HAMBATAN SUATU KAWAT PENGHANTAR

I. Tujuan Percobaan

Menyelidiki pengaruh luas penampang (A) dan panjang suatu penghantar (L) terhadap nilai hambatan (R) suatu penghantar listrik.

II.Dasar Teori

Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah. Dengan kata lain, arus listrik mengalir karena adanya beda potensial. Hubungan antara beda potensial dan arus listrik kali pertama diselidiki oleh George Simon Ohm (17871854). Beda potensiallistrik disebut juga tegangan listrik. Dari penelitian dapat disimpulkan bahwa arus listrik sebanding dengan beda potensial. Semakin besar beda potensial listrik yang diberikan, semakin besar arus listrik yang dihasilkan. Demikian juga sebaliknya, semakin kecil beda potensial yang diberikan, semakin kecil arus listrik yang dihasilkan. Ohm mendefinisikan bahwa hasil perbandingan antara beda potensial/tegangan listrik dan arus listrik disebut hambatan listrik. Secara matematis ditulis sebagai berikut.

R = V / I atau V = IR

dengan:

R = hambatan listrik (ohm; )

V = tegangan atau beda potensial listrik (volt; V)

I = kuat arus listrik (ampere; A)

Gambar 1. Grafik Kuat Arus Listrik (I) sebagai Fungsi Beda Potensial (V)Gambar grafik diatas menunjukkan jika suatu bahan penghantar menghasilkan grafik kuat arus (I) sebagai fungsi beda potensial (V) maka tidak akan membentuk garis lurus, penghantarnya disebut komponen non-ohmik. Untuk bahan penghantar yang menghasilkan grafik kuat arus (I) sebagai fungsi beda potensial (V) maka akan membentuk garis lurus, penghantarnya disebut komponen ohmik.

Kuat arus listrik akan kecil ketika melalui konduktor yang luas penampangnya kecil, hambatan jenisnya besar, dan panjang. Sebaliknya, kuat arus listrik akan besar ketika melewati konduktor yang luas penampangnya kecil, hambatan jenisnya besar, dan pendek. Ketika kuat arus listrik kecil, berarti hambatan konduktornya besar dan sebaliknya, ketika kuat arusnya besar, berarti hambatan konduktornya kecil. Bukti percobaan menunjukkan bahwa luas penampang, hambatan jenis, dan panjang konduktor merupakan faktor-faktor yang menentukan besar kecilnya hambatan konduktor itu sendiri.

Pada sebuah penghantar (kawat besi) dapat dinyatakan R l dan dari kedua simpulan tersebut dapat dituliskan: , agar menjadi sebuah persaman kalikan ruas kanan dengan suatu konstanta. Konstanta ini dikenal dengan hambatan jenis atau resistivitas yang diberi lambang (rho).

Jika terdapat suatu kawat penghantar yang memiliki luas penampang (A) , panjang kawat (l), dan hambatan jenis (), maka besarnya hambatan pada kawat penghantar tersebut dapat diketahui melalui persamaan berikut:

Gambar 2. Panjang dan Luas Penampang pada Kawat Penghantar

Dari persamaan di atas, hambatan jenis kawat penghantar tersebut dapat ditentukan melalui persamaan:

.........................................(1)

Sesuai dengan Persamaan Hukum Ohm bahwa:

............................................(2)

Substitusi persamaan (2) ke persamaan (1), maka didapat hasil:

........................................(3)

Luas penampang (A) dari kawat tersebut adalah . Nilai dari Luas penampang kawat (A) subsitusi ke persamaan (3), maka didapat:

..(4)

Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensialnya. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar itu. Jika penghantar yang dilalui sangat panjang, kuat arusnya akan berkurang. Hal itu terjadi karena diperlukan energi yang sangat besar untuk mengalirkan arus listrik pada penghantar panjang. Keadaan seperti itu dikatakan tegangan listrik turun. Makin panjang penghantar, makin besar pula penurunan tegangan listrik.

III. Alat dan Bahan

No.Alat dan BahanGambar

1. Catu daya

2. Kabel Penghubung Merah

3. Kabel Penghubung Hitam

4.Papan Rangkaian

5. Penghubung Jembatan-

6. Sakelar 1 Kutub-

7. Jepit Sketer-

8.Kawat Konstantan

9. Kawat Nikrom

10. Amperemeter (Nst 0,01 A)

11.Potensiometer (Nst 0,2V)

IV. Langkah-Langkah Percobaan

Adapun langkahlangkah dalam percobaan ini adalah sebagai berikut.

1. Alat dan bahan disusun seperti gambar berikut ini.

Catatana. Alat yang diperlukan disiapkan (hambatan tetap yang digunakan 100 ohm).

b. Sakelar dalam posisi terbuka.

c. Catu daya dihubungkan ke sumber tegangan (alat masih dalam keadaan off).

d. Tegangan catu daya yang dipilih sebesar 3V DC.

e. Rangkaian dihubungkan ke terminal catu daya dengan kabel penghubung.2. Panjang (L) dan luas penampang (A) kawat yang digunakan diukur.

3. Catu daya dihidupkan kemudian tekan sakelar (S).4. Potensiometer diatur sehingga voltmeter menunjukkan tegangan sekitar 2 volt. Kuat arus yang mengalir pada amperemeter dibaca dan dicatat hasilnya.5. Potensiometer diatur kembali sehingga voltmeter menunjukkan tegangan sedikit lebih tinggi dari 2 volt. Kuat arus yang mengalir pada amperemeter dibaca dan dicatat hasilnya.6. Langkah (4) diulang kembali sebanyak 3 kali dan hasilnya dicatat.7. Hasil pengamatan yang diperoleh dicatat pada tabel hasil pengamatan.

8. Kawat yang digunakan sebelumnya (kawat konstantan) diganti dengan kawat lain (kawat nikrom).9. Langkah (2) sampai langkah (7) diulang kembali.

V. Data Hasil Percobaan

Tabel 1. Tabel Hasil PengamatanJenisL (cm)A (mm2)V (Volt)I (Ampere)

Kawat konstanta79,50,351,00,26

1,40,36

1,80,43

2,20,53

Kawat nikrom79,50,351,00,07

1,40,11

1,80,14

2,20,17

VII. Hasil Analisis Data

1. Nilai panjang (L), luas penampang (A), tegangan (V), dan kuat arus (I).

Nilai Panjang Kawat (L) dan Simpangan Bakunya :L = 79,5 cm = 0,795 m = 79,5 x 10-2 m( L = 0,05 x 10-2 L = L ( L

= (79,5 0,05) x 10-2 m

Nilai Luas Penampang (A) :A = 0,35 mm2 = 0,35 x 10-6 m2 Nilai Tegangan (V) dan Simpangan bakunya :V =

EMBED Equation.3

V = V ( V

= 1,6 0,51 volt Nilai Kuat Arus Listrik (I) dan Simpangan bakunya :a. Kawat konstanta

I =

I = I ( I

= (0,39 0,11) A

b. Kawat Nikrom

I =

I = I ( I = (0,12 0,042) A2. Nilai Hambatan (R) pada Masing-Masing Kawat

a. Kawat konstanta

Jadi, R = (4,1 0,1001) ohm

b. Kawat nikrom

Jadi, R = (13,3 0,0191) ohm

3. Nilai Hambatan Jenis Kawat ()

a. Kawat konstanta

Jadi, .mKesalahan relatif hasil pengukuran(KR) adalah

b. Kawat nikrom

Jadi, .mKesalahan relatif hasil pengukuran(KR) adalah

VIII. HASIL DAN PEMBAHASAN

1 . Hasil

Adapun hasil yang diperoleh berdasarkan analisis data yang dilakukan adalah

Untuk Kawat Konstanta Nilai hambatan yang didapatkan dari perhitungan adalah sebesar R = (4,1 0,1001) ohm Nilai hambatan jenis yang digunakan dalam percobaan tersebut adalah .m dengan kesalahan relatif sebesar 2,5 %

Untuk Kawat Nikrom

Nilai hambatan yang didapatkan dari perhitungan adalah sebesar R = (13,3 0,0191) ohm.

Nilai hambatan jenis yang digunakan dalam percobaan tersebut adalah .m dengan kesalahan relatif sebesar 2,06%

2 .Pembahasan

Berdasarkan hasil yang didapatkan, dimana kesalahan relatif dari masing-masing percobaan adalah sebesar 2,5% dan 2,06%, yaitu kurang dari 10%, maka percobaan yang dilakukan menunjukkan hasil yang cukup akurat. Adanya kesalahan relatif dalam percobaan ini disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu kesalahan maupun kendala yang terjadi selama percobaan. Adapun kesalahan-kesalahan yang diperkirakan dilakukan dalam melakukan percobaan tersebut antara lain adalah sebagai berikut:

a. Kesalahan umum adalah kesalahan yang terjadi karena kekeliruan praktikan. Misalnya kesalahan dalam membaca skala, pemakaian alat, dan penafsiran hasil-hasil pengukuran, yang dimaksudkan adalah kesalahan dalam pembacaan dan pemakaian alat pada praktikum yang dilakukan di laboratorium,yaitu pembacaan skala pada voltmeter dan mistar.b. Kesalahan sistematis adalah kesalahan yang disebabkan oleh alat ukur atau instrumen dan disebabkan oleh pengaruh lingkungan pada saat melakukan praktikum. Misalnya pengaruh kabel penghubung yang pada rangkaian yang membuat hasil pengukuran kurang tepat. Selain itu, kesalahan sistematis pada percobaan ini adalah kesalahan titik nol dari alat yang digunakan serta alat amperemeter yang digunakan kurang berfungsi dengan baik karena saat pembacaan skala, hasil pengukuran yang ditunjukkan sering berubah-ubah dan tidak tetap.c. Kesalahan acak adalah kesalahan yang disebabkan oleh hal-hal lain yang tidak diketahui secara pasti tetapi terjadi. Misalnya, dalam melakukan perhitungan angka-angka dalam analisis data yang dilakukan. Hal ini sering terjadi, tetapi tidak diketahui atau sulit diketahui.

Semua kesalahan yang diperkirakan dilakukan oleh praktikan tersebut, disebabkan karena adanya berbagai kendala-kendala dalam melakukan praktikum ini yaitu sebagai berikut:

a. Mengalami kesulitan dalam pembacaan nilai arus dan tegangan yang ditunjukkan alat karena pada saat pembacaan jarum penunjuk nilai arus pada amperemeter dan jarum penunjuk pada nilai tegangan pada voltmeter selalu bergerak terkadang alat- alat yang digunakan sensitif terhadap getaran sehingga sulit untuk mendapatkan data yang akurat. b. Pada hakekatnya, hambatan pada papan rangkaian dan jembatan penghubung tidak boleh diabaikan karena bisa menyebabkan nilai pengukuran yang didapat kurang tepat. Begitu pula halnya dengan hambatan udara yang cukup berpengaruh terhadap hasil percobaan.

IX. SIMPULAN DAN SARAN1. SIMPULAN

Berdasarkan hasil analisis data dan pembahasan yang dilakukan pada percobaan ini, maka dapat disimpulkan bahwa

a. Nilai hambatan jenis yang digunakan dalam percobaan untuk kawat konstanta adalah .m dengan kesalahan relatif sebesar 2,5 %, sedangkan nilai hambatan jenis untuk kawat nikrom adalah .m dengan kesalahan relatif sebesar 2,06%.b. Besarnya hambatan pada suatu kawat penghantar dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu panjang kawat (L), luas penampang (A) dan hambatan jenis ((). Semakin besar luas penampang suatu penghantar, maka hambatan yang dihasilkan akan semakin kecil. Sementara itu, semakin panjang kawat dan besar hambatan jenisnya maka hambatan yang dihasilkan akan semakin besar.2. SARAN

Adapun saran yang dapat penulis berikan dalam melakukan percobaan ini adalah sebelum percobaan dilakukan sebaiknya praktikan diberikan pengetahuan lebih awal mengenai materi yang terkait dengan percobaan yang dilakukan sehingga praktikan dapat lebih memahami langkah-langkah dan tidak mengalami banyak kendala saat percobaan berlangsung.

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

1

_1455003172.unknown

_1455047189.unknown

_1455048396.unknown

_1455048851.unknown

_1455081828.unknown

_1455081840.unknown

_1455048919.unknown

_1455048683.unknown

_1455047736.unknown

_1455047763.unknown

_1455047793.unknown

_1455047910.unknown

_1455047754.unknown

_1455047606.unknown

_1455047649.unknown

_1455047724.unknown

_1455047229.unknown

_1455047488.unknown

_1455005772.unknown

_1455024401.unknown

_1455046507.unknown

_1455047107.unknown

_1455025680.unknown

_1455046393.unknown

_1455046406.unknown

_1455025355.unknown

_1455006016.unknown

_1455004871.unknown

_1455005029.unknown

_1455005061.unknown

_1455004942.unknown

_1455004539.unknown

_1455004597.unknown

_1455004359.unknown

_1455004164.unknown

_1455004171.unknown

_1260638321.unknown

_1455001253.unknown

_1455002928.unknown

_1455003067.unknown

_1455002692.unknown

_1260638323.unknown

_1453920375.unknown

_1260638322.unknown

_1260638317.unknown

_1260638319.unknown

_1260638320.unknown

_1260638318.unknown

_1260638315.unknown

_1260638316.unknown

_1260638314.unknown