubah posisi saklar dibangku kapasitor. Catat harga C
tersebut.
f) Tutup saklar (ON).
g) Catat harga V dan I yang terbaca pada voltmeter AC dan amperemeter AC
tersebut.
h) Buka saklar (OFF).
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
6
i) Ulangi langkah no. 5 - 8 untuk berbagai nilai C.
j) Ulangi langkah no. 4 - 9 untuk berbagai nilai R.
2. Menentukan nilai induktansi dari induktor L.
a) Susunlah rangkaian seperti Gambar 4. Saklar dalam keadaan terbuka (OFF).
Gambar 4. Rangkaian listrik AC untuk percobaan B
b) Sambungkan catu daya AC ke jala-jala listrik PLN dan nyalakan.
c) Pilih harga tegangan AC dengan cara memutar pemilih tegangan pada catu daya AC
tersebut.
d) Pilih harga R tertentu. Catat harga R tersebut.
e) Pilih harga C dengan cara mengubah posisi saklar di bangku kapasitor. Catat harga
C tersebut.
f) Tutup saklar (ON).
g) Catat harga V dan I yang terbaca pada voltmeter AC dan amperemeter AC
tersebut.
h) Buka saklar (OFF).
i) Ulangi langkah no. 5 - 8 untuk berbagai nilai C.
j) Ulangi langkah no. 4 - 9 untuk berbagai nilai R.
E. PERTANYAAN
A. Menentukan frekuensi sumber tegangan (catu daya) AC.
1. Lengkapi tabel berikut dari hasil percobaan yang telah dilakukan.
R = ……. Ohm
No C (farad) V (Volt) I ( Ampere) I / C2 ( V/I)2
2. Buatlah grafik (V/I)2 sebagai sumbu y terhadap I/C2 sebagai sumbu x dari data
pada tabel diatas untuk berbagai nilai R.
3. Bagaimana menentukan ω dari grafik tersebut?
4. Tentukan frekuensi (f) sumber tegangan yang dipergunakan dari grafik tersebut!
5. Bandingkan hasil yang diperoleh dari pertanyaan No. 4 dengan frekuensi PLN
sebesar 50 Hz. Berikan ulasan dan pembahasannya!
6. Tentukan impedansi dengan data di dapat dari percobaaaan, untuk masing-masing
hambatan !
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
7
7. Pada frekuensi yang di dapat dari soal No.4, reaktansi kapasitor didapat dari data
pada tabel dari masing-masing hambatan untuk 1000Ω, 2000Ω, 3000Ω dan
reaktansi dari pada sebuah Induktor di asumsikan 50 Ω.
Jika Kapasitor dan Induktansi tersebut dipasang pada sebuah rangkaian, maka
akan terjadi resonansi pada frekuensi berapa Hz?
B. Menentukan nilai induktansi dari sebuah inductor L.
1. Lengkapi tabel berikut dari hasil percobaan yang dilakukan.
R= ……Ohm
No C (farad) V (Volt) I (Ampere) ( V/I ) (Ohm)
2. Buatlah grafik (V/I) sebagai sumbu y terhadap C sebagai sumbu x dari data pada
tabel diatas untuk berbagai nilai R.
3. Bagaimana menentukan nilai induktansi dari grafik diatas jika frekuensi sumber
tegangan (catu daya) AC adalah 50 Hz?
4. Tentukan nilai induktansi dari induktor L yang dipergunakan dari grafik tersebut!
5. Gambarkan Diagram Fasor untuk rangkaian RLC!
6. Tentukan impedansi dengan data di dapat dari percobaaaan, untuk masing-masing
hambatan!
7. Pada frekuensi yang di dapat dari soal No.4, reaktansi kapasitor di asumsikan 50
H, dan reaktansi dari pada sebuah Induktor didapat dari data pada tabel dari
masing-masing hambatan untuk 1000Ω, 2000Ω, 3000Ω. Jika Kapasitor dan
Induktansi tersebut dipasang pada sebuah rangkaian, maka akan terjadi resonansi
pada frekuensi berapa Hz?
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
8
LENSA & CACAT BAYANGAN
Physics Electricity
A. TUJUAN PERCOBAAN
1. Menentukan jarak fokus lensa cembung.
2. Menentukan jarak fokus lensa cekung.
3. Mengenal berbagai cacat bayangan.
B. ALAT – ALAT
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Lensa konvergen kuat (tanda ++)
Lensa konvergen (tanda +)
Lensa divergen (tanda -)
Benda yang berupa anak panah
Lampu pijar untuk benda
Layar untuk menangkap bayangan
Diafragma
Bangku optik
C. TEORI DASAR
1. Lensa
Lensa adalah sistem optik yang dibatasi oleh dua atau lebih permukaan pembias yang
mempunyai sumber persekutuan. Bila dibatasi oleh dua permukaan pembias maka disebut
lensa sederhana, sedangkan bila dibatasi oleh lebih dari dua permukaan pembias disebut
lensa susun. Permukaan pembias dapat berupa permukaan cekung (lensa
cekung/negatif/divergen),
dapat
juga
berupa
permukaan
cembung
(lensa
cembung/positif/konvergen). Diagram penampang untuk bentuk standar dari lensa
sederhana dapat digambarkan sebagai berikut :
Persoalan umum pembiasan pada lensa dapat diselesaikan dengan menerapkan cara
pembiasan pada setiap permukaan secara berurutan.
Dalam sistem pembiasan permukaan sferis biasanya ada dua titik yang menjadi
perhatian, yaitu titik fokus dan titik utama. Kedua titik tersebut dapat ditentukan
dengan peninjauan dalam hal-hal khusus. Titik fokus permukaan pembias pertama F dapat
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
9
ditentukan dengan menganggap bahwa bayangan oleh permukaan pembias kedua terletak
di tak terhingga ( s2 =  ).
Gambar 2. Titik Fokus 1
Bidang datar yang melalui F dan tegak lurus sumbu lensa disebut bidang fokus
pertama.
Titik fokus permukaan pembias kedua F dapat dicari dengan menganggap benda
terletak jauh sekali ( s2 =  ) dan bidang datar melalui F serta tegak lurus terhadap
sumbu lensa disebut bidang fokus kedua.
Gambar 3. Titik fokus 2
Berkas cahaya divergen dari titik fokus F mengalami deviasi pada kedua permukaan
dan bila sinar-sinar datang serta sinar yang telah di defiasikan kita proyeksikan ke depan
atau ke belakang, maka akan berpotongan pada suatu titik yang terletak pada suatu
bidang. Bidang ini disebut bidang utama dengan sumbu lensa disebut titik utama H.
Jarak antara titik fokus dengan bidang utama merupakan jarak fokus f. Untuk sinarsinar paraksial, maka bidang fokus dengan bidang utama merupakan bidang datar. Lensa
tipis dapat dipandang sebagai lensa yang kedua bidang utamanya berhimpit pada satu
bidang datar yang melalui pusat optik dan pusat optik ini berimpit dengan puncak-puncak
lensa. Hubungan antara jarak benda s dan jarak bayangan s` adalah
1 1 1
 
s s` f
(1)
Dengan f adalah jarak fokus, ini disebut sebagai persamaan Gaussian.
Pembesaran lensa m didefinisikan sebagai perbandingan antara tinggi bayangan y`
dengan tinggi benda sebenarnya y.
m
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
y`
y
(2)
10
Dapat dibuktikan bahwa:
m
s`
s
(3)
Dengan s` adalah jarak bayangan akhir terhadap pusat optik dan s adalah jarak benda
terhadap pusat optik. Dari pers (1) dan (3) diperoleh :
f 
atau
f 
s`
1 m
ss`
s  s`
(4)
(5)
2. Susunan Lensa
Pada alat-alat optik banyak digunakan lensa bersusun (lensa susunan) dengan tujuan
meminimkan cacat bayangan. Untuk lensa susunan yang terjadi dari dua lensa tipis dengan
fokus masing-masing f dan dipisahkan dengan jarak t maka jarak fokus lensa susunan
adalah :
Gambar 4. Susunan dua lensa tipis
1
1 1
1
  
f
f1 f 2 f1 f 2
(6)
Bila dua lensa diimpitkan (t=0) maka
1
1 1
 
f
f1 f 2
(7)
3. Cacat Bayangan
Rumus lensa yang telah anda kenal sebenarnya hanya berlaku untuk sinar-sinar
paraksial, yaitu sinar yang membentuk sudut kecil dengan sumbu optik lensa. Bila bukan
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
11
sinar paraksial maka bayangan yang terjadi pada umumnya tidak jelas. Ketidakpastian ini
dapat berupa warna atau bentuk bayangan berbeda dengan bentuk benda aslinya. Gejala
ini disebut cacat bayangan atau aberasi. Cacat bayangan ini antara lain aberasi khromatis,
aberasi spheres, distorsi, dan astigmatisme.
D. PERCOBAAN
Lensa Konvergen
1. Ukur tinggi (panjang) anak panah yang dipakai sebagai benda.
2. Susunlah sistem optik berurutan sebagai berikut:
i) Benda dengan lampu dibelakangnya
ii) Lensa konvergen (tanda +)
iii) Layar
3. Ambilah jarak benda ke layar lebih besar dari 1 (satu) meter.
4. Ukurlah dan catatlah jarak benda ke layar (L).
5. Geser-geserkan lensa hingga didapat bayangan yang jelas pada layer (kedudukan I).
6. Catat kedudukan lensa dan ukur tinggi bayangan pada layar.
7. Geserkan lagi kedudukan lensa (kedudukan II) sehingga didapat bayangan jelas yang
lain (jarak benda ke layar L jangan diubah) dan ukur lagi jarak bayangan.
8. Ulangi percobaan no. 3 s/d 7 beberapa kali (ditentukan asisten) dengan harga L yang
berlainan.
9. Ulangi percobaan 2 s/d 8 untuk lensa konvergen kuat (++).
Lensa Divergen
1. Untuk menentukan jarak fokus lensa negatif buatlah bayangan yang jelas dari benda
pada layar dengan bantuan lensa positif.
2. Letakkan lensa negatif antara lensa positif dan layar. Ukurlah jarak mula-mula lensa
negatif ke layar.
3. Geserkan layar sehingga terbentuk bayangan yang jelas pada layar. Ukurlah jarak
lensa negatif ke layar.
4. Ulangi percobaan 1 s/d 4 beberapa kali (ditentukan oleh asisten).
Lensa Gabungan
1. Untuk menentukan jarak fokus susunan lensa, rapatkan lensa konvergen kuat
(tanda ++) dan lensa konvergen (tanda +) serapat mungkin.
Cacat Bayangan
1
Untuk mengamati aberasi khromatik gabungan lensa positif kuat (tanda ++) dan
lampu pijar sebagai benda. Geser-geserkan layar, sedikit saja, amati dan catat
keadaan bayangan dari tiap-tiap kedudukan layar.
2 Pasang diafragma di depan lampu pijar. Ulangi percobaan 1 dan catatlah apa yang
terjadi pada bayangan dari lampu.
3 Ulangilah 2 dengan menggunakan diafragma yang berlainan.
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
12
E. PERTANYAAN
1. Tentukan jarak fokus lensa konvergen (+) dan lensa konvergen kuat (++) dengan
menggunakan Pers. (1) dan (4). Perbesaran yang digunakan adalah perbesaran dari
tinggi benda!
2) Tentukan jarak fokus lensa divergen (-) dengan menggunakan Pers. (5)!
3) Tentukan jarak fokus lensa gabungan dengan menggunakan Pers. (6)!
4) Menurut anda diantara jarak fokus yang dihitung dengan Pers. (1) dan (4) manakah
yang mendekati nilai sebenarnya? Berikan alasannya!
5) Berdasarkan harga M yang dipakai, besaran manakah yang perlu diukur lebih teliti?
6) Terangkanterjadinya cacat bayangan pada percobaanini!
7) Catat bayangan apa saja yang anda amati dalam percobaan ini? Jelaskan berikut
contohnya!
8) Jelaskan mengapa dengan dipergunakannya diafragma, cacat bayangan dapat
dikurangi!
9) Adakah hasil lain untuk mengurangi cacat bayangan?
10) Gambarkan sketsa susunan lensa pada Telescope beserta arah sinarnya!
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
13
JEMBATAN WHEATSTONE
Physics Electricity
A. TUJUAN PERCOBAAN
1. Menentukan besarnya hambatan listrik dengan menggunakan metode jembatan
wheatstone.
2. Menguji kebenaran rumus untuk hubungan seri dan paralel dari hambatanhambatan listrik.
B. ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN
1. Catu daya DC.
2. Hambatan biasa.
3. Bangku hambatan.
4. Hambatan yang belum diketahui nilainya.
5. Zero detector.
6. Komutator.
7. Papan jembatan wheatstone.
8. Kabel-kabel penghubung.
C. TEORI DASAR
Salah Satu cara untuk megukur suatu hambatan yang belum diketahui nilainya
adalah dengan menggunakan rangkaian jembatan wheatstone. Metode jembatan
wheatstone pada dasarnya membandingkan besar hambatan yang belum diketahui dengan
besar hambatan listrik yang sudah diketahui nilainya. Pada gambar 1 ditunjukan prinsip
kerja dari rangkaian jembatan wheatstone.
Gambar 1. Rangkaian jembatan Wheatstone
E : Catu daya dc
G :Zero detector (Galvanometer)
Rx : Hambatan yang akan diukur
Dengan mengatur nilai R1, R2, dan / atau Rb maka dapat dibuat agar arus yang
melalui galvanometer sama dengan nol. Bila keadaan setimbang ini telah tercapai ,
diperoleh hubungan :
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
14
RX 
R2
 Rb
R1
(1)
Untuk menyederhanakan rangkaian dan mempermudah pengukuran, hambatan R1
dan R2 diganti, dengan kawat lurus serba sama dengan panjang L seperti yang ditunjukkan
pada gambar 2. Hambatan R1 sebanding dengan panjang kawat L1 dan hambatan R2
sebanding dengan panjang kawat L2 .Nilai L1 dan L2 ditentukan oleh posisi kotak geser C.
Hambatan rheostat Rg digunakan untuk membatasi arus yang melalui rangkaian dan
mengatur kepekaan galvanometer. Untuk meningkatkan ketelitian pengukuran, dipasang
komutator yang berfungsi untuk membalikan arah arus di dalam rangkaian.
Gambar 2 Rangkaian Alat Percobaan
E : Catu daya dc
G : Galvanometer
S : Saklar
Rb : Bangku hambatan
K : Komutator
Rx : Hambatan yang diukur
Rs : Hambatan biasa
AB : Kawat pada papan jembatan wheatstone
Dengan menggeser – geserkan kotak geser C pada kawat AB dan atau mengubah–
ubah nilai Rb dapat dicapai keadaan di mana galvanometer menunjukan nilai nol. Bila hal ini
telah tercapai, maka Rx dapat dinyatakan dengan persamaan :
RX 
L2
 RB
L1
(2)
D. PERCOBAAN
1. Susunlah rangkaian untuk percobaan seperti pada gambar 2 dengan Rx1 sebagai
hambatan yang belum diketahui nilainya. Perhatikan supaya saklar S awal dalam
keadaan terbuka (off).
2. Aturlah hambatan geser Rs pada posisi maksimum.
3. Atur tegangan catu daya sebesar 12 volt ,kemudian saklar S dipindah ke posisi On.
4. Atur hambatan bangku Rb atau geserkan kotak geser C pada kawat AB sampai
galvanometer menunjukan nilai nol.
5. Anda dapat mengecilkan nilai hambatan seri Rs untuk meningkatkan sensitivitas
galvanometer. Bila galvanometer telah menunjukan nilai nol balikan arah arus didalam
rangkaian dengan membalikan saklar komutator untuk memastikan bahwa
galvanometer tetap menunjukan nilai nol.
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
15
6. Setelah setimbang ,catat nilai Rb ,L1 dan L2 lengkap dengan ketelitiannya.
7. Matikan catu daya atau pindahkan saklar ke posisi off.
8. Ganti hambatan Rx1 dengan Rx2 dan ulangi langkah 3 s/d 7 di atas.
9. Ganti Rx2 dengan rangkaian seri Rx1 dan Rx2, dan ulangi langkah 3 s/d 7 di atas.
10. Ganti rangkaian seri Rx1 dan Rx2 dengan rangkaian paralel Rx1dan Rx, dan ulangi
langkah 3 s/d 7 di atas.
E. TUGAS DAN PERTANYAAN
1. Hitung nilai hambatan Rx1 dengan ketelitiannya!
2. Hitung nilai hambatan Rx2 dengan ketelitiannya!
3. Hitung nilai hambatan seri Rx1 dan Rx2 dengan ketelitiannya dan bandingkan dengan
teori!
4. Hitung nilai hambatan paralel Rx1 dan Rx2 dengan ketelitiannya dan bandingkan
dengan teori!
5. Sebutkan pengertian dari Galvanometer, Wattmeter, dan voltmeter?
6. Hitunglah nilai Rx dari rangkaian dibawah ini?
Gambar 1. Rangkaian jembatan Wheatstone
Diketahui Rb = 8 ohm; R1 = 4 ohm; R2 = 10 ohm
7. Sebutkan aplikasi Jembatan Wheatstone!
8. Berikan kesimpulan dan saran anda!
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
16
FOTOMETER
A. TUJUAN PERCOBAAN
1. Menentukan kuat cahaya dari sebuah lampu pijar dengan cara perbandingan.
2. Menentukan efisiensi pemancaran cahaya pada berbagai keadaan.
B. ALAT-ALAT
1. Lampu pijar (standar dan sembarang)
2. Voltmeter
3. Amperemeter
4. Sumber tegangan
5. Perlengkapan fotometer diatas mistar
6. Luxmeter
7. Kawat penghubung
8. Tempat lampu
C. TEORI DASAR
Suatu titik cahaya (sumber cahaya) memancarkan radiasi sinar ke segala arah
dengan sama rata. Intensitas penerangan (illuminance) yang diterima pada suatu
bidang/suatu titik adalah:
IQ 
dimana : IQ
K
P
R
=
=
=
=
KP
R2
(1)
intensitas penerangan pada titik Q
konstanta pembanding
kuat sumber cahaya (Candel Power)
jarak antara sumber S dan Q
Bila diambil harga-harga:
I dalam lumen/m2
P dalam Candel (lumen / steradian)
R dalam meter, maka didapat K = 1
Sehingga rumus (1) menjadi :
IQ 
P
R2
(2)
Dengan mengetahui intensitas cahaya pada berbagai titik (juga kekuatan
sumber cahaya) maka dapat dihitung efisiensi terang f (Luminous Efficiency).
f 
arus pancaran sinar cahaya
arus pancaran energi
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
17
Arus pancaran cahaya dapat diketahui dari intensitas cahaya. Dan arus
pancaran energi dapat dihitung dari energi listrik yang diberikan. Hilangnya energi disini
akan dipancarkan sebagai energi panas, sinar infra merah dan sebagainya yang tidak
memberi penerangan. Disini untuk mengukur intensitas cahaya dipakai fotometer
sederhana, secara subjektif dan perbandingan (lihat gambar. 1)
P
A
Lampu
Standar
B
Lampu X
ST1
V
RS
ST2
RX
A
mata
Gambar 1. Rangkaian Alat Percobaan
Letak fotometer P dapat dipindah-pindah sehingga pada cermin A dan B didapat
bayangan yang sama terang/kuat (sama gelap atau sama terang). Kalau S adalah lampu
standar dan X lampu yang diselidiki maka untuk fotometer sama terang:
Is  Ix
(3)
Px
Ps
 2 (R = dapat diukur dan Ps = diketahui)
2
R x Rs
Px 
R2 x
Ps
R2s
(4)
D. PERCOBAAN
1. Buktikan rangkaian seperti pada gambar. 1. Hati-hatilah terhadap pemakaian sumber
tegangan (ada dua macam sumber tegangan)
2. Ukurlah intensitas cahaya lampu standar S dengan Luxmeter pada beberapa jarak
(ditentukan oleh asisten)
3. Nyalakan lampu X dan geser-geserlah fotometer sampai didapat intensitas sinar
yang sama pada fotometer (lihat bayangan cermin A dan B).
4. Catat Rx dan Rs serta Amperemeter, dimana besarnya Voltmeter ditentukan oleh
asisten.
5. Lakukan percobaan 4 dan 5 untuk beberapa harga kuat cahaya lampu X dari gelap
sampai yang paling terang (ditentukan oleh asisten), dilakukan dengan mengubah
sumber tegangan E.
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
18
E. PERTANYAAN
1. Periksalah kebenaran rumus (2) dengan pengamatan no. 3 (Buatlah grafik antara I
dan R)!
2. Mengapa pada pengukuran no 2 diatas jarak tidak boleh terlalu dekat tetapi juga
tidak boleh terlalu jauh?
3. Hal-hal apa saja yang dapat dilakukan agar cahaya dapat ditangkap dengan jelas oleh
cermin pembanding ?
4. Terangkan sebab-sebab penyimpangan pada grafik yang terdapat pada pertanyaan 1!
5. Untuk masing-masing besar tegangan E hitunglah:
a) Intensitas sinar lampu X.
b) Power (daya listrik)
c) Efisiensi terang
6. Gambarlah grafik efisiensi terhadap daya listrik percobaan!
7. Tentukan f maksimum yang dicapai!
8. Tunjukkan semua sumber kesalahan yang mungkin terjadi!
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
19
VOLTAMETER TEMBAGA
Physics Electricity
A. TUJUAN PERCOBAAN
Menera sebuah amperemeter dengan voltameter tembaga
B. ALAT-ALAT
1. Voltameter yang terdiri dari :
- Bejana
- Keping tembaga sebagai anoda
- Keping tembaga sebagai katoda
2. Larutan tembaga sulfat (CuSO4)
3. Sumber arus
4. Amperemeter
5. Tahanan standar pengatur arus
6. Kabel penghubung arus
C. TEORI DASAR
Zat cair dipandang dari sudut hantaran listrik, dapat dibagi dalam tiga golongan
yaitu:
 Zat cair isolator seperti air murni dan minyak.
 Larutan yang mengandung ion-ion seperti larutan asam, basa dan garam-garam
didalam air. Larutan ini dapat dilalui arus listrik dengan ion-ion sebagai
penghantarnya dan disertai dengan perubahan-perubahan kimia.
 Air raksa, logam-logam cair dapat dilalui arus listrik, tanpa ada perubahan kimia
didalamnya.
Pada percobaan ini dipakai larutan garam CuSO4,
dalam bejana seperti pada gambar 1 di samping ini.
Bila pada arus listrik mengalir, maka akan terjadi
endapan Cu pada katoda. Jumlah Cu yang mengendap
sebanding dengan arus yang melewatinya, sehingga
voltameter dipakai sebagai amperemeter.
D. PERCOBAAN
1. Gosok katoda dengan kertas ampelas sehingga cukup bersih.
2. Buat rangkaian seperti pada gambar 2.
3. Tuangkan larutan tembaga sulfat ke dalam bejana
4. Jalankan arus dan aturlah Rg sehingga ampermeter menunjukkan kuat arus i
ampere (ditentukan oleh asisten)
5. Periksalah sekali lagi apakah arah arus sudah benar (apakah terjadi endapan
tembaga pada katoda)
6. Putus hubungan dengan sumber arus dan jangan mengubah rangkaian lagi.
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
20
7. Timbang katoda secara teliti dengan menggunakan neraca teknis.
8. Pasang katoda pada rangkaian.
9. Jalankan arus selama n menit (ditentukan asisten). Usahakan agar kuat arus tetap i
ampere dengan mengatur Rg.
10. Setelah n menit putuskan arus dan ambil katoda lalu keringkan.
11. Timbanglah lagi katoda hasil percobaan dengan teliti.
12. Ulangi percobaan point 1 s.d. 11 untuk beberapa kuat arus dan waktu yang berlainan
(ditentukan oleh asisten)
Gambar. 2.
E. PERTANYAAN
1. Hitunglah jumlah tembaga yang mengendap untuk setiap percobaan!
2. Berdasarkan jumlah endapan tembaga yang didapat, hitunglah jumlah muatan yang
telah dipergunakan untuk menguraikan larutan. (untuk tiap percobaan)!
3. Buatlah grafik hasil peneraan, yaitu antara kuat arus hasil perhitungan no. 2
dengan kuat arus yang terbaca pada amperemeter!
4. Berdasarkan hasil percobaan, berilah perhitungan untuk setiap pengukuran dari
setiap percobaan beserta kesalahannya!
5. Berikanlah komentar tentang hasil-hasil di atas!
6. Berdasarkan no. 3 dan no. 4 diatas, perlukah amperemeter yang diselidiki
dikoreksi? Jelaskan!
7. Jika dipergunakan amperemeter yang telah ditera dengan suatu metoda lain, maka
voltameter tembaga ini dapat dipergunakan untuk menghitung berat atom suatu
zat kimia. Terangkan!
8. Hitunglah berat atom tembaga dari percobaan ini dengan memisalkan kuat arus
yang dipakai benar.
9. Bandingkan hasil perhitungan dengan literatur!
10. Mengapa setelah percobaan, katoda harus dikeringkan sebelum ditimbang!
11. Dalam percobaan ini manakah yang mengalami oksidasi dan reduksi? Tuliskan
persamaannya!
12. Apakah peranan proses reduksi dan oksidasi yang terjadi pada percobaan?
Jelaskan!
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
21
OHM’S LAW
KOMPUTERISASI
A. TEORI DAN TUJUAN
TEORI
Diagram standar dari suatu resistor sebagai berikut:
TUJUAN DARI EKSPERIMEN
Menggambarkan kurva karateristik U(I) dimana U adalah tegangan DC pada
terminal dari dipole dan I intensitas arus melewatinya seperti ditunjukan gambar diatas.
Untuk memproses kurva yang didapat dengan perincian :
 Model
 Persamaan yang didapat
Caranya dengan menghubungkan suatu resisitor-resistor
B. ALAT YANG DIGUNAKAN
1) VTT console
2) UME mounting plate
3) Two resistances R (rated values: 120 and 220 ): UME2 cabinet
4) An Evolution R15 power supply
5) VTT voltmeter: range 20V
6) VTT RMS ammeter
7) Electronic 2 power supply
8) Safety lead
9) Generis 5+ software
Gambar Rangkaian Hukum Ohm
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
22
R
Gambar Rangkaian VTT
C. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Hubungkan VTT interface ke computer. Atur titik nol sensor (set the Zero of the
sensor).
Caranya : Instruksi Petunjuk Sensor
Start, Programs, Science Studio, Generis 5+
2. Tempatkan adaptor–adaptor sebagai ordinat kemudian beri nama pada besarannya
 Voltmeter pada chanel 1
Caranya: Drag dan tempatkan voltmeter drop
ordinat dan beri nama tegangan U
 Ammeter pada chanel 1/: jangkar (range) 100 mA
pada salah satu chanel pada
Caranya: Drag dan tempatka ammeter
pada absis namakan arus I
3. Memilih secara otomatis (select automatic) dengan suatu perbedaan 1% pada
tabulasi validasi
Caranya: klik pada validation tab marker.select automatic dengan beda (diference
1%)
4. Memulai Alusisi
Caranya: Tekan lambang
Variasi jangkar tegangan dari -10V sampai +10V amati
titik yang ditampilkan dilayar
5. Menghentikan Alusisi
Caranya : klik stopping the acquisition
6. Simpan file yang menghubungkan grafik U = f (I) dibawah nama ohm. lab
Caranya : klik file, save as …. . , pilih file directory kemudian beri nama Ohm.
7. Ganti Resistor 120 dengan resistor 220 dan ulangi alusisi.
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
23
Caranya : klik
kemudian pilih add a new acquisition
8. Simpan hasil percobaan yang telah lengkap.
Caranya : klik icon
atau menu File save
D. HASIL YANG DIPEROLEH:
10
U, U1 (V)
8
6
4
2
I (mA)
-80
-60
-40
-20
0 0
20
40
60
-2
-4
-6
-8
-10
-12
E. HAL-HAL YANG HARUS DILAKUKAN
1. Perluas kurva yang didapat : Gunakan skala automatic.
Caranya : klik pada icon
2. Pelajari segmen garis tahanan yang diberikan : Model kurva yang didapat.
Caranya: klik pada modeling icon
Kurva dibuat : U (I) Besaran baru Um ( memugkinkan untuk mengubah nama
ini). Dalam kotak yang berlawanan gengan Um, masukan model yang akan diselidiki
R*I. Cek (periksa) kotak dari parameter R yang diselidiki (dicari) menuju default
parameter, program akan menghitung harga yang sebenarnya.
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
24
Caranya : klik pada icon
untuk menemukan persamaan model.
Tempatkan mouse pointer pada garis lurus yang didapat atau klik kanan pada
besaran Um (sebagai ordinat) dan pilih Properties.
3. Simpan pekerjaan yang sudah lengkap.
Caranya : Klik pada Icon
atau menu File, Save
4. Restart Modeling untuk kurva kedua.
Caranya : kurva menjadi model U1(I)…
5. Simpan pekerjaan yang sudah lengkap.
Caranya : Klik pada Icon atau menu File, Save
F. INTERPRESTASI HASIL
1) Proses hasil yang didapat
2) Kurva mcam apa yang didapat
3) Apakah tegangan U dalam volts dan arus dalam ampere sebanding? Periksa jawaban
anda.
4) Berikan persamaan–persamaan yang didapat.
5) Berapa harga slop
6) Hasil dari petanyaan no 1 mengarahkan pada suatu hokum yang umum. Nyatakan
hokum ini dan barikan formula yang sesuai.
7) Kurva dibuat 2 bagian simetris. Buktikan eksistensi dari 2 bagian ini.
8) Apakah kesimpulan dapat ditarik dari hubungan suatu resistansi.
G. MENDRAFT LAPORAN
1. Klik report tab Marker
Caranya : klik
2. Tulis judul
Caranya : klik icon
, klik kotak dialog
disisipkan. definisikan kotak berisi kurva.
dan klik kurva yang
3. Jawab pertanyaan yang diminta.
Caranya : Klik pada icon
dan definisikan kotak untuk jawaban-jawaban
4. Ke preview sebelum mencetak dan modifikasi item-item laporan jika perlu.
Caranya : klik pada icon
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
25
H. HASIL YANG DIPEROLEH.
Gambar kurva hasil eksperimen
1. Proses kurva yang didapat.
Kurva yang didapat dapat digambarkan sebagai suatu persamaan lineardengan tipe y
= a*X
Arus dan tegangan sebanding Um= 115* I dan U1m = 209* I
Harga slop R = 115  and R1 =209 
2. Tegangan Upada terminal dari dipole yang dipelajari ,jika intensitas arus I
melewatinya,sebanding dengan arus ini. Hukum ohm U = R * I. Dipole adalah linear.
3. Resistor yang dilewati arus dalam dua arah yang identitas. Sebagai suatu hasil.
Resistansi dapat dihubungkan dalam sembarang arah.
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA
26
Laboratorium Fisika Dasar FT. UNTIRTA