bab 2(1)

Laboratorium Elektro HUKUM OHM DAN HUKUM KIRCHOFF

Semester IIJur. Teknik Listrik Waktu :

I. HUKUM OHM

1. Tujuan

Selesaikan percobaan praktikan diharapkan dapat :

- Membuktikan kebenaran hukum ohm dengan percobaan

- Menganalisa hubungan antara tegangan dan arus listrik pada suatu tahanan

tertentu

- Menganalisa hubungan antara arus dan tahanan pada tegangan tertentu

- Menggambar grafik tegangan fungsi arus pada 5 buah tahanan yang berbeda

2. Pendahuluan

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 = VI

Dimana :

R = Resistor/ tahanan (Ω)

V = Tegangan yang diberikan pada tahanan (Volt)

I = Rus yang mengalir pada tahanan (Ampere)

3. Peralatan yang digunakan

- Sumber tegangan DC : ACCU 12V

- Tahanan (Ω)/5W : 47, 220, 470, 680

- Ampermeter DC : 1 buah

- Papan percobaan

- Kabel penghubung

4. Langkah kerja

4.1. Telitilah semua peralatan sebelum digunakan

A

VR

4.2. Buat rangkaian seperti gambar I.1

Perhatian : Setiap penggantian R, saklar S harus di “OFF” kan

S

V

Gambar I.1

4.3. Lakukan pengamatan sesuai dengan I.1

5. Tugas dan pertanyaan

5.1. Gambarkan grafik tegangan fungsi arus dari data percobaan

5.2. Jelaskan hubungan antara tegangan dan arus listrik pada tahanan

yang konstan

5.3. Jelaskan hubungan antara listrik dan tahanan pada tegangan yang

konstan

5.4. Bandingkan hasil percobaan dengan teori

II. HUKUM KIRCHOFF

1. Tujuan

Selesaikan percobaan praktikan diharapkan dapat :

- Membuktikan kebenaran hukum kirchoff dengan percobaan

- Menentukan harga arus yang mengalir pada suatu cabang, bila cabang yang

lain diketahui harganya

- Membuktikan kebenaran hukum kirchoff II dengan percobaan

2. Pendahuluan

Hukum kirchoff ada 2 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 ke satu

titik cabang adalah nol (∑ i = 0). Dalam perjanjian arus yang arahnya

masuk ke suatu titik diberi tanda positif, sedang yang keluar diberi tanda

negatif.

i2 i3

i1 i5 i4

Hukum kirchoff II menyatakan bahwa jumlah aljabar tegangan pada suatu

rangkaian tertutup adalah nol (∑ v = 0). Dalam menggunakan hukum

kirchoff II ini kita memberikan tanda polaritas positif pada tahanan diarah

datangnya arus.

R1

I

V1

R3 V2

- V2 + IR1 + IR2 + V2 + IR3 = 0

- Hukum kirchoff ini dalam pemakaiannya digunakan pada analisa rangkaian

listrik, analisa rangkaian elektronika, perencanaan instalasi dan

sebagainya.

-

R2

A1

A3

A2

A

VV V

III. PERALATAN YANG DIGUNAKAN

- Sumber tegangan DC : ACCU 12V, baterai 9V

- Tahanan (Ω)/5W : 47, 100, 150, 1K2, 1K8, 3K3

- Voltmeter DC : 3 buah

- Ampermeter DC : 3 buah

- Papan percobaan

- Kabel penghubung

IV. LANGKAH KERJA

IV.1. Buat rangkaian seperti gambar II.1

R1

V

R2

R3

Gambar II.1

IV.2. Lakukan pengamatan sesuai dengan tabel II.1

IV.3. Ubahlah rangkaian diatas menjadi seperti gambar II.2

R1= 100Ω R2 = 47Ω

V

R3 =220Ω

Gambar II.2

IV.4. Lakukan pengamatan sesuai dengan tabel II.2

V

VV

V

IV.5. Buat rangkaian seperti gambar II.3

R1 = 1K2Ω

V2

V1

R2 = 1K8Ω

R3 = 3K3Ω

Gambar II.3

IV.6. Lakukan pengamatan sesuai dengan tabel II.3.a dan tabel III.3.b

V. HASIL DAN ANALISA

V.A. Hasil

i. Hukum Ohm

Tabel 1.A. Pengukuran Arus dengan R=47 ohm

No.

Vs (Volt) Resistor Arus Terhit.

(mA)

Arus Terukur

(mA)

Nilai Mutlak

Nilai Relatif

Batas Ukur

1 0 47Ω 0 0 0 0 0,25A

2 2 47Ω 29.3 42.55 0,25A

3 4 47Ω 55 85.1 0,25A

4 6 47Ω 85 127.65 0,25A

5 8 47Ω 110 170.21 0,25A

6 10 47Ω 150 212.76 0,25A

7 12 47Ω 171 255.31 0,25A

Tabel 1.B. Pengukuran Tegangan dengan R = 47 ohm

No.

Vs (Volt) Resistor Tegangan

Terhit.(V)Tegangan

Terukur (V)Nilai

MutlakNilai

RelatifBatas Ukur

1 0 47Ω 0 0 0 0 0

2 2 47Ω 1.3 1.9 10

3 4 47Ω 2.6 3.9 10

4 6 47Ω 4.13 5.9 10

5 8 47Ω 5.26 7.9 10

6 10 47Ω 6.83 9.9 50

7 12 47Ω 8.4 11.9 50

Tabel 2.A. Pengukuran Arus dengan R= 220 ohm

No.


(mA)

Arus Terukur

(mA)

Nilai Mutlak

Nilai Relatif

Batas Ukur

1 0 220Ω 0 0 0 0 0,25A

2 2 220Ω 9 9.09 0,25A

3 4 220Ω 15 18.18 0,25A

4 6 220Ω 25 27.27 0,25A

5 8 220Ω 32.5 36.36 0,25A

6 10 220Ω 45 45.45 0,25A

7 12 220Ω 54 54.54 0,25A


No.

Vs (Volt)

Resistor Tegangan Terhit.(V)

Tegangan Terukur (V)

Nilai Mutlak

Nilai Relatif

Batas Ukur

1 0 220Ω 0 0 0 0 0

2 2 220Ω 1.9 2 10

3 4 220Ω 3.23 3.9 10

4 6 220Ω 5.3 5.9 10

5 8 220Ω 7.46 7.9 10

6 10 220Ω 9.23 9.9 50

7 12 220Ω 10.56 11.9 50


No.


(mA)

Arus Terukur

(mA)

Nilai Mutlak

Nilai Relatif

Batas Ukur

1 0 470Ω 0 0 0 0 0,25A

2 2 470Ω 4.2 4.25 0,25A

3 4 470Ω 8.3 8.51 0,25A

4 6 470Ω 12 12.76 0,25A

5 8 470Ω 17 17.02 0,25A

6 10 470Ω 20 21.27 0,25A

7 12 470Ω 25 25.33 0,25A


No.

Vs (Volt)



Nilai Mutlak

Nilai Relatif

Batas Ukur

1 0 470Ω 0 0 0 0 0

2 2 470Ω 2 2 10

3 4 470Ω 4 4 10

4 6 470Ω 5.9 5.99 10

5 8 470Ω 7.6 7.99 10

6 10 470Ω 9.8 9.99 50

7 12 470Ω 11.5 11.99 50


No.


(mA)

Arus Terukur

(mA)

Nilai Mutlak

Nilai Relatif

Batas Ukur

1 0 680Ω 0 0 0 0 0,25A

2 2 680Ω 2.9 2.94 0,25A

3 4 680Ω 5.4 5.88 0,25A

4 6 680Ω 8.8 8.82 0,25A

5 8 680Ω 11 11.76 0,25A

6 10 680Ω 14.5 14.70 0,25A

7 12 680Ω 17.5 17.64 0,25A


No.

Vs (Volt)



Nilai Mutlak

Nilai Relatif

Batas Ukur

1 0 680Ω 0 0 0 0 0

2 2 680Ω 2 2 10

3 4 680Ω 4 4 10

4 6 680Ω 5.9 5.99 10

5 8 680Ω 7.6 7.99 10

6 10 680Ω 9.8 10 50

7 12 680Ω 11.5 12 50

V.B. Analisai. Hukum Ohm

* Perhitungan Arus dengan R=47 ohm

Rumus : I= VR

Dik : V2= 2 V5=8

V3= 4 V6=10

V4= 6 V7=12

Penyelesaian :

I2= 2V

47Ω I5= 8V

47Ω

= 0.04255 A = 0.17021 A= 42.55 mA = 170.21 mA

I3= 4V

47Ω I6= 10V47Ω

= 0.0851 A = 0.21276 A= 85.10 mA = 212,76

I4= 6V

47Ω I7= 12V47Ω

= 0.12765 A = 0.25531 A= 127.65 mA = 255.31 mA*Perhitungan Tegangan dengan R= 47 ohm

V2 = 0.04255 A x 47 Ω V5 = 0.17021 A x 47 Ω = 1.9 V = 7.9 V

V3 = 0.0851 A x 47 Ω V6 = 0.21276 A x 47 Ω = 3.9 V = 9.9 V

V4= 0.12765 A x 47 Ω V7 = 0.25531 A x 47 Ω

= 5.9 V = 11.9 V


Rumus : I= VR

Dik : V2= 2 V5=8

V3= 4 V6=10

V4= 6 V7=12

Penyelesaian :

I2= 2V

220Ω I5= 8V

220Ω

= 0.00909 A = 0.03636 A= 9.09 mA = 36.36 mA

I3= 4V

220Ω I6= 10V

220Ω

= 0.01818 A = 0.04545 A= 18.18 mA = 45.45 mA

I4= 6V

220Ω I7= 12V47Ω

= 0.02727 A = 0.05454 A = 27.27 mA = 54.54 mA

*Perhitungan Tegangan dengan R= 220 ohm

V2 = 0.00909 A x 220 Ω V5 = 0.03636 A x 220 Ω = 2 V = 7.9 V

V3 = 0.01818 A x 220 Ω V6 = 0.4545 A x 220 Ω = 3.9 V = 9.9 V

V4= 0.02727 A x 220 Ω V7 = 0.05454 A x 220 Ω = 5.9 V = 11.9 V


Rumus : I= VR

Dik : V2= 2 V5=8

V3= 4 V6=10

V4= 6 V7=12

Penyelesaian :

I2= 2V

470Ω I5= 8V

470Ω

= 0.00425 A = 0.01702 A= 4.25 mA = 17.02 mA

I3= 4V

470Ω I6= 10V

470Ω

= 0.00851 A = 0.02127 A= 8.51 mA = 21.27 mA

I4= 6V

470Ω I7= 12V

470Ω

= 0.61276 A = 0.2553 A = 12.76 mA = 25.53 mA


V2 = 0.00425 A x 470 Ω V5 = 0.01702 A x 470 Ω = 2 V = 7.99 V

V3 = 0.0085 A x 470 Ω V6 = 0.02127 A x 470 Ω = 4 V = 9.99 V

V4= 0.01276 A x 470 Ω V7 = 0.02553 A x 470 Ω = 5.99 V = 11.99 V


Rumus : I= VR

Dik : V2= 2 V5=8

V3= 4 V6=10

V4= 6 V7=12

Penyelesaian :

I2= 2V

680Ω I5= 8V

680Ω

= 0.00294 A = 0.01176 A= 2.94 mA = 11.76 mA

I3= 4V

680Ω I6= 10V

680Ω

= 0.00588 A = 0.01470 A= 5.88 mA = 14.70 mA

I4= 6V

680Ω I7= 12V

680Ω

= 0.00882 A = 0.01764 A =8.82 mA = 17.64 mA


V2 = 0.00294 A x 680 Ω V5 = 0.01176 A x 680 Ω = 2 V = 7,99 V

V3 = 0.00588 A x 680 Ω V6 = 0.01470 A x 680 Ω = 4 V = 10 V

V4= 0.00882 A x 680 Ω V7 = 0.01764 A x 680 Ω = 5.99 V = 12 V

ii. Hukum Kirchoff

Tabel 1

Vs

(Volt)

Resistor (Ω) Arus Terukur (mA) Arus Terhitung

(mA)Ket

(mA)R1 R2 R3 A1 A2 A3 A1 A2 A3

0 82 1K2 3K3 0 0 0 0 0 0 2.5

2 82 1K2 3K3 0.55 0.075 0.6 0.6 0.004 0.6 2.5

4 82 1K2 3K3 0.92 0.19 1.1 1.2 0.008 1.28 2.5

6 82 1K2 3K3 1.4 0.21 1.62 1.70 0.11 1.8 2.5

8 82 1K2 3K3 1.88 0.35 2.2 2.4 0.16 2.5 2.5

10 82 1K2 3K3 2.5 0.30 2.8 3.6 0.25 3.85 2.5

12 82 1K2 3K3 3.2 0.36 3.5 3.4 0.23 3.63 2.5

Tabel 2

Vs

(Volt)

Resistor (Ω) Arus

Terukur

(mA)

Tegangan Terukur(Ω)Ket.

(mA)R1 R2 R3 V1 V2 V3

0 100 47 220 0 0 0 0

2 100 47 220 5 0.5 0.25 0.5 25

4 100 47 220 8.5 0.9 0.45 2.2 25

6 100 47 220 13.5 1.3 0.70 3 25

8 100 47 220 18.6 1.75 0.93 2 25

10 100 47 220 25 2.9 1.4 5.8 25

12 100 47 220 30 2.5 1.6 6 25

Tabel 3

Vs

(Volt)

Resistor (Ω) Arus Terukur (mA) Arus Terhitung

(mA)Ket

(mA)R1 R2 R3 A1 A2 A3 A1 A2 A3

0 1K2 1K8 3K3

2 1K2 1K8 3K3

4 1K2 1K8 3K3

6 1K2 1K8 3K3

8 1K2 1K8 3K3

10 1K2 1K8 3K3

12 1K2 1K8 3K3

V.B. Analisa

ii. Hukum Kirchoff

Dik : R1 = 82 ohm Vs = 2v, 4v, 6v, 8v, 10v, 12v

R2 = 1200 ohm

R3 = 3300 ohm

Penyelesaian :

Rparalel = R1.R2R1+R2 =

82Ω .1200Ω82Ω+1200Ω = 76,75Ω

Rtot = R3 + Rparalel = 3300Ω + 76,75Ω = 3.376,75Ω

Vs = 2V V3 = R3Rtot . Vs

= 3300Ω

3.376,75Ω.2volt = 1.95 V

Vp = V1= V2= Vs-V3 = 2 V – 1.95 V = 0.5 V

A1 = V 1R1 =

0.0582

Ω = 0.0006 A = 0.6 mA

A2 = V 2R2 =

0.051200

Ω = 0.00004 A = 0.04 mA

A3 = A1 + A2 = 0.6 mA + 0.04 A = 0.064 mA


= 3300Ω

3.376,75Ω.4volt = 3.90 V

Vp = V1= V2= Vs-V3 = 4 V – 3.90 V = 0.10 V

A1 = V 1R1 =

0.1082

Ω = 0.0012 A = 1.2 mA

A2 = V 2R2 =

0.101200

Ω = 0.00008 A = 0.08 mA

A3 = A1 + A2 = 1.2 mA + 0.08 mA = 1.28 mA


= 3300Ω

3.376,75Ω.6volt = 5.86 V

Vp = V1= V2= Vs-V3 = 6 V – 5.86 V = 0.14 V

A1 = V 1R1 =

0.1482

Ω = 0.0017 A = 1.7 mA

A2 = V 2R2 =

0.141200

Ω = 0.000116 A = 0.116 mA

A3 = A1 + A2 = 1.7 mA + 0.116 mA = 1,816 mA


= 3300Ω

3.376,75Ω.8volt = 7.8 V

Vp = V1= V2= Vs-V3 = 8 V – 7.8 V = 0.2 V

A1 = V 1R1 =

0.282Ω = 0.0024 A = 2.4 mA

A2 = V 2R2 =

0.21200

Ω = 0.00016 A = 0.16 mA

A3 = A1 + A2 = 2.4 mA + 0.16 mA = 2.56 mA


= 3300Ω

3.376,75Ω.10volt = 9.7 V

Vp = V1= V2= Vs-V3 = 10 V – 9.7 V = 0.3 V

A1 = V 1R1 =

0.382Ω = 0.0012 A = 3.6 mA

A2 = V 2R2 =

0.31200

Ω = 0.00008 A = 0.25 mA

A3 = A1 + A2 = 3.6 mA + 0.25 mA = 3.85 mA


= 3300Ω

3.376,75Ω.12volt = 11.72 V

Vp = V1= V2= Vs-V3 = 12 V – 11.72 V = 0.28 V

A1 = V 1R1 =

0.2882

Ω = 0.0034 A = 3.4 mA

A2 = V 2R2 =

0.281200

Ω = 0.00023 A = 0.23 mA

A3 = A1 + A2 = 3.4 mA + 0.23 mA = 3.63 mA

VI. TUGAS DAN PERTANYAAN

VI.1. Jelaskan maksud percobaan pada :

a. Gambar II.1

b. Gambar II.2

c. Gambar II.3

VI.2. Sesuaikan percobaan-percobaan yang telah saudara lakukan

dengan teori? Jelaskan!

VI.3. Mengapa ketika baterai V2 dibalik polaritasnya menyebabkan

berubahnya penunjukan tegangan pada setiap tahanan?

Jawab :

6.1 Membuktikan kebenaran tentang Hukum Kirchoff I dan II, dan

menentukan arus yang mengalir pada suatu cabang.

6.2 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 didapat akan semakin kecil, begitu pula sebaliknya.

6.3 Ketika baterai 9V 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 negative yang berwarna hitam pada baterai,

maka arus tidak akan mengalir. Hal tersebut yang menyebabkan

tegangan pada setiap tegangan berubah.

VII. KESIMPULAN

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

yang dirumuskan dengan R= VI

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

Hubungan antar tegangan dan arus berbanding lurus. Apabila nilai tegangan lebih 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 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 = 0Hukum Kirchoff II menyatakan tentang jumlah tegangan pada

suatu rangkaian tertutup adalah nol. Penyebab selisih antara praktek dan teori adalah berkurangnya voltase pada baterai.

bab 2(1)

Documents