plagiat merupakan tindakan tidak terpuji … fileii the appl ication of kohlrausch method to meas...

PEMANFAATAN METODE KOHLRAUSCH UNTUK PENGUKURAN

TAHANAN DALAM AKUMULATOR SEDERHANA YANG TERSUSUN ATAS

ELEKTROLIT SENG SULFAT (ZnSO4) 15% DENGAN ELEKTRODA

TEMBAGA (Cu) DAN ALUMUNIUM (Al)

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Sains ( S.Si. ) Program Studi Fisika

Oleh :

Karolina Neni Widarningsih

NIM : 013214001

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2007

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

THE APPLICATION OF KOHLRAUSCH METHOD TO MEASURE INTERNAL

RESISTANCE OF SIMPLE ACCUMULATOR WHICH CONSIST OF 15% ZINK

SULFAT (ZnSO4) ELECTROLYTE WITH COPPER (Cu) AND ALUMUNIUM

(Al) ELECTRODE

SKRIPSI

Precented as Partial Fulfillment of the Requirements to Obtain the

Sarjana Sains Degree In Physics

By

Karolina Neni Widarningsih

NIM : 013214001

PHYSICS STUDY PROGRAM

PHYSICS DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2007


v

Aku meminta kekuatan kepada Tuhan supaya aku berhasil,

Aku dibuat lemah, supaya aku dengan rendah hati belajar untuk taat.

Aku meminta kesehatan, supaya aku berbuat perkara-perkara yang besar,

Aku diberi kerentanan, supaya aku berbuat perkara-perkara yang lebih baik.

Aku meminta kekayaan, supaya aku bahagia,

Aku diberi kemiskinan, supaya aku menjadi bijaksana.

Aku meminta kekuasaan, supaya aku dipuji-puji manusia,

Aku diberi kelemahan, supaya aku merasakan kebutuhan akan Tuhan.

Aku meminta segala sesuatu, supaya aku menikmati hidup,

Aku diberi hidup, supaya aku menikmati segala sesuatu.

Aku tidak pernah mendapatkan yang aku minta… Tetapi segala yang kuharapkan, hampir di

samping diriku sendiri, semua doaku yang tak terucap dijawab.

AKU ADALAH, DIANTARA SEMUA MANUSIA YANG DIBERKATI SECARA

MELIMPAH.

Ayahanda Petrus Wigarna & Ibunda Katarina Suarni, the Greatest

Supporter and a lifetime Motivator

Adikku Yohannes Dadang S.

Keluarga besar Abah Pangger dan Keluarga Besar Robertus roheman

Donny Kurniawan

Keluarga di Purbalingga, Bpk. Tarich Baladi, Bu Ninah dan Dian Lilzizta


vii

INTISARI

Telah dilakukan penelitian untuk mengukur tahanan dalam sebuah akumulator sederhana yang tersusun atas elektrolit seng sulfat (ZnSO4) 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan Alumunium (Al) dengan menggunakan metode Kohlrausch. Penelitian ini dimaksudkan untuk memperbaiki metode pengukuran tahanan elektrolit secara konvensional, untuk itu diawali dengan penelitian pendahuluan untuk mengetahui watak akumulator, dengan menggunakan dua akumulator sederhana. Akumulator sederhana yang pertama tersusun atas elektrolit seng sulfat (ZnSO4) 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan alumunium (Al). Akumulator sederhana yang lainnya tersusun atas elektrolit seng sulfat (ZnSO4) 15% dengan elektroda seng (Zn) dan tembaga (Cu). Dari penelitian pendahuluan diketahui bahwa efek polarisasi menyebabkan naiknya nilai tahanan terhadap waktu.

Dari penelitian pengukuran tahanan dengan menggunakan metode Kohlrausch didapatkan nilai tahanan dalam akumulator sederhana sebesar ( 40.040.3 ± )ohm. Kata kunci : akumulator sederhana, elektrolit seng sulfat (ZnSO4), elektroda tembaga

(Cu), elektroda alumunium (Al), elekroda seng (Zn), tahanan, metode Kohlrausch.


viii

ABSTRACT

A research had been conduced to measure an internal resistance of a simple accumulator which consist of 15% zink sulfat (ZnSO4) electrolyte with copper (Cu) and alumunium electrode (Al) using Kohlrausch method. The purpose of this research is to fix conventional measure method of electrolyte’s resistance which started with a pre-experiment to determine accumulator’s characteristic, by using two simple accumulators. One of the simple accumulator consist of 15% zink sulfat (ZnSO4) electrolyte with copper (Cu) and alumunium (Al) electrode. The other simple accumulator consist of 15% zink sulfat (ZnSO4) electrolyte with zink (Zn) and copper (Cu) electrode. The pre-experiment indicates that polaritation effect caused the increasing of resistance toward time.

From the research of measuring internal resistance with Kohlrausch method obtains an internal resistance of ( 40.040.3 ± ) ohm.

Key words : simple accumulator, zink sulfat (ZnSO4) electrolyte, copper (Cu) electrode,

alumunium(Al) electrode, zink (Zn) electrode, resistance, Kohlrausch method.


ix

KATA PENGANTAR

Segala hormat dan pujian terlantun ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, Pencipta

penulis yang senantiasa mencintai dan melindungi penulis, atas berkat dan karunia yang

dilimpahkan-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi dengan judul “Pemanfaatan Metode Kohlrausch Untuk Pengukuran

Tahanan Dalam Akumulator Sederhana Yang Tersusun Atas Elektrolit Seng Sulfat

(ZnSO4) 15% Dengan Elektroda Tembaga (Cu) Dan Alumunium (Al)” ditujukan untuk

memenuhi salah satu syarat mendapatkan gelar Sarjana Sains (S.Si) pada Fakultas Sains

dan Teknologi di Universitas Sanata Dharma Jogjakarta.

Tak ada gading yang tak retak, penulis menyadari skripsi ini jauh dari sempurna,

oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk

perbaikan karya penulis selanjutnya.

Tanpa kerja keras, kerja sama, dukungan dan semangat dari berbagai pihak,

mustahil skripsi ini bisa selesai. Inilah saat hati membungkuk, mengucapkan terima kasih

yang tak terhingga, kepada :

1. Ibu Ir. Sri Agustini Sulandari, M.Si. selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak

membantu dan membimbing selama mengerjakan tugas akhir ini.

2. Romo Ir. Gregorius Heliarko S.J. S.S., BST., M.Sc., M.A. selaku Dekan Fakultas

Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma yang telah meluangkan waktu

dan memberikan saran.

3. Bapak Drs. Domi Severinus, M.Si. selaku dosen penguji.

4. Bapak Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T. selaku dosen penguji.


x

5. Dr. Ign. Edi Santoso, M.Sc. dan Drs., Drs.Vet. Asan Damanik, M.Si., yang telah

banyak memberikan masukan dan dukungan dalam penyusunan skripsi ini.

6. Segenap dosen dan selurus staf Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi

USD.

7. Donny Kurniawan, S.Farm., Apt., “editor handal”, for all the days when you have

been there loving, caring, helping, giving and for all the days that have been

brighter, happier and richer.

8. My Best Friends; Putri “Sholehah”, Melati “Melo”, Dianing “Mardian” . You’re

coming as a light, yours truly exist as a hope and you’re here as a miracle.

9. Korea 2001 (Ismeth, Yoan, Hero, Enzo, Minto, Aris, Patrik, Dwi, Mela, Nita,

Nopex, Ayu) atas kebersamaannya selama ini.

10. Mintin’s Family; Ellen, Mega, Merry, Yoc, Angel, dan para bintang tamu.

11. Semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak dapat disebutkan satu-

persatu.

Akhir kata semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi yang

memerlukannya dan dapat memberikan khasanah ilmu pengatahuan, khususnya di

bidang Fisika. Terima kasih.

Yogyakarta, 11 Oktober 2007

Penulis


xi

DAFTAR ISI halaman

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i

HALAMAN JUDUL ..................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ...................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... iv

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................................ vi

INTISARI ...................................................................................................... vii

ABSTRACT................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ................................................................................... ix

DAFTAR ISI.................................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR..................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL.......................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah........................................................................ 1

1.2. Perumusan Masalah................................................................................ 3

1.3. Batasan Masalah..................................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian ................................................................................... 3

1.5. Manfaat Penelitian.................................................................................. 3

BAB II DASAR TEORI

2.1. Dipol Listrik ........................................................................................... 5

2.2. Dielektrik................................................................................................ 7

2.2.1. Polarisasi ..................................................................................... 7

2.2.2. Bahan Dielektrik ......................................................................... 8

2.3. Sel Elektrokimia .................................................................................... 10

2.3.1. Sel Elektrolisis ............................................................................ 11

2.3.2. Elektrolisis Larutan Elektrolit..................................................... 11

2.3.3. Stoikiometri Reaksi Elektrolisis ................................................. 13

2.3.4. GGL Akumulator ........................................................................ 14


xii

2.3.5. Energi dan Daya Pada Akumulator............................................. 16

2.4. Jembatan Wheatstone ............................................................................. 17

2.4.1. Prinsip Jembatan Wheatsone ..................................................... 18

2.4.2. Kesalahan Pengukuran............................................................... 20

2.5. Metode Kohlrausch ............................................................................... 20

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................... 23

3.2. Bahan Penelitian.................................................................................... 23

3.3. Alat Penelitian ....................................................................................... 23

3.4. Langkah-Langkah Penelitian……………………………………. ........ 24

3.4.1. Perlakuan Bahan......................................................................... 24

3.4.2. Pengambilan Data Untuk Eksperimen Pendahuluan Penentuan Watak Akumulator ................................................... 25

3.4.3. Mengukur Besarnya Nilai Tahanan Akumulator Sederhana Dengan Elektrolit Seng Sulfat (ZnSO4) 15 % Dengan Elektroda Tembaga (Cu) dan Alumunium (Al) Dengan Menggunakan Metode Kohlrausch ............................................ 26

3.5. Metode Analisis Data ............................................................................ 28

3.5.1. Mencari Watak Akumulator ...................................................... 28

3.5.2. Mengukur Besarnya Nilai Tahanan Akumulator Sederhana Dengan Elektrolit Seng Sulfat (ZnSO4) 15 % Dengan Elektroda Tembaga (Cu) dan Alumunium (Al) Dengan Menggunakan Metode Kohlrausch ............................................ 28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Hasil Penelitian.............................................................................. 30

4.1.1. Eksperimen Pendahuluan........................................................... 30

1. Penentuan Watak Akumulator Dengan Elektroda Yang Tidak Sejenis Dengan Elektrolitnya ...................................... 30 2. Penentuan Watak Akumulator Dengan Elektroda Yang Sejenis Dengan Elektrolitnya................................................ 31

4.1.2. Eksperimen Pengukuran Tahanan Dalam Akumulator Dengan Metode Kohlrausch .................................................................... 33

4.2. Analisis Data .......................................................................................... 34

4.2.1. Menganalisis Watak Akumulator .............................................. 34


xiii

4.2.2. Eksperimen Pengukuran Tahanan Dalam Akumulator Dengan Metode Kohlrausch.................................................................... 37

4.3. Pembahasan ........................................................................................... 41

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan............................................................................................ 44

5.2. Saran...................................................................................................... 45

DAFTAR PUSTAKA................................................................................... 46

LAMPIRAN.................................................................................................. 48


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Dipol listrik .............................................................................. 5

Gambar 2.2 Kuat medan untuk dipol listrik................................................. 6

Gambar 2.3 Dipol-dipol listrik tersebar secara acak dari suatu dielektrik polar tanpa kehadiran medan listrik dari luar........................... 9

Gambar 2.4 Dalam pengaruh medan listrik luar, dipol-dipol menyearahkan dirinya dengan arah medan listrik ................... 10

Gambar 2.5 Ketika suatu dielektrik diletakkan antara keping-keping kapasitor, medan listrik dari kapasitor mempolarisasikan molekul-molekul dielektrik...................................................... 10

Gambar 2.6 Rangkaian sederhana yang berisi baterai ideal dengan ggl ξ , resistansi R dan kawat-kawat penghubung yang diasumsikan tidak memiliki resistansi .......................................................... 15

Gambar 2.7 Diagram rangkaian untuk Gambar 2.5..................................... 16

Gambar 2.8 Jembatan Wheatstone............................................................... 18

Gambar 2.9 Jembatan Kohlrausch ............................................................... 21

Gambar 3.1 Rangkaian alat untuk penelitian menentukan watak akumulator ............................................................................... 25

Gambar 4.1 Grafik hubungan Rs (Tahanan standar) dengan AC/CB larutan ZnSO4 pada F=700 Hz................................................. 38




xv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data hasil penelitian menentukan watak akumulator dengan elektroda yang tidak sejenis dengan elektrolitnya ....................... 30

Tabel 4.2 Data hasil penelitian menentukan watak akumulator dengan elektroda yang sejenis dengan elektrolitnya ................................ 32

Tabel 4.3 Hubungan antara nilai Rs dengan Nilai AC dan CB pada frekuensi 700 Hz.......................................................................... 33



Tabel 4.6 Hasil perhitungan eksperimen penentuan watak akumulator dengan elektroda yang tidak sejenis dengan elektrolitnya........... 35

Tabel 4.7 Hasil perhitungan eksperimen pendahuluan menentukan watak akumulator dengan elektroda yang sejenis dengan elektrolitnya ................................................................................. 36

Tabel 4.8 Hubungan antara nilai Rs dengan nilai AC/CB pada frekuensi 700 Hz ......................................................................................... 38



Tabel 4.11 Nilai tahanan akumulator (Rx) yang diperoleh untuk tiga frekuensi yang berbeda ................................................................ 41


BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Pengukuran adalah suatu kegiatan membandingkan sesuatu dengan suatu

besaran yang telah ditentukan. Pengukuran resistansi pada umumnya dapat

menggunakan ohmmeter atau dengan menggunakan jembatan Wheatstone.

Pengukuran tahanan dalam suatu larutan elektrolit dengan menggunakan

ohmmeter nilainya tidak stabil, karena pada saat elektrolit dialiri arus, terjadi

elektrolisis dan polarisasi yang mengakibatkan resistansi pada permukaan

elektrolit terus meningkat. Kemungkinan pengaruh polarisasi bisa dihilangkan

dengan menggunakan elektroda yang berasal dari logam yang sama sebagai ion

positif elektrolit. Sebatang logam yang tercelup dalam larutan garamnya akan

berhasrat melarutkan ionnya ke dalam larutan garamnya dan sebaliknya larutan

garamnya akan berhasrat mengendapkan ion logamnya ke batang logam. Pada

keadaan keseimbangan dinamik, maka jumlah ion yang melarut dan jumlah ion

yang mengendap per sekon adalah sama (Johannes, 1978). Ketika terjadi

elektrolisis dan polarisasi dalam larutan elektrolit dengan elektroda yang sejenis

dengan elektrolitnya, maka resistansi elektrolit dapat diketahui dengan

menggunakan jembatan Wheatstone (Armitage, 1982), karena resistansinya relatif

stabil.

Untuk pengukuran tahanan elektrolit dipertimbangkan suatu metode, yaitu

metode Kohlrausch. Jika pengukuran menggunakan metode Kohlrausch, maka


pada saat elektrolit dialiri arus tidak akan terjadi polarisasi. Karena tidak terjadi

polarisasi maka, nilaia tahanan dalam larutan elektrolit relatif stabil. Pada

dasarnya prinsip metode Kohlrausch sama dengan prinsip metode jembatan

Wheatstone. Perbedaannya terletak pada sumber tegangan yang digunakan dan

detektor keseimbangan. Pada metode Kohlrausch menggunakan sumber tegangan

bolak-balik yang berasal dari AFG dan menggunakan osiloskop atau headphone

sebagai detektor keseimbangan, sedangkan pada metode jembatan Wheatstone,

menggunakan sumber tegangan searah yang berasal dari catu daya dan

menggunakan galvanometer sebagai detektor keseimbangan.

Salah satu komponen listrik yang mengandung larutan elektrolit adalah

akumulator. Akumulator adalah alat yang dapat menghasilkan energi listrik dari

proses kimia (Anonim, 2006 akumulator). Dalam sebuah akumulator berlangsung

proses elektrokimia yang reversible (bolak – balik) dengan efisiensi yang tinggi.

Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversible, yaitu di dalam aki saat

dipakai berlangsung proses pengubahan energi kimia menjadi energi listrik,

sedangkan saat diisi atau dimuati, terjadi proses perubahan energi listrik menjadi

energi kimia (Anonim, 2006 elektrokimia).

Dengan memanfaatkan metode Kohlrausch, penulis ingin mengetahui nilai

tahanan dalam dari sebuah akumulator sederhana yang tersusun atas elektrolit

seng sulfat (ZnSO4) 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan alumunium (Al).


1.2 Perumusan Masalah

Dalam penelitian ini perumusan masalah ditekankan pada :

1. Bagaimana mengukur tahanan dalam suatu elektrolit pada akumulator

dengan menggunakan metode Kohlrausch?

2. Berapakah nilai tahanan dalam dari sebuah akumulator sederhana yang

tersusun atas elektrolit seng sulfat (ZnSO4) 15% dengan elektroda tembaga

(Cu) dan alumunium (Al)?

1.3 Pembatasan Masalah

Pengukuran tahanan dalam akumulator sederhana yang tersusun atas

elektrolit seng sulfat (ZnSO4) 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan

alumunium (Al) dilakukan dengan menggunakan metode Kohlrausch.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui cara pengukuran nilai tahanan dalam akumulator sederhana

dengan menggunakan metode Kohlrausch.

2. Mendapatkan nilai tahanan dalam akumulator sederhana yang tersusun atas


alumunium (Al).

1.5 Manfaat Penelitian

1. Dapat menambah wawasan ilmu pengetahuan dalam hal pemanfaatan metode

Kohlrausch.


2. Memperoleh pengetahuan cara mengetahui nilai tahanan dalam

elektrolit dengan menggunakan metode Kohlrausch.

3. Dapat menyumbangkan data penggunaan metode Kohlrausch untuk

mengetahui nilai tahanan dalam akumulator bagi ilmu pengetahuan.


BAB II

DASAR TEORI

2.1 Dipol Listrik

Sebuah dipol listrik dipikirkan sebagai suatu kesatuan yang tersusun dari dua

muatan yang berlawanan tanda tapi besarnya sama, Q dan –Q.

-Q +Q

d

+

Gambar 2.1 Dipol listrik

Momen dipol listrik didefinisikan sebagai perkalian salah satu muatan dengan

jarak antar kedua muatan tersebut.

pr

(1) dQprr

=

dengan dr

adalah vektor jarak dari muatan negatif ( - ) ke muatan positif ( + ).

Sebuah dipol listrik dapat membangkitkan medan listrik, yang dapat dihitung dengan

menerapkan hukum coulomb dalam menentukan kuat medan dua muatan terpisah

yang hasilnya kemudian dijumlahkan.


`

Gambar 2.2 Kuat medan untuk dipol listrik

Kuat medan untuk dipol listrik diberikan oleh:

⎭⎬⎫

⎩⎨⎧ •

−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≈ 53

0),(

)(34

1rr

E rrrpp

πεθ (2)

Jika sebuah dipol diletakkan dalam suatu medan listrik luar, dipol akan

berinteraksi dengan medan tersebut. Medan menimbulkan suatu torka τr pada dipol

yang diberikan oleh :

Eprrr

×=τ (3)

dengan Er

adalah kuat medan listrik yang terpasang, τr adalah torka, dan p adalah

momen dipol (Omar, 1975).

Q- Q+

P

−Er

+Er

Er

1rr 2r

θ

2d

nnp ˆ2ad=


2.2 Dielektrik

2.2.1 Polarisasi

Polarisasi Pr

dari bahan didefinisikan sebagai momen dipol per-satuan

volume. Jika jumlah molekul persatuan volume adalah N, dan masing-masing

mempunyai momen pr , maka polarisasi dinyatakan dalam:

pNP rr= (4)

dengan anggapan bahwa semua momen molekular mempunyai arah yang sama.

Jika suatu medium terpolarisasi, maka sifat-sifat elektromagnetnya berubah,

yang dinyatakan dalam persamaan :

PED r

rrr+= ε (5)

dengan Dr

= vektor pergeseran listrik, Er

= vektor kuat medan listrik dari luar,

dan =rε permitivitas bahan.

Jika diketahui bahwa pergeseran Dr

hanya gayut pada sumber luar yang

menghasilkan medan luar dan betul-betul tidak dipengaruhi polarisasi bahan, maka

antara Dr

dan berlaku hubungan : oEr

0ED r

rrε= (6)

Persamaan (6) disubstitusikan dengan persamaan (5) maka diperoleh:

r

PEEε

rrr−= 0 (7)

Persamaan (7) menunjukan bahwa efek polarisasi adalah mengurangi kuat medan di

bagian dalam bahan (Omar, 1975).


2.2.2 Bahan Dielektrik

Dielektrik adalah bahan-bahan yang molekul-molekulnya mudah terpolarisasi

menjadi dipol-dipol listrik (Soedojo, 1999).

Watak utama bahan dielektrik adalah sifat nonkonduktifnya. Selain itu, sifat

bahan dielektrik yang paling penting dan bermanfaat adalah kemampuannya untuk

menaikkan nilai kapasitansi suatu kapasitor, bila bahan itu ditempatkan di antara

kedua lempeng kapasitor pada suatu beda potensial tertentu. Bahan dielektrik terbagi

menjadi dua, yaitu polar dan non polar. Molekul polar adalah dipol listrik tetap. Oleh

pengaruh medan listrik luar, maka momen dipolnya dapat diarahkan oleh pergeseran

muatan positif dan negatif di dalamnya. Molekul non polar bukan dipol, karena titik

berat muatan - muatan positif yaitu inti - intinya dan titik berat muatan -muatan

negatif, yaitu elektron - elektronnya berimpit, namun oleh medan listrik luar akan

menjadi dipol sementara oleh bergesernya muatan - muatan itu. Jika suatu bahan

dikenakan medan listrik luar akan timbul polarisasi, yaitu pergeseran ion - ion atau

atom - atom pada arah yang berlawanan (Omar, 1975).

Kapasitansi kapasitor semula diberikan oleh 0C 00 VQC = dan kapasitansi C

dengan kehadiran dielektrik adalah VQC = , dimana C adalah kapasitansi dalam

farad, Q adalah kuantitas muatan listrik dengan satuan coulomb, dan V adalah

perbedaan potensial dalam volt. Muatan Q adalah sama dalam kedua kasus, dan V

lebih kecil daripada V0, sehingga dapat disimpulkan bahwa kapasitansi C dengan

kehadiran dielektrik adalah lebih besar daripada C0. Bila ruang hampa di antara

pelat-pelat diisi sepenuhnya oleh dielektrik, maka rasio C terhadap C0 (yang sama

dengan rasio V0 terhadap V) disebut kontanta dielektrik material, :K


0CCK = (8)

Bila sebuah material dielektrik, misalnya larutan elektrolit disisipkan diantara

elektroda – elektroda sementara muatan dipertahankan konstan, selisih potensial

diantara elektroda – elektroda itu berkurang oleh sebuah faktor K. Maka medan listrik

di antara konduktor – konduktor itu harus berkurang oleh faktor yang sama. Jika 0Er

adalah nilai medan listrik di ruang hampa dan Er

adalah nilai medan listrik dengan

adanya dielektrik, maka

KEE 0

rr= (9)

Karena besarnya medan listrik adalah lebih kecil bila dielektrik itu ada, maka

kerapatan muatan permukaan (yang menyebabkan medan itu) juga akan lebih kecil.

Muatan permukaan pada konduktor tidak berubah, tetapi sebuah induksi yang

tandannya berlawanan muncul pada setiap permukaan larutan elektrolit tersebut.

Momen dipol pada larutan elektrolit pada mulanya netral secara listrik, dan tetap

netral; muatan permukaan timbul sebagai akibat dari pendistribusian kembali muatan

positif dan muatan negatif di dalam material larutan elektrolit tersebut, yakni sebuah

fenomena yang dinamakan polarisasi (Sears & Zemansky, 2001).

Gambar 2.3 Dipol - dipol listrik tersebar secara acak dari suatu dielektrik polar tanpa kehadiran medan listrik dari luar (Tipler,1991)


Gambar 2.4 Dalam pengaruh medan listrik luar, dipol - dipol menyearahkan dirinya dengan arah medan listrik (Tipler,1991)

Er

Gambar 2.5 Ketika suatu dielektrik diletakkan antara keeping - keping kapasitor, medan listrik dari kapasitor mempolarisasikan molekul - molekul dielektrik

2.3 Sel Elektrokimia

Sel elektrokimia merupakan sistem yang memungkinkan perubahan dari

energi kimia menjadi energi listrik atau dari energi listrik menjadi energi kimia.

Secara umum sel elektrokimia terbagi menjadi sel listrik dan sel elektrolisis

(Johannes, 1978). Sel listrik adalah sel yang dapat menghasilkan arus listrik akibat

reaksi kimia di dalamnya. Sel elektrolisis adalah sel yang bila dialiri arus dapat

menghasilkan reaksi kimia pada elektrodanya (Johannes, 1978).


2.3.1. Sel Elektrolisis

Bahan atau zat yang larutannya dapat menghantarkan arus listrik disebut

sebagai zat elektrolit. Proses penguraian atau penumpukkan yang terjadi pada

elektroda melalui arus listrik disebut sebagai peristiwa elektrolisis (Musbach, 1996).

Pada elektrolisis, elektroda tempat berlangsungnya reaksi reduksi bertindak

sebagai katoda dan elektroda tempat berlangsungnya reaksi oksidasi bertindak

sebagai anoda. Sumber arus listrik akan mengalirkan elektron ke katoda, selanjutnya

elektron akan ditangkap oleh ion positif (kation) sehingga pada permukaan katoda

terjadi reduksi. Pada saat yang sama, ion negatif (anion) melepaskan elektron,

elektron ini dikembalikan ke sumber arus melalui anoda, akibatnya pada permukaan

anoda terjadi oksidasi (Petruci, 1987).

2.3.2. Elektrolisis Larutan Elektrolit

Larutan elektrolit adalah senyawa heteropolar, yang dibentuk oleh atom –

atom bermuatan atau radikal yang disebut ion – ion. Ion – ion itu di dalam larutan

bebas bergerak hingga terjadi kesetimbangan dengan gaya elektrostatik karena

adanya gaya gesek. Medan listrik menggiring ion – ion positif ke katoda, sedangkan

ion – ion negatif ke anoda. Elektroda dapat menetralisasi ion – ion. Kation

mengambil elektron, sedangkan anion memberikan elektron (Tippler, 1991).

Hantaran listrik melalui larutan elektrolit terjadi sebagai berikut. Sumber arus

searah memberi muatan yang berbeda pada kedua elektroda. Spesi (ion, molekul atau

atom) tertentu dalam larutan akan mengambil elektron dari katoda, sementara spesi


lainnya melepas elektron ke anoda. Selanjutnya elektron akan dialirkan ke katoda

melalui sumber arus (Denbigh, 1993).

Dalam larutan, molekul ZnSO4 terurai menjadi ion Zn2+ dan ion SO42−

menurut reaksi ionisasi berikut ini :

ZnSO4 (aq) → Zn2+ (aq) + SO42− (aq)

Ion-ion Zn2+ akan bergerak menuju katoda, sementara itu ion - ion SO42- bergerak

menuju anoda.

a. Reaksi - reaksi di katoda

Reaksi di katoda tergantung pada jenis kation dalam larutan. Jika kation

berasal dari logam - logam aktif (logam golongan IA, IIA, Al atau Mn), yaitu logam -

logam yang potensial elektrodanya lebih kecil ( lebih negatif daripada air), maka air

yang tereduksi.

b. Reaksi – reaksi di anoda

Elektroda negatif tidak mungkin ikut bereaksi selama elektrolisis karena

logam tidak ada kecenderungan menyerap elektron membentuk ion negatif. Akan

tetapi elektroda positif (anoda) mungkin saja ikut bereaksi, melapas elektron dan

mengalami oksidasi. Elektroda Pt, Au, dan grafit (C) digolongkan sebgai elektroda

inert (sukar bereaksi). Jika anoda terbuat dari elektroda inert, maka reaksi anoda

bergantung pada jenis anion dalam larutan. Anion sisa asam oksidasi seperti SO42-

mempunyai potensial oksodasi lebih negatif daripada air. Anion - anion seperti itu

sukar dioksidasi sehingga air yang akan teroksidasi.

2H2O(l)→ 4H+(aq) + O2(g) + 4e


Jika anion lebih mudah dioksidasi daripada air, maka anion itu akan teroksidasi

(Chang, 2004).

c. Reaksi elektrolisis larutan seng sulfat (ZnSO4) dengan katoda alumunium (Al) dan

anoda tembaga (Cu)

ZnSO4(aq) → Zn2+(aq) + SO4

2-(aq)

Zn bukan logam aktif, jadi kation itu akan direduksi. Anion (SO42-) berasal

dari sisa asam oksidasi, maka air akan teroksidasi di anoda, reaksinya :

Pada katoda : Zn2+(aq) + 2e → Zn(s)

Pada anoda : 2H2O(l) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e

Reaksi keseluruhan:

2Zn2+(aq) + 2H2O(l) → 2Zn(s) + 4H+

(aq) + O2(g)

2.3.3. Stoikiometri Reaksi Elektrolisis

Michael Faraday menyatakan bahwa ada hubungan kuantitatif antara jumlah

arus listrik yang dialirkan pada sel elektrolisis dengan jumlah zat yang dihasilkan

pada elektroda. Setelah melakukan eksperimen, Faraday merumuskan beberapa

prinsip perhitungan elektrolisis, yang kini dikenal sebagai hukum Faraday.

Hukum Faraday I : Jumlah zat yang dihasilkan pada suatu elektroda berbading lurus

dengan jumlah arus listrik yang melalui sel elektrolisis

Hukum Faraday II : Jika arus listrik yang besarnya sama dialirkan pada beberapa sel

elektrosis, maka massa zat yang dihasilkan pada elektroda tiap - tiap sel berbanding

lurus dengan berat ekuivalen zat - zat tersebut.


Secara kuantitatif kedua hukum Faraday tersebut di atas dapat dirumuskan sebagai

berikut :

1. jumlah zat yang terbentuk pada katoda dan anoda dinyatakan dalam

persamaan berikut :

Fe×=m

dimana,

96500

it=F

elektronjumlah

Ar=e atau

elektronjumlahMr

=e

dengan, m adalah massa hasil elektrolisis (gram), e adalah berat ekuivalen, F adalah

jumlah listrik (Faraday), i adalah kuat arus (ampere), dan t adalah waktu elektrolisis

(s).

2. Dengan arus listrik yang sama, diperoleh dua zat hasil elektrolisis, dapat

dirumuskan sebagai berikut:

m1 : m2 = e1 : e2

2.3.4. GGL Akumulator

Gaya gerak listrik atau disingkat ggl, mengubah energi kimia, mekanik dan

bentuk energi lainnya menjadi energi listrik. Sumber ggl melakukan kerja pada

muatan yang melewatinya dengan meningkatkan energi potensial muatan. Ketika

muatan mengalir melalui sumber ggl Q∆ ξ , energi potensial dinaikkan sejumlah

ξQ∆ . Satuan ggl adalah volt.


ξ

I

Gambar 2.6 Rangkaian sederhana yang berisi baterai ideal dengan ggl ξ , resistansi R dan kawat - kawat penghubung yang diasumsikan tidak memiliki resistansi (Tippler,1991).

Gambar 2.6 menunjukkan rangkaian sederhana berisi resistansi R yang dihubungkan

dengan sebuah akumulator sederhana. Sumber ggl menjaga potensial konstan yang

sama dengan ξ antara titik a dan b, dengan titik a pada potensial yang cukup tinggi.

Beda potensial antara titik a dan c dan antara titik b dan d diabaikan, karena kawat

penghubung diasumsikan tidak memiliki resistansi, sehingga beda potensial antara

titik c dan d sama dengan nilai ggl ξ dan arusnya adalah RI ξ= . Arah arus dalam

rangkaian ini searah jarum jam, seperti dalam gambar. Ketika muatan mengalir

melalui sumber ggl

Q∆

ξ , energi potensialnya meningkat sejumlah ξQ∆ , dan akan turun

kembali saat muatan mengalir melalui resistor, karena disini energi potensial diubah

menjadi energi termal. Laju di mana energi disalurkan oleh sumber ggl ξ adalah

daya keluaran :

It

Q ξξ=

∆∆

=P (10)


a

Gambar 2.7 diagram rangkaian untuk Gambar 2.6 (Tippler, 1991).

Pada gambar 2.7, jika arus dalam rangkaian adalah I dengan satuan ampere,

dan r adalah tahanan dalam dengan satuan ohm, maka beda potensial antara titik a

dan titik b adalah :

IrVV ba −=− ξ (11)

Tegangan jatuh pada resistor R adalah IR dan sama dengan tegangan terminal :

IrVVIR ba −=−= ξ (12)

Pemecahan persamaan untuk arus I, kita peroleh :

ξ=+ IrIR (13)

atau

rR

I+

=ξ (14)

Tegangan terminal yang diberikan oleh persamaan (11) lebih kecil daripada

tegangan jepit baterai akibat tegangan jatuh pada resistansi internal baterai (Tippler,

1991).

2.3.5. Energi dan Daya Pada Akumulator

Sewaktu muatan lewat melalui rangkaian akumulator, gaya listrik melakukan

kerja pada muatan tersebut. Kerja total yang dilakukan pada sebuah muatan Q sama

r I R

ξ

b


dengan hasil kali Q dan selisih beda potensial Vab. Bila Vab adalah positif, gaya listrik

melakukan sebuah kerja positif pada muatan itu sewaktu muatan itu berpindah

dari tempat yang beda potensialnya tinggi ke tempat yang beda potensialnya lebih

rendah. Jika arus itu adalah

abQV

I dengan satuan ampere, maka dalam selang waktu

sejumlah muatan lewat. Kerja yang dilakukan pada muatan ini

adalah :

dt IdtdQ = dW

IdtVdQVdW abab == (15)

Laju perpindahan energi terhadap waktu adalah daya, yang dinyatakan dengan P .

Dengan membagi persamaan diatas dengan , maka akan didapatkan laju pada

rangkaian itu menghantar energi listrik ke elemen akumulator :

dt

IVdt

dWab== P (16)

Dalam akumulator akan terjadi potensial di titik b lebih tinggi daripada potensial di

titik a; maka Vab adalah negatif. Pada kondisi ini terjadi perpindahan energi dari

elemen akumulator ke rangkaian luar. Elemen ini kemudian bertindak sebagai

sumber, yang menghantarkan energi listrik ke dalam rangkaian tempat sumber itu

disambungkan. Situasi ini untuk mengkonversi energi kimia menjadi energi listrik

dan menghantarkannya ke rangkaian luar (Sears dan Zemansky, 2001).

2.4 Jembatan Wheatstone

Jembatan Wheatstone merupakan alat atau rangkaian yang dapat digunakan

untuk mengukur besar suatu hambatan dengan cukup teliti.


Kegunaan jembatan Wheatstone dalam aplikasi pengukuran dan alat ukur

diantaranya adalah (Wahyunggoro, 1998):

1. Pengukuran resistansi medium (besarnya antara 1 Ω dan 100 k Ω)

2. Pengukuran resistansi tinggi (besarnya 100 k Ω atau lebih)

3. Pengukuran resistansi dinamis

4. Pengukuran induktansi

5. Pengukuran kapasitansi

2.4.1. Prinsip Jembatan Wheatstone

Rangkaian listrik yang terdiri dari empat tahanan, sumber tegangan, yang

dihubungkan melalui dua titik diagonal, dan pada kedua titik diagonal yang lain

ditempatkan galvanometer, seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.8 disebut

jembatan Wheatstone (Sapiie dan Nishino, 1994).

Vab

Gambar 2.8 Jembatan Wheatstone (Sapiie dan Nishino, 1994)

R3

G

c

R1 R2

a b

Rx K2

d

Rh K1 ξ


Misalkan bahwa K1 tetap tertutup dan K2 terbuka. Tegangan - tegangan

melalui terminal a-b pada saat ini disebut Vab, maka tegangan melalui c-b dan

tegangan melalui d-b masing-masing, dapat dinyatakan sebagai berikut :

abcb VRR

RV21

2

+= (17)

abx

xdb V

RRRV+

=3

(18)

Dengan mengatur R2, dapat diperoleh Vcb = Vdb. Bila hal ini terpenuhi, maka tidak ada

arus yang mengalir melalui galvanometer, meskipun K2 ditutup. Bila G tidak

memperlihatkan pergeseran meskipun K2 ditutup, maka dikatakan bahwa jembatan

dikatakan seimbang. Bila dbcb VV = maka, persamaan (17) dan persamaan (18)

menjadi :

11 33

2

1

2

21 +=+

=+=+

xx

x

RR

RRR

RR

RRR (19)

Jadi dalam keadaan seimbang didapatkan persamaan:

231 RRRR x = atau 21

3 RRRRx = (20)

Pada umumnya cara-cara untuk menyeimbangkan jembatan adalah:

Pertama - tama sirkuit dari sumber energi ditutup. Kemudian sirkuit dari

galvanometer ditutup sesaat, untuk melihat arah ketidakseimbangan dan Q diatur

untuk mengkompensasikannya. Setelah itu, K2 ditutup untuk sesaat. Dengan cara itu

maka keseimbangan jembatan akan dicapai (Sapiie dan Nishino, 1994).


Jadi harga dari tahanan yang tidak diketahui bisa didapatkan dengan

menyeimbangkan jembatan bila rasio dari tahanan 13 RR dan harga dari R1 diketahui.

Cabang R1 dan R3 disebut cabang - cabang rasio dan cabang R2 disebut cabang

pengatur. Harga rasio dari cabang - cabang rasio harus didapatkan seteliti mungkin.

Disamping itu harga tahanan dari cabang pengatur harus diketahui seteliti mungkin.

Rasio-rasio tahanan pada cabang rasio biasanya diambil sebagai pangkat dari

sepuluh, sehingga harga Rx yang akan diukur akan mudah didapatkan dengan

mengukur harga dari R2 dan hasil ukurnya didapatkan hanya dengan mengalikan

dengan rasio kepangkatan dari sepuluh.

2.4.2 Kesalahan Pengukuran

Kesalahan - kesalahan pengukuran dengan menggunakan jembatan Wheatstone

disebabkan oleh (Harini, 2001) :

1. Kesalahan batas dari ketiga tahanan yang diketahui

2. Sensitivitas detektor nol yang tidak cukup

3. Perubahan tahanan lengan - lengan jembatan karena efek pemanasan arus

melalui tahanan - tahanan tersebut.

2.5 Metode Kohlrausch

Metode Kohlrausch merupakan salah satu metode yang digunakan untuk

mengukur resistansi dari sebuah larutan elektrolit. Prinsip dari metode Kohlrausch

sama dengan metode jembatan Wheatstone, perbedaannya hanya pada sumber

tegangan yang digunakan dan pada detektor nol. Metode jembatan Wheatstone


menggunakan sumber tegangan searah sedangkan pada metode Kohlrausch

menggunakan sumber tegangan bolak - balik. Metode jembatan Wheatstone

menggunakan galvanometer sebagai indikator nol, sedangkan pada metode

Kohlrausch menggunakan osiloskop sebagai indikator nol (Armitage, 1972).

Gambar 2.9 Jembatan Kohlrausch

Dengan, Rs sebagai tahanan standart, Rx sebagai tahanan yang akan diukur,

osiloskop sebagai detektor nol, AB adalah kawat, C adalah kontak geser, dan AFG

adalah sumber tegangan bolak - balik.

Jembatan Kohlrausch mempunyai sumber tegangan bolak - balik dari 700

sampai 1.000 Hz, dan untuk kepentingan deteksi dipakai alat pendengar dari kristal

atau dengan penyambungan ke osiloskop, seperti diperlihatkan dalam gambar 2.8.

Cabang - cabang rasio dari jembatan tersebut dibentuk dengan tahanan geser, dan

diberi skala sedemikian rupa sehingga rasio tahanan dari cabang - cabang tersebut

Osiloskop Rx Rs

D

AFG

B C

A

+ -

I4

I2

I1

I

I3


bisa didapat sebagai CBAC dari posisi sikat. Jadi tahanan dari elekrolit didapat

sebagai :

sx RCBACR = (21)

Rx dapat diubah untuk merubah batas pengukuran. Batas pengukuran berkisar antara

0,05 ohm sampai dengan 10 ohm (Sapiie dan Nishino, 1994) .

Jika sumber GGL berupa sumber tegangan bolak - balik, perbedaan

potensial berubah tanda setiap setengah periode. Jika mempertahankan GGL

pembangkitnya konstan sambil meningkatkan frekuensi, untuk setiap setengah siklus

sejumlah muatan yang sama berpindah ke atau dari kapasitor, tetapi jumlah siklusnya

tiap detik bertambah, sehingga arus melalui kapasitor meningkat sebanding frekuensi.

Jadi, semakin tinggi frekuensi, kapasitor semakin kurang menghambat aliran muatan

(Tippler, 1991).

Bila pengukuran dibuat dengan arus bolak - balik, jumlah muatan yang

mengalir melalui elektroda - elektroda adalah hampir nol, meskipun arus yang

melaluinya cukup lama (Sapiie dan Nishino, 1994).


BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Fisika Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta. Penelitian ini dilaksanakan antara bulan Februari - Mei 2007.

3.2 Bahan Penelitian

Bahan-bahan yang digunakan adalah larutan :

1. Larutan elektrolit seng sulfat (ZnSO4) 15% .

2. Elektroda tembaga (Cu).

3. Elektroda alumunium (Al).

4. Elektroda seng (Zn).

Ketiga elektroda mempunyai luas yang sama.

3.3 Alat Penelitian

Alat/instrumen yang diunakan dalam penelitian adalah:

1. Satu buah gelas ukur untuk mengukur volume larutan.

2. Satu buah tabung kaca untuk tempat menyimpan larutan.

3. Satu buah AFG sebagai sumber tegangan bolak-balik.

4. Satu set alat ukur jembatan Wheatstone.

5. Satu buah osiloskop yang digunakan untuk indikator gelombang nol.


6. Resistor dengan nilai 4,7 ohm sebagai tahanan bebas digunakan untuk

menentukan nilai tahanan dalam akumulator sederhana dengan

elektrolit sengsulfat (ZnSO4) 15% elektroda tembaga (Cu) dan

Alumunium (Al) dengan dialiri arus DC.

7. Power supply sebagai sumber tegangan searah (DC).

8. Papan yang digunakan sebagai alas alat - alat yang telah diset.

9. Ohmmeter digital yang digunakan untuk mengukur nilai tahanan

dalam akumulator sederhana dengan elektrolit seng sulfat (ZnSO4)

15% elektroda tembaga (Cu) dan seng (Zn) yang dialiri arus DC.

10. Kabel penghubung yang digunakan sebagai penghubung piranti yang

satu ke yang lain.

3.4 Langkah-Langkah Penelitian

3.4.1 Perlakuan Bahan

Langkah - langkah yang dilakukan untuk membuat akumulator sederhana:

1. Mempersiapkan larutan seng sulfat (ZnSO4) 15% sebanyak 40 ml.

2. Memasukan larutan tersebut ke dalam tabung kaca

3. Memasukan elektroda ke dalam larutan tersebut sesuai dengan kebutuhan

eksperimen, misalnya elektroda tembaga (Cu) dan seng (Zn) untuk

eksperimen penentuan watak aki dengan elektroda yang sejenis dengan

elektrolitnya.


3.4.2 Pengambilan Data Untuk Eksperimen Pendahuluan Penentuan Watak

Akumulator

1. Eksperimen I : Mengukur besarnya nilai tahanan akumulator

sederhana dengan elektrolit seng sulfat (ZnSO4) 15% dengan elektroda

tembaga (Cu) dan alumunium (Al) yang dialiri arus DC dengan

menggunakan metode ohmmeter.

2. Eksperimen II : Mengukur besarnya nilai tahanan akumulator

sederhana dengan elektrolit seng sulfat (ZnSO4) 15% dengan elektroda

tembaga (Cu) dan seng (Zn) yang dialiri arus DC dengan

menggunakan metode ohmmeter.

Langkah-langkah untuk pengambilan data:

1. Menyusun alat seperti pada gambar 3.1

A

Gambar 3.1 Rangkaian alat untuk penelitian menentukan watak akumulator

2. Memasang power supply pada tegangan 12 volt.

3. Arus dari catu daya mengalir ke akumulator sederhana melalui

anoda, dari katoda di akumulator sederhana arus dialirkan

Catu Daya

Amperemeter digital

_ +

Tahanan beban

ZnSO4

-+ (Zn) (Cu) (Cu) (Al)

I


melalui kawat, sehingga pada amperemeter dapat dilihat nilai

arus dari akumulator sederhana. Dari amperemeter arus

dialirkan ke tahanan beban kemudian dikembalikan ke catu

daya. Tegangan antara katoda dan anoda diukur secara

langsung dengan voltmeter digital.

4. Mengukur arus tiap 30 detik dengan menggunakan

amperemeter digital

5. Memasukan data yang diperoleh ke dalam tabel :

T(s) I(Hz)

3.4.3 Mengukur Besarnya Nilai Tahanan Dalam Akumulator Sederhana Dengan

Elektrolit Seng Sulfat (ZnSO4) 15 % Dengan Elektroda Tembaga (Cu)

dan Alumunium (Al) Dengan Metode Kohlrausch.

Susunan peralatan ditunjukkan seperti pada gambar 2.8

B A

AFG

Osiloskop

Rx Rs

C

+ -

I4

I2

I1

D

I

I3


Dengan, Rs sebagai tahanan standart, Rx sebagai tahanan yang akan

diukur (tahanan dalam akumulator), osiloskop sebagai detektor nol,

AB adalah kawat, C adalah kontak geser, dan AFG adalah sumber

tegangan bolak - balik.

Pengambilan data dilakukan dengan memvariasikan nilai Rs (tahanan standar)

pada tiga nilai frekuensi yang berbeda. Adapun prosedur pengambilan data adalah

sebagai berikut:

1. Memasang AFG pada frekuensi 700 Hz.

2. Memvariasikan harga Rs (tahanan standar) secara berturut - turut dari

1 ohm sampai 10 ohm.

3. Menggeser kedudukan C untuk masing - masing nilai Rs sampai

mendapatkan keadaan yang seimbang (tegangan pada osiloskop sama

dengan nol (0)).

4. Mengukur jarak dari titik A ke titik C (jarak AC) dan jarak dari titik C

ke titik B (jarak CB), jika sudah mendapatkan keadaan yang

seimbang.

5. Memasukan data yang diperoleh ke dalam tabel.

Rs(ohm) AC(cm) CB(cm)

6. Mengulangi langkah 1sampai dengan 5 untuk frekuensi 800 Hz dan

900 Hz.


3.5 Metode Analisis Data

3.5.1 Mencari Watak Akumulator

Setelah memperoleh data yang diperlukan, langkah yang harus dilakukan

adalah:

a. Menghitung tahanan dalam dari akumulator sederhana tersebut

dengan menggunakan persamaan (13):

• Tegangan terminal = IrIR −=ξ

• Tahanan dalam = RI

r −⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=ξ

b. Menganalisis hasil perhitungan agar dapat diketahui pengaruh

pemakaian elektroda yang tidak sejenis dengan elektrolitnya

dan elektroda yang sejenis dengan elektrolitnya.

3.5.2 Mengukur Besarnya Nilai Tahanan Dalam Akumulator Sederhana

Dengan Elektrolit Seng Sulfat (ZnSO4) 15% Dengan Elektroda Tembaga

(Cu) dan Alumunium (Al) Dengan Metode Kohlrausch

Setelah memperoleh data yang diperlukan, langkah yang harus

dilakukan adalah:

a. Mencari rasio antara AC dengan BC

b. Membuat dan menganalisa grafik hubungan nilai Rs dengan

nilai AC/CB sehingga dapat diketahui nilai Rx (tahanan

dalam) akumulator sederhana.


Dari grafik hubungan Rs dengan AC/CB didapatkan

persamaan (21):

CBACRxRs =

RsRxCB

AC 1=

Rx1 adalah gradien.

Dari nilai gradien bisa dicari nilai Rx.

Langkah selanjutnya adalah mencari ralat untuk nilai Rx1

dari seluruh data yang diperoleh untuk masing – masing

frekuensi, melalui persamaan :

( )( )1

2

−−∑

=nn

xxmσ (22)

Dalam bentuk persentase :

%100xmσ (23)

Ralat Rx dicari melalui persamaan :

2

2

1

1

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛∆

=∆

Rx

RxRxRx (24)

Dengan x adalah hasil ukur, mσ adalah simpangan baku rata-

rata, x adalah rerata pengukuran berualang, dan n adalah

banyaknya data.


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Eksperimen

4.1.1 Eksperimen Pendahuluan

1. Penentuan watak akumulator dengan elektroda yang tidak sejenis dengan

elektrolitnya dengan metode ohmmeter

Elektrolit : 40 ml seng sulfat (ZnSO4) 15%

Elektroda : Tembaga (Cu) dan Alumunium (Al)

R = 4,7 Ohm.

V = 12 volt

Dari penelitian ini diperoleh data yang ditampilkan dalam Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data hasil penelitian menentukan watak akumulator dengan elektroda yang tidak sejenis dengan elektrolitnya

T (s) I (Hz) 0.5 3.05 1 3.02

1.5 3 2 2.97

2.5 2.95 3 2.93

3.5 2.91 4 2.89

4.5 2.87 5 2.86

5.5 2.83 6 2.82

6.5 2.8 7 2.79

7.5 2.78 8 2.77

8.5 2.76 9 2.75

9.5 2.74 10 2.73


10.5 2.72 11 2.71

11.5 2.7 12 2.69

12.5 2.68 13 2.68

13.5 2.67 14 2.67

14.5 2.66

2. Penentuan watak akumulator dengan elektroda yang sejenis dengan

elektrolitnya dengan metode ohmmeter

Hasil pengukuran dengan menggunakan elektroda yang tidak sejenis dengan

elektrolitnya memberikan data penurunan nilai arus, maka dilakukan eksperimen

dengan mengganti elektroda menjadi sejenis dengan elektrolitnya agar mendapat nilai

arus yang konstan.


Elektroda : Tembaga (Cu) dan seng (Zn)

R = 4,7 Ohm.

V = 12 volt

Dari penelitian ini diperoleh data yang ditampilkan dalam Tabel 4.2.


Tabel 4.2 Data hasil penelitian menentukan watak akumulator dengan elektroda yang sejenis dengan elektrolitnya

T (s) I (Hz) 0.5 1.24 1 1.25

1.5 1.25 2 1.26

2.5 1.26 3 1.26

3.5 1.26 4 1.26

4.5 1.26 5 1.26

5.5 1.26 6 1.26

6.5 1.27 7 1.27

7.5 1.27 8 1.28

8.5 1.28 9 1.28

9.5 1.28 10 1.28

10.5 1.29 11 1.29

11.5 1.3 12 1.3


4.1.2 Eksperimen Pengukuran Tahanan Dalam Akumulator Sederhana Dengan

Metode Kohlrausch

Elektrolit : 40 ml larutan seng sulfat (ZnSO4) 15%

Elektroda : Tembaga (Cu) dan Alumunium (Al).

Data hasil eksperimen ditampilkan dalam tabel 4.3, 4.4, dan 4.5.

Tabel 4.3Hubungan antara nilai Rs dengan nilai AC dan CB pada frekuensi 700 Hz

No Rs(ohm) AC(cm) CB(cm) 1 1 35.3 14.7 2 2 36.3 13.7 3 3 36.7 13.3 4 4 37.5 12.5 5 5 37.8 12.2 6 6 38.2 11.8 7 7 38.9 11.1 8 8 39.5 10.5 9 9 40.1 9.9 10 10 40.5 9.5

Tabel 4.4 Hubungan antara nilai Rs dengan nilai AC dan CB pada frekuensi 800 Hz

No Rs(ohm) AC(cm) CB(cm) 1 1 35.1 14.9 2 2 36.2 13.8 3 3 36.4 13.6 4 4 37.9 12.1 5 5 38.4 11.6 6 6 38.3 11.7 7 7 39.2 10.8 8 8 39.3 10.7 9 9 40.2 9.8 10 10 40.5 9.5


Tabel 4.5 Hubungan antara nilai Rs dengan nilai AC dan CB pada frekuensi 900 Hz

No Rs(ohm) AC(cm) CB(cm) 1 1 35.6 14.4 2 2 36.2 13.8 3 3 36.8 13.2 4 4 37.9 12.1 5 5 38.3 11.7 6 6 39 11 7 7 39.5 10.5 8 8 39.7 10.3 9 9 40.3 9.7 10 10 40.6 9.4

4.2 Analisis Data

4.2.1 Menganalisis Watak Akumulator

Menghitung tahanan dalam dari akumulator tersebut dengan menggunakan

persamaan (13) :

• Tegangan terminal = IrIR −= ξ

• Tahanan dalam = RI

r −⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=ξ

Contoh perhitungan :

V= 12 volt =ξ

R= 4.7 Ω

I = 3.05 A

RI

r −=ξ

105,3

12−=r

r = 2.93 ohm


Dengan menggunakan metode perhitungan seperti pada contoh, maka

didapatkan nilai keseluruhan yang ditampilkan pada tabel 4.6 dan 4.7.

Tabel 4.6 Hasil perhitungan eksperimen penentuan watak akumulator dengan elektroda yang tidak sejenis dengan elektrolitnya.

T (s) I (A) r (ohm) 0.5 3.05 2.93 1 3.02 2.97

1.5 3 3.00 2 2.97 3.04

2.5 2.95 3.07 3 2.93 3.09

3.5 2.91 3.12 4 2.89 3.15

4.5 2.87 3.18 5 2.86 3.19

5.5 2.83 3.24 6 2.82 3.25

6.5 2.8 3.28 7 2.79 3.30

7.5 2.78 3.32 8 2.77 3.33

8.5 2.76 3.35 9 2.75 3.36

9.5 2.74 3.38 10 2.73 3.39

10.5 2.72 3.41 11 2.71 3.43

11.5 2.7 3.44 12 2.69 3.46

12.5 2.68 3.48 13 2.68 3.48

13.5 2.67 3.49 14 2.67 3.49

14.5 2.66 3.51

Dari tabel 4.6, kita bisa melihat bahwa nilai r (tahanan dalam) mengalami kenaikan

tiap waktu. Dari tabel hasil perhitungan pada tabel 4.6 bisa dilihat bahwa tahanan

dalam akumulator meningkat, hal ini karena efek polarisasi pada elektrolit.


Tabel 4.7 Hasil perhitungan eksperimen pendahuluan menentukan watak akumulator dengan elektroda yang sejenis dengan elektrolitnya

T (s) I (A) r(ohm) 0.5 1.24 4.98 1 1.25 4.90

1.5 1.25 4.90 2 1.26 4.82

2.5 1.26 4.82 3 1.26 4.82

3.5 1.26 4.82 4 1.26 4.82

4.5 1.26 4.82 5 1.26 4.82

5.5 1.26 4.82 6 1.26 4.82

6.5 1.27 4.75 7 1.27 4.75

7.5 1.27 4.75 8 1.28 4.68

8.5 1.28 4.68 9 1.28 4.68

9.5 1.28 4.68 10 1.28 4.68

10.5 1.29 4.60 11 1.29 4.60

11.5 1.3 4.53 12 1.3 4.53

Dari tabel 4.7, kita bisa melihat bahwa nilai r (tahanan dalam) mengalami penurunan

terhadap waktu. Penurunan nilai tahanan dalam disebabkan karena arus yang melalui

akumulator sederhana mengalami kenaikkan terhadap waktu. Kenaikkan nilai arus

terhadap waktu diduga disebabkan karena adanya logam lain dari elektroda yang

larut.


4.2.2 Eksperimen Pengukuran Tahanan Dalam Akumulator Sederhana Dengan

Menggunakan Metode Kohlrausch

Dari Tabel 4.3, 4.4, dan 4.5 yang telah diperoleh, selanjutnya dicari nilai

AC/CB, untuk mencari hubungan antara nilai Rs dengan AC/CB. Dari hubungan

antara nilai Rs dengan AC/CB, dengan menggunakan persamaan (21) akan

didapatkan gradien yang besarnya sebanding dengan 1/Rx (Rx adalah nilai tahanan

dalam akumulator sederhana dengan elektrolit ZnSO4 dan elektroda alumunium (Al)

dan tembaga (Cu)). Ralat untuk Rx1 dicari dengan menggunakan persamaan (22).

Setelah mendapatkan ralat untuk nilai Rx1 maka dicari ralat untuk nilai Rx dengan

menggunakan persamaan (24). Persentase kesalahan dicari dengan menggunakan

persamaan (23).

Hubungan antara nilai Rs dengan AC/CB pada frekuensi 700 Hz dapat dilihat

pada tabel 4.8 dan pada gambar 4.1, untuk frekuensi 800 Hz dapat dilihat pada tabel

4.9 dan pada gambar 4.2, sedangkan untuk frekuensi 900 Hz dapat dilihat pada tabel

4.10 dan pada gambar 4.3.


Tabel 4.8 Hubungan antara nilai Rs dengan nilai AC/CB pada pada larutan elektrolit ZnSO4 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan Alumunium (Al) pada frekuensi 700 Hz

Rs(ohm) AC/CB

1 2.4 2 2.6 3 2.8 4 3 5 3.1 6 3.2 7 3.5 8 3.8 9 4.1

10 4.3

5

y = 0.2x + 2.164

Ac/Cb (Cm)

3

2

Dari grafik didapatkan persamaan ( ) ( 24.016.2.09.020.0 ±+±= RsCBAC ) .

Dari persamaan (21), (22), (23), dan (24) maka diperoleh gradien

sebesar: ohm dan nilai Rx yang dihasilkan dengan ralatnya adalah

sebesar ( )ohm dengan persentase kesalahan sebesar 1.82%.

)09.020.0( ±

40.090.4 ±

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Rs (Tahanan standar) Dengan AC/CB pada larutan elektrolit ZnSO 4 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan Alumunium (Al) pada frekuensi 700 Hz

0 1 2 10 11 12 133 4 5 6 7 8 9

Rs (Ohm)


Tabel 4.9 Hubungan antara nilai Rs dengan nilai AC/CB pada larutan elektrolit ZnSO4 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan Alumunium (Al) pada frekuensi 800 Hz

Rs(ohm) AC/CB

1 2.4 2 2.6 3 2.7 4 3.1 5 3.3 6 3.3 7 3. 8 3.7 9 4.1

10 4.3

5

y = 0.21x + 2.174

3 Ac/Cb (Cm)

2 0

Dari grafik didapatkan persamaan : ( ) ( 04.017.2.03.021.0 ±+±= RsCBAC )

±

. Dari

persamaan (21), (22), (23), dan (24) maka diperoleh gradien sebesar

ohm dan nilai Rx yang dihasilkan dengan ralatnya adalah sebesar

( 4 )ohm dengan persentase kesalahan sebesar 0.3 %.

)03.020.0( ±

01.080.

Gambar 4.2. Grafik Hubungan Rs (Tahanan standar) Dengan AC/CB pada larutan elektrolit ZnSO4 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan Alumunium (Al) pada frekuensi 800 Hz

1 2 3 4 10 11 12 135 6 7 8 9

Rs (Ohm)


Tabel 4.10 Hubungan antara nilai Rs dengan nilai AC/CB pada larutan elektrolit ZnSO4 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan Alumunium (Al) pada frekuensi 900 Hz

Rs(ohm) AC/CB

1 2.5 2 2.6 3 2.8 4 3.1 5 3.3 6 3.5 7 3.8 8 3.8 9 4.2

10 4.3

5

y = 0.21x + 2.234

3 Ac/Cb (Cm)

2

Dari grafik didapatkan persamaan : ( ) ( 24.023.2.04.021.0 ±+±= RsCBAC )

±

±

. Dari

persamaan (21), (22), (23), dan (24) maka diperoleh gradien sebesar

( 0 )ohm dan nilai Rx yang dihasilkan dengan ralatnya adalah sebesar

( 4 )ohm dengan persentase kesalahan sebesar 0.3 %.

04.021.

20.070.

Gambar 4.3. Grafik Hubungan Rs (Tahanan standar) Dengan AC/CB pada larutan elektrolit ZnSO4 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan Alumunium (Al) pada frekuensi 900 Hz

0 1 2 3 4 10 11 12 135 6 7 8 9

Rs (Ohm)


Secara ringkas nilai Rx untuk tiga frekuensi yang berbeda dapat dilihat pada

Tabel 4.11.

Tabel 4.11 Nilai tahanan akumulator (Rx) yang diperoleh untuk tiga frekuensi yang berbeda pada larutan elektrolit ZnSO4 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan Alumunium (Al) pada

Frekuensi (Hz) Rx (ohm)

700 Hz 4.90±0.40 800 Hz 4.80±0.10 900 Hz 4.70±0.20

4.3 Pembahasan

Dari hasil perhitungan untuk menentukan watak akumulator, didapat hasil

yang menunjukan bahwa untuk akumulator yang elektrodanya tidak sejenis

dengan elektrolitnya, dalam penelitian ini dipakai elektrolit seng sulfat (ZnSO4)

15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan alumunium (Al), terjadi kenaikan nilai

tahanan. Hal ini, disebabkan saat akumulator dialiri arus menimbulkan medan

listrik, kehadiran medan listrik di dalam medium dielektrik akan menyebabkan

momen-momen dipol listrik dari tiap – tiap atom di dalam molekul tersebut

mengalami polarisasi, yang berarti arah dari vektor - vektor momen dipol itu

menjadi searah dengan vektor medan listrik penyebabnya. Efek polarisasi

mengakibatkan munculnya muatan induksi pada permukaan larutan elektrolit

yang tandanya berlawanan dengan medan listrik penyebabnya, yang

menyebabkan tahanan dalam akumulator meningkat seiring berlalunya waktu.

Karena tahanan dalam meningkat akibat terjadi polarisasi, maka pengukuran

tahanan pada akumulator tidak efisien jika dilakukan dengan menggunakan

ohmmeter maupun jembatan Wheatstone, karena tahanannya tidak konstan.


Diharapkan dengan mengganti elektroda menjadi sejenis dengan

elektrolitnya dapat mengurangi efek polarisasi. Dalam akumulator, ketika larutan

dialiri arus larutan tersebut akan terurai menjadi Zn++ dan SO4-. Sumber arus akan

mengalirkan elektron ke katoda, selanjutnya elektron ini ditangkap oleh ion

positif (kation) sehingga pada permukaan katoda terjadi reduksi. Pada saat yang

sama, ion negatif (anion) melepaskan elektron, elektron ini dikembalikan ke

sumber arus melalui anoda, akibatnya pada permukaan anoda terjadi oksidasi.

Pada sel ini, ion Zn++ tidak bisa bersatu dengan logam seng (Zn) sehingga

polarisasi tidak terjadi. Dari hasil perhitungan menunjukan bahwa nilai tahanan

menurun dengan berlalunya waktu, karena adanya kanaikan arus. Kenaikkan arus

diduga karena ada salah satu dari logam tersebut melarut. Karena ion dari

logamnya melarut, maka konsentrasi larutan akan bertambah, penambahan

konsentrasi akan menyebabkan kenaikan arus. Logam yang larut adalah logam

lain, ini menunjukkan bahwa seng yang dipakai sebagai elektroda adalah seng

yang tidak murni.

Karena efek polarisasi menyebabkan tahanan dalam akumulator

meningkat, maka penulis mempertimbangkan metode Kohlrausch dengan

harapan bisa mendapatkan nilai tahanan dalam dari akumulator sederhana dengan


alumunium (Al) yang konstan. Dalam penelitian pengukuran tahanan dalam

dengan menggunakan metode Kohlrausch, dilakukan pengukuran nilai tahanan

dalam akumulator sederhana dengan memvariasikan nilai frekuensi. Sesuai

dengan tujuan, bahan yang digunakan adalah larutan elektrolit seng sulfat


(ZnSO4) 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan alumunium (Al). Larutan

elektrolit dan elektroda diperlakukan sebagai akumulator sederhana, dengan

banyaknya larutan 40 ml tiap pengambilan data. Frekuensi yang digunakan

adalah 700 Hz, 800 Hz, dan 900 Hz.

Dari gambar 4.8, 4.9, dan 4.10 dapat dilihat bahwa perubahan tahanan

standar (Rs) terhadap AC/CB hampir mendekati fungsi linear.

Kemiringan atau gradient yang dihasilkan pada gambar 4.8, 4.9, dan 4.10

menunjukan besarnya nilai 1/Rx. Dari nilai gradien tersebut, didapat nilai Rx.

Tabel 4.11 menunjukan bahwa nilai Rx yang dihasilkan dari tiga frekuensi yang

berbeda memberikan nilai yang hampir mendekati satu sama lain. Dengan

demikian perbedaan frekuensi tidak memberikan pengaruh yang besar terhadap

perubahan nilai Rx.


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Metode Kohlrausch merupakan metode jembatan menggunakan sumber

tegangan bolak – balik dan titik keseimbangan ditentukan dengan alat headphone

atau dengan penyambungan ke piring Y osiloskop. Jembatan yang digunakan

adalah jembatan Wheatstone. Berdasarkan hasil pengukuran tahanan dengan

menggunakan metode Kohlrausch dengan tiga frekuensi yang berbeda maka

dapat disimpulkan bahwa:

1. Pada saat akumulator dialiri arus akan terjadi polarisasi yang

mengkibatkan meningkatnya tahanan dalam.

2. Ohmmeter tidak efektif digunakan dalam pengukuran tahanan dalam

akumulator pada saat akumulator dialiri arus, karena nilai tahanan tidak

konstan.

3. Metode Kohlrausch dimaksudkan untuk memperbaiki pengukuran tahanan

dalam secara konvensional, karena pengukuran dengan menggunakan

metode ini tidak akan terjadi polarisasi.

4. Perubahan frekuensi tidak memberikan pengaruh yang besar terhadap

perubahan nilai tahanan elektrolit.

5. Besarnya tahanan larutan elektrolit seng sulfat (ZnSO4) dengan elektroda

alumunium (Al) dan tembaga (Cu) dengan menggunakan metode

Kohlrausch adalah )40.040.3( ± ohm.


5.2 Saran

Saran - saran yang dapat penulis berikan untuk penelitian lebih lanjut yaitu:

1. Untuk larutan elektrolit dapat digunakan larutan yang lain dengan

konsentrasi yang berbeda.

2. Elektroda yang digunakan dapat menggunakan elektroda yang lain.

3. Penelitian untuk watak akumulator dengan elektrolit yang sejenis dengan

elektrodanya perlu diperdalam.


46

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2006, akumulator, www.polinpdg.ac.id/duelike/faisal_m.pdf+pengertian+akumulator, diakses pada tanggal 19/09/2006.

Anonim, 2006, elektrokimia, http/kimia.st.infoax.com/id/elektrokimia, diakses pada tanggal 19/09/2006.

Armitage, E., 1972, Practical Physics in S1, Wing King Tong Co Ltd, Hongkong.

Chang, R., 2004, Kimia Dasar, Edisi Ketiga, Jilid 2, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Denbigh, K., 1993, Prinsip-Prinsip Keseimbangan Kimia, Edisi Keempat, Diterjemahkan oleh Siti Soedarini, UI Press, Jakarta.

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

Harini, B.W., 2001, Pengukuran Besaran Listrik, Diktat Kuliah, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma, Jogjakarta.

Johannes, H., 1978, Listrik dan Magnet, Penerbit Balai Pustaka, Jakarta.

Musbach, M., 1996, Fisika Listrik Magnet dan Optik, Pusat Pembinaan dan Pengembangan Bahasa, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan RI, Jakarta.

Omar, M.A., 1975, Elementary Solid State Physics, Addison-Wesley Publishing Company, Reading, Massachusetts, USA.

Petruci, R. H., 1987, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Edisi Keempat, Jilid 2, Diterjemahkan oleh Suminar Achmadi, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Sapiie, S. dan Nishino, O., 1994, Pengukuran dan Alat-Alat Ukur Listrik, Cetakan Kelima, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

Sears dan Zemansky., 2001, Fisika untuk Universitas Jilid II, Penerbit Binacipta, Bandung.

Soedojo, P., 1999, Fisika Dasar, Penerbit Andi, Jogjakarta.

Sutrisno dan Gie, T. I., 1983, Seri Fisika Dasar : Listrik Magnet dan Thermofis, Penerbit ITB Press, Bandung.


47

Tippler, P. A.,1991, Fisika Untuk Sains dan Teknik, Edisi 3, Jilid 2, Alih Bahasa Bambang Soegiyono, Penerbit Erlangga, Jakarta.

Wahyunggoro, O., 1998, Pengukuran Besaran Listrik, Diktat Kuliah, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UGM, Jogjakarta.


48

Lampiran 1. Susunan peralatan penelitian untuk pengukuran tahanan dalam akumulator sederhana yang tersusun atas elektrolit seng sulfat (ZnSO4) 15% dengan elektroda tembaga (Cu) dan alumunium (Al) menggunakan metode Kohlrausch


49

Lampiran 2. Data hasil penelitian menentukan watak akumulator dengan elektroda yang tidak sejenis dengan elektrolitnya


Elektroda : Tembaga (Cu) dan Alumunium (Al)

R = 4,7 Ohm.

V = 12 volt

Data 1 :

t (s) I (Hz) r(ohm) 0.5 3.06 2.921569 1 2.99 3.013378

1.5 2.97 3.040404 2 2.94 3.081633

2.5 2.93 3.095563 3 2.9 3.137931

3.5 2.88 3.166667 4 2.87 3.181185

4.5 2.85 3.210526 5 2.84 3.225352

5.5 2.83 3.240283 6 2.81 3.270463

6.5 2.8 3.285714 7 2.79 3.301075

7.5 2.78 3.316547 8 2.77 3.33213

8.5 2.76 3.347826 9 2.76 3.347826

9.5 2.75 3.363636 10 2.74 3.379562

10.5 2.74 3.379562 11 2.73 3.395604

11.5 2.72 3.411765 12 2.71 3.428044

12.5 2.71 3.428044 13 2.7 3.444444

13.5 2.7 3.444444 14 2.69 3.460967

14.5 2.69 3.460967

Data 2:

T (s) I (Hz) r (Ohm) 0.5 3.05 2.934426 1 3.02 2.97351

1.5 3 3 2 2.97 3.040404

2.5 2.95 3.067797 3 2.93 3.095563

3.5 2.91 3.123711 4 2.89 3.152249

4.5 2.87 3.181185 5 2.86 3.195804

5.5 2.83 3.240283 6 2.82 3.255319

6.5 2.8 3.285714 7 2.79 3.301075

7.5 2.78 3.316547 8 2.77 3.33213

8.5 2.76 3.347826 9 2.75 3.363636

9.5 2.74 3.379562 10 2.73 3.395604

10.5 2.72 3.411765 11 2.71 3.428044

11.5 2.7 3.444444 12 2.69 3.460967

12.5 2.68 3.477612 13 2.68 3.477612

13.5 2.67 3.494382 14 2.67 3.494382

14.5 2.66 3.511278


50

Data 3: t (s) I (Hz) r (Ohm) 0.5 4.18 1.870813 1 4.12 1.912621

1.5 4.06 1.955665 2 4.01 1.992519

2.5 3.99 2.007519 3 3.97 2.02267

3.5 3.966 2.025719 4 3.955 2.034134

4.5 3.947 2.040284 5 3.94 2.045685

5.5 3.934 2.05033 6 3.927 2.055768

6.5 3.918 2.062787 7 3.913 2.066701

7.5 3.908 2.070624 8 3.928 2.05499

8.5 3.921 2.060444 9 3.743 2.205985

9.5 3.561 2.36984 10 3.348 2.584229

10.5 3.25 2.692308 11 3.215 2.732504

11.5 3.15 2.809524 12 3.167 2.789075

12.5 3.117 2.849856 13 3.09 2.883495

13.5 3.078 2.898635 14 3.069 2.910068

14.5 3.059 2.922851

Data 4: t (s) I (Hz) r (Ohm) 0.5 2.776 3.322767 1 2.762 3.344678

1.5 2.752 3.360465 2 2.742 3.376368

2.5 2.728 3.398827 3 2.717 3.416636

3.5 2.704 3.43787 4 2.687 3.465947

4.5 2.675 3.485981 5 2.663 3.506196

5.5 2.649 3.530011 6 2.634 3.555809

6.5 2.619 3.581901 7 2.607 3.602992

7.5 2.589 3.634994 8 2.572 3.66563

8.5 2.551 3.704038 9 2.532 3.739336

9.5 2.51 3.780876 10 2.488 3.823151

10.5 2.467 3.864208 11 2.449 3.899959

11.5 2.418 3.962779 12 2.42 3.958678

12.5 2.395 4.010438 13 2.377 4.04838

13.5 2.402 3.995837 14 2.367 4.069708

14.5 2.258 4.314438


51

Data 5: T (s) I (Hz) r (Ohm) 0.5 2.776 3.322767 1 2.762 3.344678

1.5 2.752 3.360465 2 2.742 3.376368

2.5 2.728 3.398827 3 2.717 3.416636

3.5 2.704 3.43787 4 2.687 3.465947

4.5 2.675 3.485981 5 2.663 3.506196

5.5 2.649 3.530011 6 2.634 3.555809

6.5 2.619 3.581901 7 2.607 3.602992

7.5 2.589 3.634994 8 2.572 3.66563

8.5 2.551 3.704038 9 2.532 3.739336

9.5 2.51 3.780876 10 2.488 3.823151

10.5 2.467 3.864208 11 2.449 3.899959

11.5 2.418 3.962779 12 2.42 3.958678

12.5 2.395 4.010438 13 2.377 4.04838

13.5 2.402 3.995837 14 2.367 4.069708

14.5 2.258 4.314438

Data 6: T (s) I (Hz) r (Ohm) 0.5 3.866 2.103983 1 3.842 2.123373

1.5 3.824 2.138075 2 3.806 2.152916

2.5 3.795 2.162055 3 3.784 2.171247

3.5 3.774 2.17965 4 3.77 2.183024

4.5 3.762 2.189793 5 3.759 2.192338

5.5 3.751 2.199147 6 3.747 2.202562

6.5 3.745 2.204272 7 3.74 2.208556

7.5 3.74 2.208556 8 3.738 2.210273

8.5 3.737 2.211132 9 3.733 2.214573

9.5 3.734 2.213712 10 3.729 2.218021

10.5 3.727 2.219748 11 3.727 2.219748

11.5 3.724 2.222342 12 3.722 2.224073

12.5 3.72 2.225806 13 3.72 2.225806

13.5 3.718 2.227542 14 3.718 2.227542

14.5 3.718 2.227542


52

Lampiran 3. Data hasil penelitian menentukan watak akumulator dengan elektroda yang sejenis dengan elektrolitnya


Elektroda : Tembaga (Cu) dan seng (Zn)

R = 4,7 Ohm.

V = 12 volt

Data 1:

T (s) I (Hz) r(ohm) 0.5 1.26 4.82381 1 1.35 4.188889

1.5 1.36 4.123529 2 1.37 4.059124

2.5 1.37 4.059124 3 1.37 4.059124

3.5 1.38 3.995652 4 1.38 3.995652

4.5 1.38 3.995652 5 1.38 3.995652

5.5 1.39 3.933094 6 1.39 3.933094

6.5 1.39 3.933094 7 1.39 3.933094

7.5 1.4 3.871429 8 1.4 3.871429

8.5 1.4 3.871429 9 1.4 3.871429

9.5 1.4 3.871429 10 1.41 3.810638

10.5 1.41 3.810638 11 1.41 3.810638

11.5 1.41 3.810638 12 1.41 3.810638

Data 2:

T (s) I (Hz) r(ohm) 0.5 1.28 4.675 1 1.3 4.530769

1.5 1.31 4.460305 2 1.31 4.460305

2.5 1.31 4.460305 3 1.32 4.390909

3.5 1.32 4.390909 4 1.32 4.390909

4.5 1.32 4.390909 5 1.32 4.390909

5.5 1.32 4.390909 6 1.32 4.390909

6.5 1.33 4.322556 7 1.34 4.255224

7.5 1.34 4.255224 8 1.35 4.188889

8.5 1.36 4.123529 9 1.37 4.059124

9.5 1.37 4.059124 10 1.37 4.059124

10.5 1.37 4.059124 11 1.37 4.059124

11.5 1.37 4.059124 12 1.38 3.995652


53

Data 3: T (s) I (Hz) r(ohm) 0.5 1.22 5.136066 1 1.23 5.056098

1.5 1.24 4.977419 2 1.25 4.9

2.5 1.25 4.9 3 1.26 4.82381

3.5 1.26 4.82381 4 1.26 4.82381

4.5 1.26 4.82381 5 1.26 4.82381

5.5 1.26 4.82381 6 1.27 4.748819

6.5 1.27 4.748819 7 1.27 4.748819

7.5 1.27 4.748819 8 1.27 4.748819

8.5 1.27 4.748819 9 1.28 4.675

9.5 1.28 4.675 10 1.28 4.675

10.5 1.29 4.602326 11 1.29 4.602326

11.5 1.29 4.602326 12 1.29 4.602326

Data 4: T (s) I (Hz) r(ohm) 0.5 1.15 5.821739 1 1.15 5.821739

1.5 1.15 5.821739 2 1.15 5.821739

2.5 1.16 5.731034 3 1.16 5.731034

3.5 1.16 5.731034 4 1.16 5.731034

4.5 1.16 5.731034 5 1.17 5.64188

5.5 1.17 5.64188 6 1.17 5.64188

6.5 1.17 5.64188 7 1.18 5.554237

7.5 1.18 5.554237 8 1.18 5.554237

8.5 1.18 5.554237 9 1.19 5.468067

9.5 1.19 5.468067 10 1.19 5.468067

10.5 1.19 5.468067 11 1.19 5.468067

11.5 1.2 5.383333 12 1.2 5.383333


54

Data 5: T (s) I (s) r(ohm) 0.5 1.24 4.977419 1 1.25 4.9

1.5 1.25 4.9 2 1.26 4.82381

2.5 1.26 4.82381 3 1.26 4.82381

3.5 1.26 4.82381 4 1.26 4.82381

4.5 1.26 4.82381 5 1.26 4.82381

5.5 1.26 4.82381 6 1.26 4.82381

6.5 1.27 4.748819 7 1.27 4.748819

7.5 1.27 4.748819 8 1.28 4.675

8.5 1.28 4.675 9 1.28 4.675

9.5 1.28 4.675 10 1.28 4.675

10.5 1.29 4.602326 11 1.29 4.602326

11.5 1.3 4.530769 12 1.3 4.530769

Data 6: t (s) I (Hz) r(ohm) 0.5 1.05 6.82381 1 1.06 6.715094

1.5 1.06 6.715094 2 1.06 6.715094

2.5 1.07 6.608411 3 1.07 6.608411

3.5 1.08 6.503704 4 1.08 6.503704

4.5 1.08 6.503704 5 1.08 6.503704

5.5 1.09 6.400917 6 1.09 6.400917

6.5 1.09 6.400917 7 1.09 6.400917

7.5 1.1 6.3 8 1.1 6.3

8.5 1.11 6.200901 9 1.11 6.200901

9.5 1.11 6.200901 10 1.12 6.103571

10.5 1.12 6.103571 11 1.12 6.103571

11.5 1.13 6.007965 12 1.13 6.007965


55

Data 7: T (s) I (Hz) r(ohm) 0.5 1.32 4.390909 1 1.34 4.255224

1.5 1.35 4.188889 2 1.36 4.123529

2.5 1.37 4.059124 3 1.37 4.059124

3.5 1.37 4.059124 4 1.37 4.059124

4.5 1.37 4.059124 5 1.38 3.995652

5.5 1.38 3.995652 6 1.38 3.995652

6.5 1.38 3.995652 7 1.39 3.933094

7.5 1.39 3.933094 8 1.39 3.933094

8.5 1.39 3.933094 9 1.4 3.871429

9.5 1.41 3.810638 10 1.41 3.810638

10.5 1.41 3.810638 11 1.41 3.810638

11.5 1.42 3.750704 12 1.42 3.750704

12.5 1.42 3.750704 13 1.42 3.750704

Data 8: T (s) I (Hz) r(ohm) 0.5 1.29 4.602326 1 1.33 4.322556

1.5 1.34 4.255224 2 1.35 4.188889

2.5 1.35 4.188889 3 1.36 4.123529

3.5 1.36 4.123529 4 1.37 4.059124

4.5 1.37 4.059124 5 1.37 4.059124

5.5 1.38 3.995652 6 1.38 3.995652

6.5 1.39 3.933094 7 1.4 3.871429

7.5 1.4 3.871429 8 1.4 3.871429

8.5 1.4 3.871429 9 1.4 3.871429

9.5 1.41 3.810638 10 1.41 3.810638

10.5 1.41 3.810638 11 1.41 3.810638

11.5 1.42 3.750704 12 1.43 3.691608

12.5 1.43 3.691608 13 1.45 3.575862


56

Lampiran 4. Hubungan antara nilai Rs dengan nilai AC dan CB pada frekuensi 700 Hz



Data 1:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 37.4 12.6 2.9682542 40.8 9.2 4.4347833 42.2 7.8 5.4102564 43.7 6.3 6.9365085 43.8 6.2 7.0645166 45.6 4.4 10.363647 45.9 4.1 11.195128 45.6 4.4 10.363649 45.3 4.7 9.63829810 45.4 4.6 9.869565

Data 2:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 37.3 12.7 2.9370082 39 11 3.5454553 38 12 3.1666674 39.5 10.5 3.7619055 40.8 9.2 4.4347836 41.4 8.6 4.8139537 45.6 4.4 10.363648 45.8 4.2 10.904769 45.9 4.1 11.1951210 46 4 11.5

Data 3:


Data 4:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 36 14 2.5714292 36.8 13.2 2.7878793 37.4 12.6 2.9682544 37.6 12.4 3.0322585 39.6 10.4 3.8076926 39.8 10.2 3.9019617 41 9 4.5555568 41.7 8.3 5.0240969 42.4 7.6 5.57894710 42.5 7.5 5.666667

Data 5:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 35 15 2.3333332 36.5 13.5 2.7037043 38.2 11.8 3.2372884 39 11 3.5454555 40.3 9.7 4.1546396 41.2 8.8 4.6818187 41.9 8.1 5.17284 8 41.5 8.5 4.8823539 42.7 7.3 5.84931510 42.1 7.9 5.329114

Data 6:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 38.1 11.9 3.2016812 40.1 9.9 4.0505053 41 9 4.5555564 41.9 8.1 5.17284 5 41.3 8.7 4.7471266 42.3 7.7 5.4935067 42.7 7.3 5.8493158 43.7 6.3 6.9365089 43.1 6.9 6.24637710 43.9 6.1 7.196721


57

Data 7: R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB

1 33.2 16.8 1.97619 2 33.9 16.1 2.10559 3 34.9 15.1 2.3112584 35.6 14.4 2.4722225 36.6 13.4 2.7313436 37.2 12.8 2.90625 7 37.8 12.2 3.0983618 38.8 11.2 3.4642869 40 10 4 10 40.7 9.3 4.376344

Data 8:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 32.2 17.8 1.8089892 34.4 15.6 2.2051283 34.8 15.2 2.2894744 36.5 13.5 2.7037045 37.6 12.4 3.0322586 38.3 11.7 3.2735047 39 11 3.5454558 39.8 10.2 3.9019619 41.6 8.4 4.95238110 40.6 9.4 4.319149

Data 9:



1 35.8 14.2 2.5211272 36.3 13.7 2.6496353 36.5 13.5 2.7037044 37.6 12.4 3.0322585 38 12 3.1666676 39.1 10.9 3.5871567 40.5 9.5 4.2631588 40.1 9.9 4.0505059 40.7 9.3 4.37634410 41 9 4.555556

Data 11:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 35.3 14.7 2.4013612 36.3 13.7 2.6496353 36.7 13.3 2.7593984 37.5 12.5 3 5 37.8 12.2 3.0983616 38.2 11.8 3.2372887 38.9 11.1 3.5045058 39.5 10.5 3.7619059 40.1 9.9 4.05050510 40.5 9.5 4.263158


58





1 44.8 5.2 8.6153852 43.8 6.2 7.0645163 45.6 4.4 10.363644 45.5 4.5 10.111115 45.4 4.6 9.8695656 45 5 9 7 45.5 4.5 10.111118 45.3 4.7 9.6382989 45.5 4.5 10.1111110 47 3 15.66667

Data 2:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 43.5 6.5 6.6923082 35.5 14.5 2.4482763 36.7 13.3 2.7593984 37.9 12.1 3.1322315 38.9 11.1 3.5045056 43.6 6.4 6.8125 7 43.8 6.2 7.0645168 44.1 5.9 7.4745769 43.5 6.5 6.69230810 43 7 6.142857

Data 3:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 36.1 13.9 2.5971222 36.9 13.1 2.8167943 37.1 12.9 2.8759694 39.2 10.8 3.62963 5 39.2 10.8 3.62963 6 39.9 10.1 3.9504957 41.1 8.9 4.6179788 42.4 7.6 5.5789479 41.9 8.1 5.17284 10 42.3 7.7 5.493506


1 36.1 13.9 2.5971222 36.9 13.1 2.8167943 37.1 12.9 2.8759694 39.2 10.8 3.62963 5 39.2 10.8 3.62963 6 39.9 10.1 3.9504957 41.1 8.9 4.6179788 42.4 7.6 5.5789479 41.9 8.1 5.17284 10 42.3 7.7 5.493506

Data 5:


Data 6:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 30 20 1.5 2 32.7 17.3 1.8901733 33 17 1.9411764 37.2 12.8 2.90625 5 37.8 12.2 3.0983616 39.2 10.8 3.62963 7 39.6 10.4 3.8076928 40.2 9.8 4.1020419 40.8 9.2 4.43478310 40.5 9.5 4.263158


59


1 34.6 15.4 2.2467532 35.2 14.8 2.3783783 36.8 13.2 2.7878794 37.1 12.9 2.8759695 37.8 12.2 3.0983616 38.6 11.4 3.3859657 39.2 10.8 3.62963 8 40 10 4 9 40.4 9.6 4.20833310 41 9 4.555556

Data 8:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 35.2 14.8 2.3783782 35.8 14.2 2.5211273 36.5 13.5 2.7037044 37.2 12.8 2.90625 5 37.8 12.2 3.0983616 38.8 11.2 3.4642867 39.4 10.6 3.7169818 40 10 4 9 40.7 9.3 4.37634410 40.8 9.2 4.434783

Data 9:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 35.1 14.9 2.3557052 36.2 13.8 2.6231883 36.4 13.6 2.6764714 37.9 12.1 3.1322315 38.4 11.6 3.3103456 38.3 11.7 3.2735047 39.2 10.8 3.62963 8 39.3 10.7 3.6728979 40.2 9.8 4.10204110 40.5 9.5 4.263158


1 34.3 15.7 2.1847132 35.5 14.5 2.4482763 36.1 13.9 2.5971224 37.8 12.2 3.0983615 38.3 11.7 3.2735046 38.5 11.5 3.3478267 39.2 10.8 3.62963 8 39.9 10.1 3.9504959 40.5 9.5 4.26315810 40.5 9.5 4.263158


60





1 29 21 1.3809522 34.8 15.2 2.2894743 35.6 14.4 2.4722224 36.8 13.2 2.7878795 38.8 11.2 3.4642866 39.2 10.8 3.62963 7 40 10 4 8 40.5 9.5 4.2631589 41.4 8.6 4.81395310 42.3 7.7 5.493506

Data 2:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 34.7 15.3 2.2679742 36.2 13.8 2.6231883 37.1 12.9 2.8759694 38.2 11.8 3.2372885 38.2 11.8 3.2372886 39.9 10.1 3.9504957 40.3 9.7 4.1546398 40.6 9.4 4.3191499 41.9 8.1 5.17284 10 42 8 5.25

Data 3:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 35.9 14.1 2.5460992 36.6 13.4 2.7313433 37.7 12.3 3.0650414 39.1 10.9 3.5871565 39.8 10.2 3.9019616 40 10 4 7 40.6 9.4 4.3191498 41.1 8.9 4.6179789 41.9 8.1 5.17284 10 41.8 8.2 5.097561


1 40.5 9.5 4.2631582 42.4 7.6 5.5789473 41.9 8.1 5.17284 4 42 8 5.25 5 43.4 6.6 6.5757586 42 8 5.25 7 43.5 6.5 6.6923088 45.3 4.7 9.6382989 45.6 4.4 10.3636410 45.6 4.4 10.36364

Data 5:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 40.6 9.4 4.3191492 40.5 9.5 4.2631583 40.8 9.2 4.4347834 41.3 8.7 4.7471265 42 8 5.25 6 41.9 8.1 5.17284 7 43 7 6.1428578 42.9 7.1 6.0422549 43.3 6.7 6.46268710 42.2 7.8 5.410256

Data 6:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 29.3 20.7 1.4154592 30.8 19.2 1.6041673 31.7 18.3 1.73224 4 35 15 2.3333335 36.2 13.8 2.6231886 37.8 12.2 3.0983617 37.4 12.6 2.9682548 38.8 11.2 3.4642869 38.7 11.3 3.42477910 39 11 3.545455


61


1 33.5 16.5 2.0303032 35.1 14.9 2.3557053 36.2 13.8 2.6231884 37.1 12.9 2.8759695 37.6 12.4 3.0322586 37.7 12.3 3.0650417 38.3 11.7 3.2735048 38.7 11.3 3.4247799 39.8 10.2 3.90196110 40.7 9.3 4.376344

Data 8:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 34.9 15.1 2.3112582 35.4 14.6 2.4246583 36.7 13.3 2.7593984 37.1 12.9 2.8759695 38.3 11.7 3.2735046 38.6 11.4 3.3859657 39 11 3.5454558 40.5 9.5 4.2631589 41.4 8.6 4.81395310 42 8 5.25

Data 9:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 33.6 16.4 2.04878 2 34.8 15.2 2.2894743 35.7 14.3 2.4965034 37.8 12.2 3.0983615 38.2 11.8 3.2372886 38.4 11.6 3.3103457 39.4 10.6 3.7169818 39.5 10.5 3.7619059 39.6 10.4 3.80769210 40.5 9.5 4.263158


1 34.1 15.9 2.1446542 35 15 2.3333333 35.3 14.7 2.4013614 36.4 13.6 2.6764715 37.6 12.4 3.0322586 38.5 11.5 3.3478267 38.6 11.4 3.3859658 39.3 10.7 3.6728979 39.5 10.5 3.76190510 40.8 9.2 4.434783

Data 11:

R(ohm) AC(cm) CB(cm) AC/CB 1 35.6 14.4 2.4722222 36.2 13.8 2.6231883 36.8 13.2 2.7878794 37.9 12.1 3.1322315 38.3 11.7 3.2735046 39 11 3.5454557 39.5 10.5 3.7619058 39 11 3.5454559 40.3 9.7 4.15463910 40.6 9.4 4.319149


plagiat merupakan tindakan tidak terpuji … fileii the appl ication of kohlrausch method to meas...

Documents