Laporan-praktikum-hukum-ohm-dan-kirchoff.docx

Hukum Ohm & Hukum Kirchoff Hukum Ohm 1.

TUJUAN Selesai melaksanakan percobaan pratikum ini diharapkan dapat : a. Dapat membuktikan kebenaran Hukum ohm dengan percobaan. b. Dapat menganalisa hubungan antara tegangan dan arus listrik pada suatu tahanan tertentu. c. Dapat menganalisa hubungan antara arus dan tahanan pada tegangan tertentu. d. Dapat menggambarkan grafik tegangan fungsi arus pada lima buah tahanan yang berbeda.

2.

LANDASAN TEORI Hukum Ohm Ohm adalah suatu satuan tahanan listrik yang sering ditulis dengan simbol Ω. Dalam suatu rangkaian listrik, Hukum ohm menyatakan hubungan antara tegangan, arus dan tahanan yang dirumuskan sebagai berikut: 𝑅=

𝑉 𝐼

Dimana: R = Resistansi / tahanan (Ω) V = Tegangan yang diberikan pada tahanan (Volt) I = Arus yang mengalir pada resistor (Ampere)

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik akibat dari pergerakan elektron-elektron yang mengalir melalui suatu titik dalam rangkaian listrik tiap satuan waktu. Persamaannya: 𝐼=

𝑄 𝑡

I

= Kuat arus listrik (Ampere)

Q

= Muatan listrik (Coulomb)

t

= Waktu (sekon)

1

Tahanan adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik dengan arus listrik yang mengalir pada rangkaian itu. Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik. 𝑉 = 𝐼. 𝑅 V

= Tegangan Listrik

(Volt)

I

= Kuat Arus Listrik

(Ampere)

R

= Hambatan

(Ohm)

Hukum Ohm Besarnya arus listrik yang mengalir pada sebuah konduktor (penghantar) berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya. Jika sebuah benda penghantar mempunyai resistansi yang tidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya. Maka dalam kondisi ini berlaku Hukum Ohm.

3.

ALAT DAN BAHAN Hukum Ohm - Sumber tegangan DC

: Baterai 9 V

- Tahanan (Ω)

: 47Ω, 100 Ω, 220 Ω, 470 Ω, 680 Ω

- Voltmeter DC

: 1 buah

- Papan percobaan - Ampermeter DC

: 1 buah

- Kabel penghubung

2

4.

LANGKAH KERJA Hukum Ohm a. Meneliti semua peralatan sebelum digunakan. b. Membuat rangkaian seperti gambar.

A Perhatian: R

Setiap penggantian R,

V

saklar S harus di offkan.

c. Melakukan pengamatan dan diisi kedalam tabel.

5.

DATA PERCOBAAN Hukum Ohm Resistor

Ampere DC

Voltmeter DC

47 Ω

50 mA

0

100 Ω

25 mA

0

220 Ω

15 mA

0

470 Ω

5 mA

0

680 Ω

5 mA

0

I1

=

I2

=

I3

=

I4

=

I5

=

9𝑉 47 Ω

= 0,19 𝐴

9𝑉 100 Ω 9𝑉 220 Ω 9𝑉 470 Ω 9𝑉 680 Ω

= 0,09 𝐴 = 0,04 𝐴 = 0,019 𝐴 = 0,013 𝐴

3

6.

PERTANYAAN 1. Gambarkan grafik tegangan fungsi arus dari data percobaan. 2. Jelaskan hubungan antara tegangan dan arus listrik pada tahanan yang konstan? 3. Jelaskan hubungan antara arus listrik dan tahanan pada tegangan konstan? 4. Bandingkan hasil percobaan dengan teori. JAWABAN 1.

Tahanan 47 Ω, 100 Ω, 220 Ω, 470 Ω, 680 Ω

v 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

0,013 A

0,019 A

0,19 A

0,04 A

0,09 A

2. Hubungan antara tegangan dan arus berbanding lurus. Apabila nilai tegangan besar maka arus yang dihasilkan pun besar, begitu pula sebaliknya. 3. Hubungan antara arus dan tahanan pada tegangan yang konstan adalah berbanding terbalik, Apabila tegangan yang diberikan besar, maka arus yang mengalir bernilai kecil, begitu pula sebaliknya. 4. Hasil percobaan dan teori terdapat perbedaan , hali ini dikarenakan pada voltase baterai yang sudah tidak 9 volt, tetapi sudah turun karena baterai telah dipakai.

4

7.

ANALISA HASIL PERCOBAAN Tujuan percobaan ini adalah untuk mencari nilai kuat arus yang dihasilkan oleh tegangan bernilai 9 volt. Dalam percobaan ini digunakan baterai 9 Volt sebagai sumber tegangan dan 5 buah resistor dengan masing-masing besar tahanan sebesar 47 Ω, 100 Ω, 220 Ω, 470 Ω, dan 680 𝑉

Ω. Untuk mencari kuat arus pada resistor digunakan rumus 𝐼 = 𝑅 dimana arus yang mengalir oada suatu rangkaian berbanding lurus dengan besar tegangan yang diberikan. Dari percobaan didapatkan nilai arus pada masing-masing hambatan yaitu: 47 Ω

= 50 mA

100 Ω

= 25 mA

220 Ω

= 15 mA

470 Ω

= 5 mA

680 Ω

= 5 mA

Berdasarkan teori di dapatkan: 𝑉

𝐼=𝑅 𝐼=

9𝑉 47 Ω

= 0,19 𝐴 dan hasil praktek yang didapat adalah 0,05 A

5

HUKUM KIRCHOFF 1.

TUJUAN Selesai percobaan diharapkan mahasiswa dapat: a. Membuktikan kebenaran Hukum Kirchoff I 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.

DASAR TEORI 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. I2

I1

I5

I1 + I2 + I3 + I4 + I5 = 0

I3 I4

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

V1 + V2 + V3 + V4 + V5 = 0

6

Hukum Kirchoff ini dalam pemakaiannya digunakan pada analisa rangkaian listrik, analisa rangkaian elektronika, perencanaan instalasi dan sebagainya. Suatu aliran arus listrik dalam rangkaian tertutup berlaku persamaan berikut. “Jumlah aljabar dari hasil kali kekuatan arus dan tahanan di setiap bagian adalah sama dengan jumlah aljabar dari gaya-gaya gerak listriknya.” Jika berbagai arus listrik bertepatan disuatu titik, maka jumlah aljabar dari kekuatan arus-arus tersebut adalah 0 (nol) di titik pertemuan. Besar arus listrik yang mengalir menuju titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik percabangan.

3.

E1

=

V1 + V2 + V3

E2- V1 - V2 - V3

=

0

E1 - (V1 + V2 + V3)

=

0

E1

=

Tegangan sumber

V1, V2, V3

=

Tegangan masing-masing resistor

I

=

I1 + I2 + I3

I - I1 - I2 - I3

=

0

I – (I1 + I2 + I3)

=

0

I

=

Arus Input (A)

I1, I2, I3

=

Arus Output (A)

Ia + Ib + Ic

=

I1 + I2 + I3

Ia + Ib + Ic - I1 - I2 - I3 =

0

Ia + Ib + Ic–(I1 + I2 + I3)=

0

Ia , Ib , Ic

=

Arus Input (A)

I1, I2 , I3

=

Arus Output (A)

ALAT DAN BAHAN  Sumber tegangan DC = Baterai 9V  6 Buah tahanan

= 82 Ω, 100 Ω, 150 Ω, 1200 Ω, 1800 Ω, 3300 Ω

 Voltmeter DC

= 1 buah

 Amperemeter DC

= 1 buah

 Papan percobaan  Kabel penghubung

7

4.

LANGKAH KERJA a. Membuat rangkaian seperti gambar berikut: R1

A1

R2

A2

R3

A3

b. Melakukan pengamatan dan masukkan ke dalam tabel. c. Mengubah rangkaian diatas menjadi seperti gambar berikut: R1

A

V

R2

1

V V

R3

d. Melakukan pengamatan dan masukkan ke dalam tabel. e. Membuat rangkaian seperti gambar berikut.

1

V 1

f. Melakukan pengamatan dan masukkan ke dalam tabel.

8

5.

DATA PERCOBAAN Rangkaian 1 Resistor

Kuat Arus

82 Ω

100 mA

100 Ω

90 mA

150 Ω

60 mA

Rangkaian 2 Resistor

Kuat Arus

Tegangan

1200 Ω

30 mA

5

1800 Ω

28 mA

5

3300 Ω

30 mA

5

Resistor

Kuat Arus

Tegangan

1200 Ω

6 mA

0

1800 Ω

4mA

0

3300 Ω

2mA

0

Rangkaian 3

9

6.

ANALISA PERCOBAAN Tujuan percobaan ini adalah untuk mencari nilai kuat arus yang dihasilkan oleh tegangan bernilai 9 volt. Dalam percobaan ini digunakan baterai 9 volt sebagai sumber tegangan dan 6 buah resistor, masing-masing sebesar 82 Ω, 100 Ω, 150 Ω, 1200 Ω, 1800 Ω, 3300 Ω. Dari percobaan didapatkan nilai arus pada masing-masing hambatan, yaitu: Rangkaian 1 82 Ω

= 100 mA

100 Ω

= 90 mA

150 Ω

= 60 mA

Rangkaian 2 1200 Ω

= 30 mA

1800 Ω

= 28 mA

3300 Ω

= 30 mA

Rangkaian 3 1200 Ω

= 6 mA

1800 Ω

= 4 mA

3300 Ω

= 2 mA

Berdasarkan teori didapatkan : 𝐼= 𝐼=

𝑉 𝑅 9𝑉 47 Ω

= 0,19 𝐴 dan hasil praktek yang didapat adalah 0,05 A.

Pada percobaan Hukum Kirchoff, Berdasarkan teori: 𝑉

𝐼=𝑅 𝐼=

9𝑉 82 Ω

= 109 𝑚𝐴 dan hasil praktek yang didapat adalah 100 mA. Hasil

yang didapatkan pada praktek tidak jauh berbeda dengan hasil teori.

10

7.

PERTANYAAN 1. Menjelaskan maksud percobaan pada gambar 1,2,3 2. Menyesuaikan percobaan-percobaan yang telah saudara lakukan dengan teori, Jelaskan! 3. Mengapa ketiga baterai V2 dibalik polaritasnya menyebabkan perubahan tegangan pada setiap tahanan? Jawaban 1. Membuktikan kebenaran Hukum Kirchoff I dan II dan menentukan arus yang mengalir pada suatu cabang. 2. Dari percobaan didapatkan beberapa nilai arus. Percobaan ini menghasilkan beberapa arus berbeda berdasarkan tegangan dan hambatan yang dipasang, Perbedaan nilai arus ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa semakin besar hambatan yang dipasang, maka arus yang timbul semakin kecil, begitu pula sebaliknya. 3. Ketika baterai 9 Volt dibalik polaritasnya akan menyebabkan berubahnya penunjukkan tegangan pada setiap tahanan. Hal ini disebabkan karena kutub yang berubah. Jika kutub positif yang berwarna merah disambungkan ke kutub negatif yang berwaran hitam pada baterai, maka arus tidak akan mengalir. Hal inilah yang menyebabkan tegangan pada setiap tegangan berubah.

11

8.

KESIMPULAN Ohm adalah suatu tahanan listrik yang ditulis dengan simbol “Ω”. Hukum Ohm menyatakan hubungan antara tegangan, arus dan tahanan yang dirumuskan dengan

𝑅=

𝑉 𝐼

Dimana: R = Resistansi/ tahanan (Ω) V = Tegangan yang diberikan pada tahanan (Volt) I = Arus yang mengalir pada resistor (Ampere) Hubungan antara tegangan dan arus berbanding lurus. Apabila nilai tegangan besar maka arus yang dihasilkan pun besar, begitu pula sebaliknya. Bila tegangan kecil, maka arus yang dihasilkan pun kecil. Hubungan antara arus dan tahanan pada tegangan yang konstan adalah berbanding terbalik, Apabila tegangan yang diberikan besar, maka arus yang mengalir bernilai kecil, begitu pula sebaliknya. Bila tahanan kecil, maka arus yang dihasilkan besar. Hukum Kirchoff terdiri dari Hukum Kirchoff I dan Hukum Kirchoff II. Hukum Kirchoff I menyatakan tentang jumlah aljabar arus yang menunjukkan arah ke satu titik cabang adalah 0 (nol). ∑ I masuk

= ∑ I keluar

∑ I masuk-∑ I keluar = 0 Hukum Kirchoff II menyatakan tentang jumlah tegangan pada suatu rangkaian tertutup adalah nol. Penyebab selisih antara praktek dan teori adalah berkurangnya voltase pada baterai.

9.

DAFTAR PUSTAKA 1. 2.

FW. Sears, Mechanic,Heat & Sond, Bab 5 dan Bab 11. Halliday dan Resnick, Fisika I, Bab 5.

12

GAMBAR ALAT

Baterai 9 volt

Kabel Penghubung

Papan rangkaian

Resistor

Multitester

13