Laporan Praktikum Fisika Dasar 2

Rangkaian Hambatan Seri

Dosen Pengasuh : Jumingin, S.Si

Disusun Oleh :

Asri Arum Sari

12222014

Tadris Biologi

Fakultas Tarbiyah

Institut Agama Islam Negeri Raden Fatah Palembang

2013

1

DAFTAR ISI

Daftar Isi.................................................................................................... 1

Latar Belakang.......................................................................................... 2

Tujuan Praktikum.................................................................................... 2

Tinjauan Pustaka...................................................................................... 3

Alat............................................................................................................. 6

Prosedur Praktikum................................................................................. 7

Hasil dan Pembahasan............................................................................. 8

Kesimpulan................................................................................................ 12

Lampiran

Daftar pustaka

2

1. Latar Belakang

Listrik berasal dari kata elektron yang berarti batu ambar. Jika

sebuah batu ambar digosok dengan kain sutra, maka batu akan dapat

menarik benda-benda ringan seperti sobekan kertas. Dari hal tersebut

maka dikatakan batu ambar tersebut bermuatan listrik. Listrik

menyediakan sebagian besar daya yang kita gunakan di rumah dan di

tempat kerja. Dalam sebuah rangkaian listrik biasanya terdapat istilah yang

dikenal dengan arus listrik, tegangan dan hambatan.

Pada dasarnya sebuah rangkaian listrik terjadi ketika sebuah

penghantar mampu dialiri electron bebas secara terus menerus. Aliran

inilah yang disebut dengan arus listrik, sedangkan tegangan adalah beda

potensial yang ada diantara titik rangkaian listrik. Arus listrik yang searah

merupakan arus listrik yang nilainya hanya postif atau hanya negatif saja

tidak berubah-ubah.Penerapan arus listrik searah dapat dilihat didalam

rangkaian hambatan seri dan rangkaian hambatan paralel.

Rangkaian hambatan seri terdiri dari 2 atau lebih hambatan yang

disusun secara berurutan, hambatan yang satu berada di belakang

hambatan yang lain. Pada rangkaian hambatan paralel 2 atau lebih

hambatan disusun secara bertingkat

Untuk mengetahui hubungan diantara istilah-istilah yang ada di

dalam sebuah rangkaian listrik diperlukanlah sebuah praktikum agar kita

mendapat pemahaman yang lebih mendalam mengenai rangkaian listrik

terutama rangkaian hambatan seri.

2. Tujuan Praktikum

Adapun tujuan yang akan dicapai setelah melakukan praktikum adalah :

1. Mahasiswa memahami konsep hukum Ohm

2. Mahasiswa dapat menentukan kuat arus listrik dan beda potensial

listrik pada masing-masing hambatan yang disusun seri

3. Mahasiswa memahami pemasangan ampermeter dan voltmeter

3

3. Tinjauan Pustaka

Secara umum listrik terbagi menjadi 2 jenis, yaitu listrik static dan

listrik dinamis. Listrik statis mengkaji interaksi antara muatan-muatan

listrik yang diam, sedangkan listrik dinamis mengkaji tentang muatan-

muatan listrik yang bergerak. Rangkaian listrik adalah interkoneksi dari

sekumpulan elemen atau komponen penyusunnya ditambah dengan

rangkaian penghubungnya dimana disusun dengan cara cara tertentu dan

minimal memiliki satu lintasan tertutup. Lintasan tertutup merupakan

suatu lintasan yang dimulai dari titik awal dan akan kembali lagi ke titik

tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat

lintasan yang kita tempuh (Ida Ayu Dwi Giriantari,2008)

Ketika suatu partikel bermuatan bergerak di dalam sebuah rangkaian,

maka energy potensial listrik dipindahkan dari sebuah sumber (aki atau

generator) ke sebuah alat tempat energy tersebut disimpan atau dikonversi

ke dalam bentuk energy lain (Buku Panduan Praktikum)

3.1 Tegangan

adalah kerja yang dilakukan untuk menggerakkan satu

muatan(sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari satu

terminal/kutub ke terminal/kutub lainnya, atau pada kedua

terminal/kutub akan mempunyai beda potensial jika kita

menggerakkan/memindahkan muatan sebesar satu coulomb dari satu

terminal ke terminal lainnya. Kerja yang dilakukan adalah energi yang

dikeluarkan, sehingga pengertian diatas dapat dipersingkat bahwa

tegangan adalah energi per satuan muatan (Ida Ayu Dwi Giriantari,2008).

Para ahli telah melakukan perjanjian bahwa arah arus listrik mengalir

dari kutub positif ke kutub negatif.

Jadi arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron.

1. Kutub positif (+)

2. Kutub negatif (–)

3. Arah arus listrik

4. Arah gerak elektron

4

Terjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif dan

aliran elektron dari kutub negatif ke kutub positif, disebabkan oleh

adanya beda potensial antara kutub positif dengan kutub negatif,

dimana kutub positif mempunyai potensial yang lebih tinggi

dibandingkan kutub negatif.

Jadi arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial

rendah, sedangkan aliran elektron mengalir dari potensial rendah ke

potensial tinggi (Nia Ainawati Haesin,2009).

3.2 Hambatan (Resistor)

Hambatan adalah komponen elektronika yang selalu digunakan

dalam setiap rangkaian elektronika karena dia berfungsi sebagai

pengatur arus listrik. Hambatan disingkat dengan huruf "R" (huruf R

besar). Satuan Hambatan adalah Ohm, yang menemukan adalah George

Simon Ohm (1787-1854), seorang ahli fisika bangsa Jerman. Hambatan

listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan (Endy,2010).

Pada umumnya rangkaian dalam sebuah alat listrik terdiri

dari banyak jenis komponen yang terangkai secara tidak sederhana,

akan tetapi untuk mempermudah mempelajarinya biasanya jenis

rangkaian itu biasa dikelompokkan dalam rangkaian seri dan rangkaian

paralel (Yasmanrianto,2004)

Rangkaian seri adalah rangkaian di mana arus yang sama

mengalir melalui seluruh komponen dalm rangkaian, dengan kata lain,

seluruh electron yang bergerak mengelilingi rangkaian tersebut

mengalir melalui setiap komponen dalam rangkaian. Sedangkan

rangkain paralel ragkaian dimana arus dari baterai mengalir melalui

5

setiap komponen paralel. Komponen yang tersusun secara paralel

dalam rangkaian memiliki tegangan yang sama di antara kedua titik ke

titik lainnya (Jim Breithaupt, 2009)

3.3 Kuat arus listrik

Muatan positif akan mengalir dari potensial tinggi ke potensial

rendah. Muatan negatif akan mengalir dari potensial rendah ke potensial

tinggi. Aliran muatan positif dari potensial tinggi ke potensial rendah

ini dinamakan arus listrik. Dalam konduktor padat, muatan yang

mengalair adalah electron-elektron yang bebas bergerak. Dalam cairan

(larutan), muatan yang mengalir dapat berupa electron atau ion-ion

positif. Arah arus listrik diambil sesuai arah gerakan muatan positif.

Syarat terjadinya arus listrik yaitu arus listrik terjadi pada rangkaian

tertutup (Yohanes Surya,2010)

Banyaknya muatan yang mengalir melalui suatu penampang tiap

detik disebut kuat arus listrik. Besar kuat arus listrik jika ada muatan

sebesar∆ Q melewati suatu penampang konduktor dalam interval waktu

∆ t , maka besar kuat arus listrik rata-rata yang mengalir dalam

konduktor itu adalah :

Irata-rata = ∆ Q∆ t

Jika laju aliran muatan ini konstan, maka besarnya arus setiap saat, I

sama dengan Irata-rata

I = ∆ Q∆ t

Dalam SI (Sistem International), satauan arus adalah ampere (A).

sering juga dipakai miliampere (mA) dan mikroampere (µA).

I A = 1 coulomb/sekon

1mA = 10-3 A

1µA = 10-6 A

3.4 Hubungan antara Tegangan listrik (V) dan Kuat arus listrik (I)

6

Hubungan antara V dan I pertama kali ditemukan oleh seorang

guru Fisika berasal dari Jerman yang bernama George Simon Ohm. Dan

lebih dikenal sebagai hukum Ohm yang berbunyi:

Besar kuat arus listrik dalam suatu penghantar berbanding langsung

dengan beda potensial (V) antara ujung-ujung penghantar asalkan

suhu penghantar tetap.

Hasil bagi antara beda potensial (V) dengan kuat arus (I)

dinamakan hambatan listrik atau resistansi (R) dengan satuan ohm (Ω)

(Nia Ainawati Haesin,2009).

Hambatan dalam rangkaian listrik diberi simbol:

gambar sebenarnya adalah

Maka persamaannya dapat ditulis:

R=VI

atauV =I × R

Keterangan:

R : hambatan listrik (ohm = Ω)

V : beda potensial atau tegangan (volt = V)

I : kuat arus listrik (ampere = A) (Giancoli D.C,2001)

4. Alat

Alat-alat yang dipergunakan dalam praktikum ini adalah:

1. Papan rangkaian 1 buah berfungsi untuk memudahkan kita

menempatkan, merubah dan melakukan perbaikan suatu rangkaian yang

dikira belum sempurna atau mengalami salah sambung sehingga

kesalahan-kesalahan fatal yang tidak dikehendaki dapat dihindari

2. Basicmeter 1 buah berfungsi untuk mengukur arus atau tegangan yang

sangat kecil. Dilengkapi dengan tutup geser untuk mengubah fungsi

sebagai ampermeter dan voltmeter

7

3. Catu daya 1 buah berfungsi sebagai pengontrol kestabilan tegangan

output dengan mengubah lebar pulsa untuk menyaklarkan transistor

penyaklar.

4. Resistor 3 buah ( 100 Ω, 56Ω , 47 Ω¿ berfungsi sebagai pengatur dalam

membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian.

5. Kabel penghubung merah dan kuning 4 buah berfungsi untuk

menghubungkan komponen-komponen.

6. Sakelar 1 buah berfungsi untuk memutuskan atau menyambungkan

suatu rangkaian, bisa itu rangkaian listrik, rangkaian elektronika,

7. Jembatan penghubung 5 buah berfungsi untuk menghubungkan antar

satu resistor denngn resistor lain pada papan rangkaian

5. Prosedur Praktikum

1. Persiapkan semua peralatan yang dibutuhkan (konsutasikan dengan

dosen pengasuh atau asisten)

2. Susun rangkaian seperti pada gambar dibawah ini :

3. Berikan tegagan masukan 3 volt DC pada catu daya (konsultasika

dengan dosen pengasuh atau asisten)

4. Hidupkan sakelar (S)

5. Ukur kuat arus yang mengali dalam rangkaian (I) dan pada masing-

masing hambatan ( I1, I2, dan I3 )

6. Ukur beda potensial pada masing-masing hambatan (V1, V2 , dan V3)

8

7. Ulangi langkah 3, 4, 5 dan 6 untuk tegangan masukkan 6 volt, 9 volt

dan 12 volt DC

6. Hasil dan Pembahasan

R1 = 100 Ω

R2 = 56 Ω

R3 = 47 Ω

No VS ( volt )  I ( A) V1 ( volt )  V2 ( volt )  V3 ( volt )

1 3 0,012 A 1,6 V 0,8 V 0,6 V

2 6 0,024 A 3,0 V 1,6 V 1,4 V

3 9 0,038 A 4,8 V 2,6 V 2,2 V

4 12 0,050 A 6,2 V 3,4 V 2,8 V

Keterangan :

Ι= skala yangditunjukskala maksimal

× batasukur

V= skala yang ditunjukskala maksimal

× batas ukur

Kuat arus ( I )

I1 untuk VS = 3 V

I 1=6

50×100 mA

I 1=0,012 A

I2 untuk VS = 6 V

I 2=1250

×100 mA

I 2=0,024 A

I3 untuk VS = 9 V

I 3=1950

×100 mA

I 3=0,038 A

I4 untuk VS = 12 V

I 4=2550

× 100 mA

I 4=0,05 A

Beda Potensial ( V )

VS = 3 volt V 1=8

50× 10V

9

V 1=1,6 V

V 2=4

50× 10V

V 2=0,8V

V 3=3

50× 10 V

V 3=0,6 V

VS = 6 volt

V 1=1550

× 10V

V 1=3V

V 2=8

50× 10V

V 2=1,6 V

V 3=7

50× 10 V

V 3=1,4 V

VS = 9 volt

V 1=2450

×10 V

V 1=4,8 V

V 2=1350

× 10V

V 2=2,6 V

V 3=1150

× 10 V

V 3=2,2 V

VS = 12 volt

V 1=3150

× 10V

V 1=6,2 V

V 2=1750

× 10 V

V 2=3,4 V

V 3=1450

×10 V

V 3=2,8 V

Pengolahan data

Untuk mencari hambatan sumber maka :

RS = R1 + R2 + R3

RS = 100Ω+56 Ω+47 Ω

RS = 203Ω

untuk V S=3 volt

I total=V S

RS

I total=3

203

I total=0,014 A

V 1=I total× R1

10

V 1=0,014 A ×100Ω

V 1=1,4 V

V 2=I total× R2

V 2=0,014 A ×56 Ω

V 2=0,78V

V 3=I total × R3

V 3=0,014 A × 47 Ω

V 3=0,65V

untuk V S=6 volt

I total=V S

RS

I total=6

203

I total=0,029 A

V 1=I total× R1

V 1=0,029 A ×100 Ω

V 1=2,9 V

V 2=I total× R2

V 2=0,029 A × 56 Ω

V 2=1,62 V

V 3=I total × R3

V 3=0,029 A × 47 Ω

V 3=1,36 V

untuk V S=9 volt

I total=V S

RS

I total=9

203

I total=0,044 A

V 1=I total× R1

V 1=0,044 A ×100Ω

11

V 1=4,4 V

V 2=I total× R2

V 2=0,044 A ×56 Ω

V 2=2,46 V

V 3=I total × R3

V 3=0,044 A × 47 Ω

V 3=2,06 V

untuk V S=12 vol t

I total=V S

RS

I total=12

203

I total=0,059 A

V 1=I total× R1

V 1=0,059 A ×100 Ω

V 1=5,9 V

V 2=I total× R2

V 2=0,059 A × 56 Ω

V 2=3,3 V

V 3=I total × R3

V 3=0,059 A × 47 Ω

V 3=2,7 V

Pembahasan

Dari perhitungan secara teoritik dengan menggunakan konsep

hukum Ohm dapat diketahui bahwa semakin besar hambatan maka

tegangan juga semakin besar jadi tegangan berbanding lurus dengan

hambatan. Untuk kuat arus, semakin besar tegangan maka kuat arus juga

semakin besar jadi, kuat arus berbanding lurus dengan tegangan

12

Data yang diperoleh dari hasil praktikum dan perhitungan secara

teoritik terdapat perbedaan sedikit namun tidak menjauhi dari konsep

hukum Ohm itu sendiri yakni bahwa kuat arus yang mengalir pada suatu

penghantar atau hambatan besarnya sebanding dengan beda potensial pada

ujung-ujung penghantar tetapi berbanding terbalik dengan hambatan

penghantar. Hal ini disebabkan oleh beberapa hal yakni kesalahan dari

praktikan itu sendiri pada saat menbaca skala yang ditunjuk jarum

ampermeter maupun voltmeter, alasan lain yakni kabel penghubung yang

berfungsi untuk menghubungkan komponen dalm keadaan yang berpindah

posisi mungkin karena tersenggol oleh praktikan itu sendiri

7. Kesimpulan

Dari Praktikum Fisika Dasar II yang telah dilakukan mengenai

rangkaian hambatan seri dapat disimpulkan bahwa kuat arus yang

mengalir pada suatu penghantar atau hambatan besarnya sebanding dengan

beda potensial pada ujung-ujung penghantar tetapi berbanding terbalik

dengan hambatan penghantar.

Untuk mengukur kuat arus listrik digunakan ampermeter yang

harus dipasang secara seri dengan hambatannya, sedangkan untuk

mengukur beda potensial listrik digunakan voltmeter yang dipasang secara

paralel.

13

lampiran

Evaluasi

1. Bagaimana cara pembacaaan hasil pada voltmeter dan ampermeter?

Jawab

Ι= skala yangditunjukskala maksimal

× batasukur

V= skala yang ditunjukskala maksimal

× batas ukur

2. Buatlah grafik hubungan antar kuat arus listrik dan beda potensial

listrik pada suatu penghantar?

3 6 9 120

0.951.9

2.853.8

4.755.7

6.657.6

8.559.5

GRAFIK HUBUNGAN ANTARA KUAT ARUS LISTRIK DAN BEDA POTENSIAL LISTRIK

V (beda potensial (V))

I (Ku

at A

rus (

A))

3. Bandingkan hasil yang diperoleh dari praktikum dengan hasil

perhitungan secara teoritik apakah berbeda atau tidak? jika berbeda,

mengapa?

Terdapat sedikit perbedaan antara hasil praktikum dengan

perhitungan secara teoritik , hal ini disebabkan oleh beberapa hal

diantaranya kesalahan dari praktikan pada saat membaca skala yang

ditunjuk jarum ampermeter maupun voltmeter, alasan lain yakni kabel

14

penghubung yang berfungsi untuk menghubungkan komponen dalm

keadaan yang berpindah posisi mungkin karena tersenggol oleh

praktikan itu sendiri

lampiran

Gambar Alat Praktium

15

DAFTAR PUSTAKA

Breithaupt, Jim.2009. Swaddik Fisika. Pakar Raya,Bandung

Endy,2010.Bab4Resistor.http://pakendy.weebly.com/uploads/2/4/5/6/2456272/bab4-1-resistor.pdf. Diakses pada Selasa, 30 Mei 2013 Pukul 19.30 WIB

FakultasTeknikUniv.NegeriYogyakarta.2003http://mirror.kioss.undip.ac.id/pustakabebas/pendidikan/materikejuruan/elektro/transmisi/dasar_rangkaian_listrik.pdf. Diakses pada Selasa, 30 Mei 2013 Pukul 19.30 WIB

Giancoli.D.C.2001.Fisika.Jilid 2.Edisi Kelima.Erlangga.Jakarta

Giriantari,IdaAyuDwi.2008.RangkaianListrik1.http://nic.unud.ac.id/~dayu/EC/Lecture1.pdf. Diakses pada Selasa, 30 Mei 2013 Pukul 19.30 WIB

Haesin,NiaAinawati,2009.ListrikDinamis1.http://www2.jogjabelajar.org/modul/adaptif/fisika/d_listrik_dinamis_1.pdf. Diakses pada Selasa, 30 Mei 2013 Pukul 19.30 WIB

Surya,Yohanes.2010.Listrik Dan Magnet. PT.Kandel.Tanggerang.

Yasmanrianto.2004.ListrikDinamik1.http://yasmanrianto.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/24264/04+Listrik+DInamik+1.pdf.Diakses pada Selasa, 30 Mei 2013 Pukul 19.30 WIB

.

16