Laporan Praktikum Hukum Ohm (Seri dan Paralel)

Daftar isi

1. Latar belakang
2. Tujuan Percobaan
3. Dasar Teori
4. Metodologi Percobaan
5. Data dan Analisa
6. Kesimpulan
7. Daftar Pustaka
8. Bagian Pengesahan
9. Lampiran

HUKUM OHM

I. Latar belakang

—

II. Tujuan Percobaan

1. Memperagakan pengukuran tegangan listrik.
2. Memperagakan pengukuran arus listrik.
3. Menginterpretasikan grafik tegangan dan arus.
4. Menentukan besar hambatan suatu penghantar.

III. Dasar Teori

Menurut Durbin (2005) Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya. Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya. Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah 'hukum' tetap digunakan dengan alasan sejarah. Secara matematis Hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan:

\begin{equation} V = IR \tag{1} \end{equation}

keterangan:
I = arus yang mengalir pada suatu penghantar dalam satuan ampere.
V = tegangan yang terdapat pada kedua ujung penghantar dalam satuan volt.
R = nilai hambatan listrik(resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar dalam satuan ohm.

Berdasarkan Hukum Ohm, 1 ohm didefinisikan sebagai hambatan yang digunakan dalam suatu rangkaian yang dilewati kuat arus sebesar 1 ampere dengan beda potensial 1 volt. Oleh karena itu, kita dapat mendefinisikan pengertian hambatan yaitu perbandingan antara beda potensial dan kuat arus. Semakin besar sumber tegangan maka semakin besar arus yang dihasilkan. Jadi, besar kecilnya hambatan listrik tidak dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik tetapi dipengaruhi oleh panjang penampang, luas penampang dan jenis bahan (Hayt, 1991).

Hambatan dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu panjang, luas dan jenis bahan. Hambatan berbanding lurus dengan panjang benda, semakin panjang maka semakin besar hambatan suatu benda. Hambatan juga berbanding terbalik dengan luas penampang benda,semakin luas penampangnya maka semakin kecil hambatannya. Inilah alasan mengapa kabel yang ada pada tiang listrik dibuat besar-besar, tujuannya adalah untuk memperkecil hambatan sehingga tegangan bisa mengalir dengan mudah. Hambatan juga berbanding lurus dengan jenis benda (hambatan jenis) semakin besar hambatan jenisnya maka semakin besar hambatan benda itu. Kalau antara dua kutub positif dan kutub negatif dari sebuah sumber tegangan kita hubungkan dengan sepotong kawat penghantar, maka akan mengalir arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif. Arus ini mendapat hambatan dalam penghantar itu (Purwandari, 2013).

Dari peristiwa di atas dapat diketahui bahwa ada hubungan antara arus yang mengalir dalam hambatan kawat dan adanya sumber tegangan. Besarnya arus listrik yang mengalir tergantung dari besarnya hambatan kawat. Semakin besar hambatan kawat, maka semakin kecil arus yang mengalir. Apabila sumber listrik bertegangan 1 volt dihubungkan dengan hambatan sebesar 1 ohm, maka arus yang mengalir sebesar 1 ampere. Dalam penyelidikan nya George Simon Ohm (ahli ilmu fisika dari Jerman) menemukan bahwa arus listrik yang mengalir dalam hambatan akan bertambah besar jika tegangan dinaikkan, sementara nilai hambatannya tetap (Purwoko dan Fendi, 2007).

Menurut Alonso (1979) dapat dituliskan persamaan hukum Ohm, yaitu:

\begin{equation} V = IR \tag{2} \end{equation}

keterangan:
V = tegangan dalam satuan volt
I = arus dalam satuan ampere
R = hambatan dalam satuan ohm

Amperemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Pemakaian alat ukur ini dihubungkan ke dalam rangkaian sehingga terhubung seri dengan komponen yang akan dihitung kuat arusnya. Voltmeter merupakan alat ukur beda potensial antara 2 titik. Pemakaian voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang akan diukur beda potensialnya (Sunaryono dan Taufiq, 2010).

IV. Metodologi Percobaan

4.1 Alat dan Bahan

1. Power Supply (1 buah).
2. Multimeter (1 buah).
3. Resistor (3 buah).
4. Jumper (2 buah).
5. Kabel penghubung (3 buah).
6. Protoboard (1 buah).

4.2 Gambar Alat

—

4.3 Langkah Kerja

1. Pasanglah rangkaian listriknya seperti gambar diatas dengan resistor yang digunakan bernilai 10 kΩ dan beritahukan kepada asisten lebih dahulu untuk diperiksa sebelum rangkaian tersebut dihubungkan dengan sumber tegangan.
2. Setelah rangkaian benar, hidupkan sumber tegangan.
3. Aturlah sumber tegangan pada nilai 1 volt. Catat arus yang mengalir pada resistor.
4. Naikkan V menjadi 2 volt, 3 volt, 4 volt sampai 9 volt dengan rentang 1 volt. Catat arus yang mengalir pada resistor untuk masing-masing nilai V.
5. Ulangi langkah 4 dengan menurunkan nilai V menjadi 8 volt, 7 volt, 6 volt, sampai 1 volt dengan rentang 1 volt. Catat arus yang mengalir pada resistor untuk masing-masing nilai V.
6. Ulangi langkah a-e untuk resistor yang belum diketahui nilainya.
7. Ulangi langkah a-e untuk resistor yang bernilai 10 kΩ dan 3,3 kΩ yang dirangkai seri.
8. Ulangi langkah a-e untuk resistor yang bernilai 10 kΩ dan 3,3 kΩ yang dirangkai paralel.
9. Buatlah grafik dari data yang diperoleh saat praktikum dengan V sebagai variabel bebas dan I sebagai variabel terikat.
10. Analisislah data hasil praktikum.

4.4 Metode Grafik

V. Data dan Analisa

5.1 Data Percobaan

5.2 Analisa Data

Prinsip kerja dari percobaan ini adalah dengan cara merangkai resistor di protoboard secara seri atau paralel kemudian dihubungkan ujung-ujungnya melalui jumper ke voltmeter dan ohmmeter. Kemudian nilai arus dan tegangan yang melalui resistor didapatkan, sehingga nilai hambatan (R) dari resistor dapat ditemukan. Hukum Ohm menyatakan bahwa jika tegangan yang melewati resistor dijadikan 2 kali semula maka arus yang melewatinya juga bertambah 2 kali lipat. Artinya arus proporsional dengan tegangan (V ~ I).

Rekomendasi Laporan lain:

• Laporan Jembatan Wheatstone
• Laporan Generator AC
• Laporan Hukum Stefan Boltzmann

Pada tabel percobaan 1 pengukuran R₁ = 10 kΩ didapatkan nilai arus yang sebanding dengan kenaikan tegangan, begitu juga pada pencarian nilai R₂, hambatan pada rangkaian seri dan paralel. Percobaan ini memperoleh nilai hambatan pada masing-masing resistor melalui 3 metode, yaitu metode perhitungan manual, metode grafik, dan metode pengukuran langsung resistor dengan ohmmeter. Berikut ini adalah gambar 2 grafik penentuan hambatan pada resistor R₁ dan resistor R₂:

gambar grafik 1 didapatkan nilai hambatannya sebesar R₁ = 9871.66 Ω. Gambar grafik 2 didapatkan nilai hambatannya sebesar R₂ = 14641 Ω. Hasil hitung nilai hambatan pada resistor R₁ hampir mendekati nilai resistor yang sudah tertera yaitu R₁ = 10.000 Ω . Selanjutnya adalah pengukuran nilai resistor yang dipasang secara seri dan paralel yang disajikan gambar grafik dibawah ini:

gambar grafik 3 menunjukkan nilai dari 2 resistor yang dipasang secara seri. Hasil nilai hambatannya yang dipasang seri ini adalah sebesar R_s = 9871 Ω Gambar grafik 1 menunjukkan bahwa nilai arus berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan direpresentasikan oleh garis lurus yang linier. Gambar grafik 4 adalah rangkaian dari 2 resistor yang dirangkai secara paralel. Hasil dari perhitungan grafik rangkaian yang dipasang secara paralel ini adalah R_p = 2516 Ω. Grafik linier yang lurus ini menandakan bahwa tegangan berbanding lurus dengan arus seperti ketiga gambar grafik sebelumnya.

Pada perhitungan manual resistor yang dirangkai seri didapat nilai hambatannya sebesar R_s = 13300 Ω dan dirangkai secara paralel sebesar R_p = 2481,2 Ω. Kemudian pada pengukuran nilai resistor secara langsung dengan ohmmeter didapatkan nilai hambatan R_s = 13.100 Ω dan R_p = 2443 Ω.

Perbedaan hasil dari nilai hambatan yang dirangkai secara seri dan paralel disebabkan oleh berbagai macam faktor, contohnya adalah suhu ruangan yang dingin mengakibatkan massa jenis resistor menjadi berkurang dan berakibat juga pada penurunan nilai resistor, hambatan dalam pada multimeter, nilai toleransi dari resistor, umur resistor yang digunakan, kesalahan perhitungan, dan kesalahan paralaks pada saat melakukan pengamatan.

VI. Kesimpulan

1. Pengukuran tegangan dapat dilakukan dengan menyusun voltmeter secara paralel dengan rangkaian listrik.
2. Pengukuran arus dilakukan dengan menyusun amperemeter secara seri dengan rangkaian listrik.
3. Grafik tegangan dan arus,
   

   

4. Perhitungan nilai hambatan:

1. Grafik
   R₁ = 9871.66 Ω
   R₂ = 14641 Ω
   R_s = 9871 Ω
   R_p = 2516 Ω
2. Ohmmeter
   R_s = 13100 Ω
   R_p = 2443 Ω
3. Gelang resistor/manual
   R₁ = 10000 Ω
   R₂ = 3300 Ω
   R_s = 13300 Ω
   R_p = 2481,2 Ω

VII. Daftar Pustaka

• Alonso, A., 1979. Dasar-dasar Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga.
• Durbin, D., 2005. Rangkaian Listrik. Jakarta: Erlangga.
• Hayt, W., 1991. Rangkaian Listrik Edisi Keenam Jilid I. Jakarta: Erlangga.
• Purwandari, E., 2013. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Jember: Universitas Jember.
• Purwoko, P. dan Fendi. F., 2007. Fisika Universitas. Jakarta: Yudhistira.
• Sunaryono, S. dan Taufiq, A., 2010. Super Tips dan Trik Fisika. Jakarta: Kawah Media.

VIII. Bagian Pengesahan

—

IX. Lampiran