jurnal seminar hukum ohm
Hukum Ohm, Rangkaian Seri dan
Paralel
(LM-2)
|
Fitri Andriyani
Puspitasari, Nurul Hasanah , Irma Sari ,
Anastasya Eka Purnamasari, Muhammad Sirat, Hayatul Mu’awwanah
Jurusan Pendidikan Matematika dan Ipa, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Lambung Mangkurat Jl. Brigjen H. Hasan Basri Komp. Unlam Kayutangi, Banjarmasin 70123 e-mail: info@unlam.ac.id |
Abstrak— Percobaan ini bertujuan untuk mengukur besarnya tahanan dari suatu hambatan dengan menerapkan hukum Ohm,
memahami perbedaan rangkaian seri dan paralel, dan mengukur besarnya nilai sutu
tahanan yang dirangkain tersebut. Percobaan
ini dilakukan melalui tiga kegiatan yang masing-masing dilakukan sebanyak tiga kali percobaan. Adapaun hasil yang diperoleh adalah {(12,6 ± 0,3)Ω; (8,46 ± 0,35)Ω; (8,00 ± 0,40)Ω; (24,7 ±
0,5)Ω; (18,9 ± 0,5)Ω; (17,0 ± 0,6)Ω; (10,8 ± 0,2)Ω; (8,02 ± 0,20)Ω; (5,45 ±
0,32)Ω} dengan KR {2,38%; 4,14%; 5%;2,19%; 2,64%;3,47%; 1,40%; 2,50%; 5,87%}
dan DK sebesar {97,62%; 95,86%; 95%; 97,81%;97,36%;96,53%; 98,60%; 97,50%; 94,13%}.
Dari semua
hasil percobaan yang telah dilakukan dapat
dikatakan hasil yang diperoleh telah sesuai dengan rumusan hipotesis yang
menjadi acuan dalam percobaan ini.
Kata Kunci—Arus Listrik,
Hukum Ohm, Kuat Arus Listrik, Rangkaian Paralel, Rangkaian Seri, dan Tegangan.
I. PENDAHULUAN
RESISTANSI adalah
hambatan terhadap aliran asrus listrik. Satuan resistansi adalah ohm. Hukum ohm
merupakan besar arus listrik yang mengaliri sebuah penghantar dan berbanding
lurus dengan beda potensial yang diterapkan padanya. Hukum ohm yang bekerja
pada suatu penghantar jika nilai resistansinya tidak bergantung pada polaritas
yang dikenakan pada benda. Hukum mulanya terdiri dari dua bagian. Bagian
pertama adalah definisi hambatan yaitu tegangan merupakan hasil dari arus listrik
yang dikalikan dengan hambatan. Bagian kedua adaah pernyataan bahwa hambatan
suatu kosntanta yang tidak tergantung pada tegangan maupun kuat arus. Hukum ohm
dalam kehidupan sehari-hari sudah sering dijumpai pada penggunaan alat-alat
kelistrikan yang memakai rangkaian listrik. Rangkaian listrik ada dua yaitu
rangkaian seri dan paralel. Untuk lebih memahami penjelasan diatas, maka
dilakukan percobaan hukum ohm pada rangkaian seri dan paralel.
Dari latar belakang diatas dapat diambil beberapa rumusan masalah yaitu
sebagai berikut: “Bagaimana hubungan antara arus dan tegangan terhadap nyala
lampu ?”, “Bagaimana arus dan tegangan yang terjadi pada rangkaian seri dan paralel
?”, “Bagaimanakah nyala lampu yang tejadi pada rangakain seri dan paralel ?”.
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah mengukur besarnya tahanan
dari suatu hambatan (elemen setrika atau lampu) dengan menerapkan hukum Ohm,
memahami perbedaan rangkaian seri dan paralel, dan mengukur besarnya nilai sutu
tahanan yang dirangkain seri dan paralel.
II. KAJIAN TEORI
A.
Hukum Ohm
Dalam arus listrik terdapat hambatan listrik yang
menentukan besar kecilnya arus listrik. Semakin besar hambatan listrik, semakin
kecil kuat arusnya, dan sebaliknya. Arus listrik terdiri dari muatan-muatan
yang bergerak dari sutau daerah ke daerah lainnya. Bila gerak ini berlangsung
di dalam sebuah lintasan konduksi yang membentuk sebuah simpal tertutup, maka
lintasa itu dinamakan rangkaian listrik. Kuat arus listrik didefinisikan
sebagai jumlah muatan yang melalui sebuah penghantar dalam satu satuan waktu.
Secara sistematis dituliskan sebagai :
(1)
Kuat arus listrik juga diartikan sebagai banyaknya muatan
yang berpindah dalam penghantar setiap detiknya. Sedangkan tegangan adalah beda
potensial antara ujung-ujung resistor. Dan hambatan adalah nilai perbandingan
antara tegangan dan kuat arus listrik.
Hukum Ohm dicetuskan oleh seorang ahli fisika berkebangsaan Jerman yaitu
George Simon Ohm (1787-1854) setelah melakukan eksperimen pada tahu 1927 untuk
mengetahui hubungan kuat arus dan tegangan dalam suatu rangkaian listrik yang
berbunyi: “Tegangan (V) dalam suatu komponen listrik sebanding dengan kuat arus
listrik yang melalui komponen tersebut, asalkan hambatan (R) konstan”.
(2)
Melalaui eksperimennya menyimpulkan bahwa I pada kawat sebanding dengan beda
potensial V yang diberikan ke
ujung-ujung kawat penghantar tersebut 
. Besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar
tidak hanya bergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang dimiliki
kawat terhadap aliran elektron. Kuat arus listrik berbanding terbalik dengan
hambatan seperti persamaan dibawah ini :
. Besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar
tidak hanya bergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang dimiliki
kawat terhadap aliran elektron. Kuat arus listrik berbanding terbalik dengan
hambatan seperti persamaan dibawah ini :
(3)
Aliran elektron pada kawat penghantar diperlambat karena
adanya interaksi dengan atom-atom kawat. Makin besar hambatan ini, makin kecil
arus untuk suatu tegangan V. Dengan
demikian, arus I yang mengalir
berbanding lurus dengan beda potensial antara ujung-ujung kawat penghantar dan
berbanding terbalik dengan hambatannya[1].
Persamaan hukum Ohm
telah disajikan pada penjelasan sebelumnya yaitu pada persamaan (2). Dari
persamaan tersebut dapat disimpulkan, bahwa:
1) Hambatan penghantar
sama, tidak peduli berapapun tegangan yang digunakan untuk mengukur arus.
2) Kuat arus dalam suatu
rangkaian adalah sebanding dengan tegangan yang diberikan dan berbanding
terbalik dengan hambatannya.
Kesimpulan di atas
berlaku untuk penghantar logam yang bertemperatur konstan selama penegukurannya.
(4)[2].
Rangkaian listrik
yang kita jumpai sehari – hari biasanya tidak hanya terdiri dari satu sumber
tegangan dan satu hambatan saja, tetapi meliputi beberapa sumber, hambatan atau
unsur – unsur lain yang dihubungkan satu dengan yang lain. Istilah yang umum
dipakai untuk rangkaian semacam ini adalah jaringan.
Bila arus listrik mengalir dalam suatu rangkaian yang
hanya terdiri dari satu sumber tegangan dan satu hambatan, maka berlaku hukum
Ohm seperti pada persamaan
(2).
Gambar 1. Rangkaian
Hukum Ohm
Bila arus yang masuk ke dalam rangkaian diketahui dan
tegangan yang melewati hambatan dapat diukur, maka nilai hambatan bisa dihitung
dengan persamaan hukum Ohm diatas (persamaan 2)[3].
Sebuah resistor adalah sebuah konduktor dengan hambatan
tertentu. Resistor memiliki hambatan yang sama tanpa memperdulikan besar dan
arah (polaritas) dan beda potensial yang diaplikasikan. Akan tetapi, alat
konduksi lain mungkin memiliki hambatan yang berubah terhadap beda potensial
yang diaplikasikan. Gambar 2,
menunjukkan cara membedakan alat-alat tersebut. Beda potensial V diaplikasikan melalui sesuatu alat
yang diuji dan arus I yang dihasilkan
melalui alat yang diukur sebagai V
yang bervariasi baik didalam besar maupun polaritas. Arah V berubah-ubah menjadi positif apabila terminal kiri dari alat
tersebut berada pada potensial yang lebih tinggi daripada terminal kanan. Arah
arus yang dihasilkan (dari kiri ke kanan) ditetapkan dengan tanda positif
secara berubah-ubah. Polaritas balik dari V
(dengan terminal kanan berada pada potensial yang lebih besar) kemudian menjadi
, arus ini menyebabkan penetapan tanda minus.
Gambar
2 Sebuah alat dengan terminal beda potensial V yang dipantulkan menembus arus I.
Karena tidak ada alat yang dapat menentukan 
dan 
pada persamaan (7) secara langsung, maka kita tempuh
cara berikut :
dan pada persamaan (7) secara langsung, maka kita tempuh
cara berikut :
(5)
Kita pilih hasil kali diferensial dari kedua arus dengan
unsur panjang konduktifitas menurut rapat arus 
, dan diintegrasikan melalui konduktor mulai dari
titik a ke b karena 
dan 
itu sejajar maka :
, dan diintegrasikan melalui konduktor mulai dari
titik a ke b karena dan itu sejajar maka :
(6)
Dan karena arus I
bagi semua penampang lintang sama besar, maka :
(7)
Integral disebelah kanan disebut resistansi (tahanan
listrik) = R listrik antara titik a
dan b didalam hal ini.
(8)
Sehingga persamaan (8) dapat ditulis sebagai :
(9)
Persamaan (9) inilah yang dikenal sebagai hukum Ohm. Kuat
arus yang timbul karena beda potensial 
tergantung pada potensial tersebut.
tergantung pada potensial tersebut.
Gambar
3 Rangkain hukum Ohm
(10)[4].
Untuk persamaan hukum Ohm yang telah disebutkan
sebelumnya, dapat dilukiskan dengan grafik persamaan berikut ini :
Dalam persamaan (2) harga R tidak bergantung pada i. Sehingga grafik I-V bersifat
linear. Bahan dengan sifat seperti ini dikatakan bersifat ohmik. Pada harga
arus yang besar temperatur bahan menjadi tinggi, dan bahan menjadi bergantung
pada arus. Grafik I -V
tidak linear lagi dan bahan tak lagi bersifat Ohmik. Hukum Ohm tidak berlaku
disini, sebelum menggunakan hukum Ohm, telitilah lebih dulu apakah bahan
bersifat Ohmik. Bila tidak, hukum Ohm tidak berlaku[5].
Untuk mengahasilakan arus listrik pada rangkaian,
dibutuhkan beda potensial. Satu cara untuk menghasilkan beda potensial ialah
dengan baterai. George Simon Ohm menentukan dengan eksperimen bahwa arus pada
kawat logam sebanding dengan beda potensial V
yang diberikan keujung – ujungnya:
(11)
Sebagai contoh, jika kita menghubungkan kawat ke baterai 6
V, aliran arus akan dua kali lipat dibandingkan jika dihubungkan ke baterai 3
V. Besarnya aliran arus pada
kawat tidak hanya tergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang diberikan
kawat terhadap aliran elektron.
Makin tinggi hambatan maka makin kecil arus I untuk
suatu tegangan V. Kita kemudian mendefinisikan hambatan
sehingga arus berbanding terbalik dengan hambatan. Ketika kita menggabungkan
hal ini dan kesebandingan di atas kita dapatkan persaamaan (3). Satuan untuk
hambatan disebut Ohm dan simbolnya Ω (huruf besar Yunani untuk Omega) karena 1,
0 Ω ekivalen dengan 1, 0 
[6].
[6].
B.
Rangkaian
Seri
Rangkaian seri adalah rangkaian listrik yang komponen
penyusunnya dipasang sejajar. Rangkaian hukum Ohm yang sangat sederhana , hanya
terdiri dari satu hambatan, tetapi bila di dalam rangkaian terdiri atas lebih
dari satu hambatan yang disusun antara titik a dan b membentuk hanya satu titik
lintasan antara kedua titik maka rangkaian hambatan disebut rangkaian seri.
Bila hanya ada satu titik lintasan, maka arus yang mengalir sama besarnya untuk
masing – masing hambatan didalam rangkaian tersebut.
Gambar 4. Rangkaian
seri dari dua hambatan[3].
Pada gambar 5,
ditunjukkan bahwa tiga buah resisitor yang disusun seri dan dihubungkan dengan
sebuah sumber tegangan V. Perhatikan
bahwa arus listrik yang mengalir melalui ketiga hambatan adalah sama, tetapi
tegangannya berbeda, bergantung besar hambatannya. Jadi, pada resisitor yang
disusun seri seperti gambar 5 berlaku :
Gambar
5 Tiga resistor yang dirangkai seri
(12)
(13)
Jika kita ingin mengganti ketiga resisitor tersebut dengan
sebuah resisitor tunggal, Rs yang disebut resisitor pengganti seri, maka berlaku :
(14)
Jadi, resistor pengganti dari susunan beberapa resisitor
sama dengan jumlah dari seluruh resistor-resistor tersebut secara umum, untuk 
buah resistor yang dihubungkan secara seri berlaku :
buah resistor yang dihubungkan secara seri berlaku :
(15)[7]
Ketika arus hanya dapat mengalir mengikuti satu jalur saat
arus tersebut mengalir melalui dua atau lebih resistor yang dihubungkan satu
sama lain, dikatakan resistor – resistor tersebut terangkai secara seri. Dengan
kata lain, jika satu dan hanya satu terminal resistor dihubungkan secara
langsung ke satu dan hanya satu terminal resistor yang lain. Keduanya terangkai
seri dan arus yang sama mengalir melewati keduanya. Sebuah simpal adalah satu
titik yang terdiri dari tiga
atau lebih cabang atau kawat yang membawa arus bertemu. Dalam rangkaian seri,
tidak ada simpal antara elemen – elemen rangkaian (seperti kapasitor, resistor, dan baterai).
Kasus umum dapat dilihat pada gambar 6 dibawah ini. Untuk beberapa resistor
yang terangkai secara seri, hambatan ekivalennya Rek ditentukan oleh:
(16)
Dimana
, 
, 
,... adalah hambatan dari beberapa resistor. Dalam
rangkaian seri, arus yang melewati setiap hambatan yang lainnya. Penurunan
potensial masing – masing. Hambatan ekivalen dalam rangkaian seri selalu lebih
besaar daripada hambatan – hambatan individu terbesar.
, , ,... adalah hambatan dari beberapa resistor. Dalam
rangkaian seri, arus yang melewati setiap hambatan yang lainnya. Penurunan
potensial masing – masing. Hambatan ekivalen dalam rangkaian seri selalu lebih
besaar daripada hambatan – hambatan individu terbesar.
Gambar 6. Resistor
dalam rangkaian seri[8].
Kelemahan susunan seri, jika salah satu filamen lampu
putus, maka rangkaiaan listrik berubah menjadi terbuka. Sebagai hasilnya lampu R2
yang masih baik ikut padam. Jika salah satu filamen lampu terputus seluruh
lampu akan padam dan harus diperiksa satu demi satu lampu tersebut akan
menemukan lampu yang rusak, kemudian menggantinya dengan lampu biru. Pekerjaan
memeriksa lampu ini memerlukan waktu yang lama. Oleh karena itu, tidaklah
merangkai komponen –komponen listrik secara seri.
Dalam banyak rangkaian, sakering sengaja dipasang seri
dengan rangkaian komponen – komponen lain untuk tujuan pengamanan, konduktor
pada sakering didesain untuk melebur dan
membuka rangkaian pada arus maksimum tertentu yang bergantung pada batas arus
yang melalui komponen yang dirangkai seri dengan sakering. Jika sakering tidak
digunakan , arus yang melebihi batas dapat merusak komponen – komponen pada
rangkaian, mengakibatkan pemanasan lebih pada kawat atau kabel penghantar yang
dapat memungkinkan terjadinya kebakaran. Dalam instalasi listrik rumah, pemutus
daya (circuit breaker)
digunakan sebagai pengganti sakering. Ketika kuat arus dalam rangkaian melebihi
nilai tertentu, pemutus daya akan bertindak sebagai sakelar dan memutus
rangkaian secara otomatis[9].
C.
Rangkaian
Paralel
Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yang komponen
penyusunnya dipasang berderet. Hambatan-hambatan akan dikatakan paralel bila
masing – masing hambatan mempunyai lintasan alternatif antara titik a dan b.
dalam rangkaian paralel beda tegangan pada masing – masing hambtaan sama
besarnya.
Gambar 7. Rangkaian
paralel dari dua hambatan[3].
Pada gambar 8 ditunjukkan bahwa tiga buah resisitor yang
disusun paralel dan dihubungkan dengan sumber tegangan V.
Ketika resistor-resitor disusun paralel, maka tegang an
pada masing-masing resisitor sama besar yaitu :
Gambar
8 Tiga resistor yang dirangkain paralel
(17)
Sedangkan arus listrik dari baterai dibagi ke tiga
resistor, sehingga berlaku :
(18)
Jika kita ingin mengganti ketiga resistor yang dihubungkan
secara paralel berlaku :
(19)
Secara umum, untuk buah resistor yang dihubungkan secara paralel berlaku
:
buah resistor yang dihubungkan secara paralel berlaku
:
(20)
(21)[7].
Beberapa resistor dihubungkan secara paralel antara dua
simpul jika satu ujung dari masing – masing resistor dihubungkan ke salah satu
simpal dan ujung yang lain. Kasus umum dapat dilihat pada gambar 7. Di bawah
ini, dimana titik a dan b adalah simpal. Hambatan ekivalennya Rek
ditentukan oleh persamaan (19).
Hambatan ekivalen dalam rangkaian paralel selalu lebih
kecil dari hambatan – hambatan individu terkecil. Perubahan hambatan dalam
rangkaian paralel mengulang Rek rangkaian tersebut. Penurunan
potensial V pada satu resistor dalam
rangkaian paralel adalah sama dengan penurunan potensial dari setiap resistor
lainnya. Arus yang melewati resistor ke adalah:
adalah: 
(22)
Dan jumlah arus yang memasuki rangkaian tersebut sama
dengan jumlah arus pada setiap cabang.
Gambar 9. Resistor dalam rangkaian paralel[8].
Rangkaian paralel juga disebut rangkaian sejajar. Pada
rangkaian paralel, resistor terbagi menjadi bermacam-macam cabang yang terpisah
tampak pada gambar 9. Pemasangan
alat-alat listrik pada rumah-rumah, gedung-gedung dipasang secara paralel. Jika
memutuskan hubungan dengan satu alat (misalnya R, pada gambar 8). Maka arus
yang mengalir pada komponen lain yaitu R2 dan R3 tidak
terputus. Tetapi pada rangkaian seri, jika salah satu komponen terputus maka
arus komponen lain juga akan berhenti.
Pada rangkaian paralel, arus total yang berasal dari
sumber (baterai) terbagi menjadi tiga cabang. Perhatikan dengan seksama gambar
berikut :
Arus yang keluar dimisalkan
, 
, dan
berturut-turut sebagai arus yang melalui resistor 
, 
, 
. Oleh karena muatan kekal, arus yang masuk ke dalam
titik cabang harus sama dengan arus yang keluar dari titik cabang, sehingga
dapat diperoleh persamaan (18). Ketika rangkaian paralel tersebut terhubung
dengan sumber tegangan V,
masing-masing mengalami tegangan yang sama yaitu V. Berarti, tegangan penuh baterai diberikan ke setiap resisitor,
sehingga :
, , danberturut-turut sebagai arus yang melalui resistor , , . Oleh karena muatan kekal, arus yang masuk ke dalam
titik cabang harus sama dengan arus yang keluar dari titik cabang, sehingga
dapat diperoleh persamaan (18). Ketika rangkaian paralel tersebut terhubung
dengan sumber tegangan V,
masing-masing mengalami tegangan yang sama yaitu V. Berarti, tegangan penuh baterai diberikan ke setiap resisitor,
sehingga :
(23)
Hambatan pengganti susunan paralel (Rp) akan
menarik arus I dari sumber yang
besarnya sama dengan arus total ketiga hambatan paralel tersebut. Arus yang
mengalir pada hambatan pengganti harus memenuhi :
(24)
Kemudian substansi bagi setiap arus dengan V, maka didapatkan nilai hambatan
pengganti (Rp) rangkain paralel :
(25)[1].
Resistor paralel ditambahkan secara terbalik karena arus
dalam setiap resistor sebanding dengan tegangan bersama yang melewati
resistor-resistor itu dan berbanding terbalik dengan setiap hambatan. Untuk
khusus dua resistor paralel, maka berlaku :
(26)
Karena 
maka dapat :
maka dapat :
(27)
Ini memperlihatkan bahwa arus yang diangkut oleh resistor
paralel berbanding terbalik dengan hambatannya, lebih banyak arus yang melalui
lintasan yang hambatannya paling kecil[10].
III. METODE PERCOBAAN
Pada percobaan Hukum
Ohm, Rangkaian seri dan Paralel dibutuhkan peralatan seperti gambar 3.1 yaitu bola
lampu dan tempat dudukan lamupu 2 buah, power
supply 1 buah, basicmeter 4 buah,
tahanan geser 1 buah, dan kabel penghubung 15 buah.
Gambar 10 Power supply
Gambar
11 Kabel penghubung
Gambar
12 Tahanan geser
Gambar
13 Lampu dan dudukan lampu
Gambar
14 Basicmeter
Adapun rumusan
hipotesis yang digunakan sebagai acuan dalam percobaan ini ada tiga yaitu: “Jika
arus dan tegangan yang dihasilkan besar maka nyala lampu yang dihasilkan
semakin terang”, “Hambatan pada rangkaian seri
lebih besar daripada hambatan pada rangkaian
paralel”, “Nyala lampu yang terjadi pada rangkaian paralel lebih terang
daripada pada rangkaian seri”.
Dalam percobaan ini dilakukan melalui tiga kegiatan yang berbeda yaitu
pertama melalukan percobaan hukum Ohm yang dilakukan melalui tiga kali
pengambilan data. Dalam kegiatan pertama ada tiga variabel yang digunakan yaitu
variabel manipulasi, variabel respon, dan variabel kontrol. Variabel
manipulasinya yaitu kuat arus. Menggeser-geser tahanan geser untuk memperoleh arus yang berbeda-beda
disetiap percobaannya. Variabel respon dalam percobaan pertama ini yaitu kuat
arus dan tegangan. Mengamati serta mencatat besar tegangan dan kuat
arus listrik yang dihasilkan dalam percobaan Variabel kontrolnya adalah Vinput , jenis rangkaian, kabel penghubung dan spesifikasi lampu. Selama percobaan tetap menggunakan bola lampu dengan jenis yang sama atau
spesifikasi lampu yang sama yaitu sebesar 3,8 V, menggunakan jumlah kabel
penghubung yang sama yaitu sebanyak 15 buah, sedangkan untuk Vinput yang digunakan sebesar 9 V dan menggunakan
jenis rangkaian yang sama selama percobaan yaitu rangkaian hukum Ohm.
Untuk percobaan kedua yaitu melakukan percobaan dengan menggunakan
rangkaian seri. Adapun variabel-variabel yang digunakan pada kegiatan kedua
yaitu varibel manipulasi, variabel respon, dan variabel kontrol. Variabel
manipulasi yaitu kuat arus. Menggeser-geser
tahanan geser untuk memperoleh arus yang berbeda-beda disetiap percobaannya. Variabel responnya
yaitu kuat arus, tegangan listrik yang terbagi dan tegangan total. Mengamati dan mencatat besar arus, tegangan total, dan tegangan yang
terbagi-bagi yang dihasilkan selama percobaan. Variabel kontrolnya adalah Vinput , jenis rangkaian, kabel penghubung dan spesifikasi lampu. Selama percobaan tetap menggunakan bola lampu dengan jenis yang sama atau
spesifikasi lampu yang sama yaitu sebesar 3,8 V, menggunakan jumlah kabel
penghubung yang sama yaitu sebanyak 15 buah, sedangkan untuk Vinput yang digunakan sebesar 9 V dan
menggunakan jenis rangkaian yang sama selama percobaan yaitu rangkaian seri.
Sedangkan, pada percobaan ketiga yaitu percobaan dengan menggunakan
rangkaian paralel. Sama seperti kegiatan lainnya, pada kegiatan ini juga
menggunakan tiga jenis variabel. Variabel manipulasinya yaitu kuat arus.
Menggeser-geser tahanan geser untuk
memperoleh arus yang berbeda-beda disetiap percobaannya. Variabel responnya adalah kuat
arus listrik, kuat arus yang terbagi dan tegangan listrik. Mengamati dan
mencatat besar kuat arus listrik, kuat arus listrik yang terbagi-bagi, dan
tegangan yang diperoleh selama percobaan. Variabel kontrolnya adalah Vinput , jenis rangkaian, kabel penghubung dan spesifikasi lampu. Selama percobaan tetap menggunakan bola lampu dengan jenis yang sama atau
spesifikasi lampu yang sama yaitu sebesar 3,8 V, menggunakan jumlah kabel
penghubung yang sama yaitu sebanyak 15 buah, sedangkan untuk Vinput yang digunakan sebesar 9 V dan
menggunakan jenis rangkaian yang sama selama percobaan yaitu rangkaian paralel.
Untuk semua kegiatan
dimulai dengan merangkai alat seperti pada gambar 15, 16, dan
17. Untuk kegiatan pertama, menghubungkan arus
positif pada power supply ke
voltmeter, kemudian menghubungkan voltmeter ke lampu, kemudian arus pada lampu dialirkan ke
tahanan geser yang kemudian dari tahanan geser dialrkan ke arus negatif yang terdapat pada power supply. Setelah selesai merangkai
alat, perhatikan kembali rangkaian, pada voltmeter terdapat kabel penghubung
yang tersambung ke lampu maka dibuat simpangan dengan menggunakan kabel
penghubung yang kemudian di sambungkan ke voltmeter dan dari voltmeter
disambungkan pada kabel penghubung yang terdapat pada lampu dan menuju ke
tahanan geser (lihat gambar 15),
mencatat nilai tegangan dan arus yang diperoleh, kemudian menggeser besar
tahanan geser sehingga diperoleh nilai tegangan dan arus yang berbeda-beda.
Untuk kegiatan dua, menghubungkan arus positif pada power supply dialirkan ke amperemeter yang kemudian dialirkan ke
lampu 1 dan dialirakan lagi ke lampu 2 dan diteruskan ke tahanan geser yang kemudian
dilanjutkan ke arus negatif pada power
supply. Dari lampu 1 dialirkan ke voltmeter 1 yang kemudian dialirakan ke lampu 2 kemudian ke voltmeter 2. Dari amperemeter disambungkan ke voltmeter
utama yang kemudian langsung dihubungkan dengan lampu, voltmeter 2 yang mengarah ke tahana geser (lihat gambar 16), mencatat besar tegangan dan arus yang
dihasilkan, kemudian menggeser besar tahanan geser sehingga diperoleh nilai
tegangan dan arus yang berbeda-beda. Untuk kegiatan ketiga, arus positif pada power supply dialirkan ke amperemeter yang
kemudian dialirkan ke lampu 1 dan lampu 2 yang kemudian dari masing-masing lamupu
dialirkan pada masing-masing amperemeter yang kemudian arus bertemu dan
dialirkan ke tahanan geser dan berlanjut menuju arus negatif pada power supply, dari amperemeter arus juga
dialirkan ke voltmeter yang kemudian arus bertemu dengan arus yang berasal dari
amperemeter 1 dan 2 yang menuuju pada tahanan geser
dan arus negatif power supply (lihat gambar 17) mencatat besar tegangan dan arus yang
dihasilkan, kemudian menggeser besar tahanan geser sehingga diperoleh nilai
tegangan dan arus yang berbeda-beda.
Gambar
15 Hukum Ohm
Gambar 16
Rangkaian Seri
Gambar 17
Rangkaian Paralel
Sedangkan teknik analisis yang digunakan dalam percobaan ini adalah :
IV. ANALISIS DATA DAN
PEMBAHASAN
1.
Percobaan pada rangkaian Hukum Ohm
Pada percobaaan Hukum
Ohm, Rangkaian Seri dan Paralel dilakukan tiga kegiatan yang berbeda-beda.
Untuk kegiatan pertama yaitu menggunakan rangkaian hukum Ohm, dalam kegiatan ini
dilakukan tiga kali percobaan. Pada percobaan pertama diperoleh hasil tegangan
sebesar (4,80 ± 0,05) V dan arus
sebesar (0,380 ± 0,005) A, pada
percobaan kedua tegangan yang
diperoleh sebesar (2,20 ± 0,05) V
sedangkan arusnya yaitu (0,260 ± 0,005) A, dan untuk percobaan ketiga diperoleh tegangan dan arus sebesar (1,60
± 0,05) V dan (0,200 ± 0,005) A secara berturut-turut. Berikut ini merupakan
tabel data hasil percobaan pada kegiatan pertama :
Tebel
1 Rangkaian hukum Ohm
No
|
(V ± ΔV) V
|
(I ±ΔI) A
|
1
|
(4,80 ± 0,05)
|
(0,380 ± 0,005)
|
2
|
(2,20 ± 0,05)
|
(0,260 ± 0,005)
|
3
|
(1,60 ± 0,05)
|
(0,200 ± 0,005)
|
Dari hasil perhitungan Percobaan Hukum Ohm dan Rangkaian
Seri Paralel dengan tiga kali kegiatan yaitu kegiatan pertama rangkaian satu
hambatan atau hukum Ohm, kegiatan
kedua rangkaian seri dan kegiatan ketiga rangkaian paralel, persamaan yang digunakan dalam percobaan
Hukum Ohm dan Rangkaian Seri dan
Paralel adalah dengan menggunakan
rumus persamaan:
Adapun hasil yang
diperoleh pada kegiatan pertama ini adalah (12,6 ± 0,3)Ω dengan KR
sebesar 2,38% dan DK sebesar
97,62% untuk percobaan pertama, untuk percobaan kedua, hasil yang diperoleh
adalah (8,46 ± 0,35)Ω dengan KR
dan DK berturut-turut sebesar 4,14% dan 95,86%, dan untuk percobaan ketiga
diperoleh hasil sebesar (8,00 ± 0,40)Ω dengan KR sebesar 5% dan DK sebesar 95%.
Berikut ini ditampilkan grafik hubungan antara tegangan (V)
dan kuat arus listrik (I) pada hukum Ohm:
Dari grafik diatas
dapat diketahui bahwa semakin besar kuat arus maka tegangan yang dihasilkan juga
semakin besar yang berarti tegangan berbanding lurus dengan kuat arus listrik.
2.
Percobaan pada rangkaian seri
Untuk kegiatan kedua
digunakan rangkaian seri, pada kegiatan ini dilakukan percobaan sebanyak tiga
kali, adapun tabel data yang dihasilkan yaitu :
Tabel
2 Rangkaian seri
No
|
(V ± ΔV) V
|
(V1 ± ΔV) V
|
(V2 ± ΔV) V
|
(I ±ΔI) A
|
1
|
(7,80± 0,05)
|
(3,90 ± 0,05)
|
(4,00 ± 0,05)
|
(0,320 ± 0,005)
|
2
|
(5,40 ± 0,05)
|
(2,70 ± 0,05)
|
(2,80 ± 0,05)
|
(0,290 ± 0,005)
|
3
|
(3,90 ± 0,05)
|
(1,90 ± 0,05)
|
(2,00 ± 0,05)
|
(0,230 ± 0,005)
|
Adapun hasil yang diperoleh untuk percobaan kedua ini
adalah (24,7 ± 0,5)Ω dengan KR dan DK sebesar 2,19% dan 97,81% secara
berturut-turut untuk percobaan pertama, percobaan kedua yaitu sebesar (18,9 ±
0,5)Ω dengan KR yaitu 2,64% dan DK sebesar 97,36%, sedangkan untuk percobaan
ketiga adalah (17,0 ± 0,6)Ω dengan KR yaitu 3,47% dan DK yaitu 96,53%.
Hasil tegangan
yang terjadi yaitu pada pengambilan data pertama hasilnya sebesar (7,90 ± 0,05) V untuk Vtotal-nya
sedangkan untuk Vmasuk sebesar (7,80± 0,05) V, data kedua Vtotal-nya
sebesar (5,50 ± 0,05) V sedangkan untuk Vmasuk
yang diperoleh
sebesar (5,40 ± 0,05) V dan untuk data ketiga
diperoleh hasil Vtotal-nya
sebesar (3,90 ± 0,05) V yang sama dengan Vmasuk
yaitu sebesar (3,90 ± 0,05) V. Seharusnya,
nilai Vtotal yang diperoleh
sama dengan Vmasuk,
sedangkan pada pengambilan data yang dilakukan sebanyak tiga kali ini hanya
pada data yang ketiga yang memiliki tegangan total atau Vtotal yang memiliki nilai yang sama dengan tegangan
yang masuk atau Vmasuk,
hal itu dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya kurang teliti dalam
membaca alat ukur.
Dapat disimpulkan bahwa pada rangkaian paralel memiliki empat prinsip
susunan dari tahanan listrik yaitu:
a. Susunan seri
bertujuan untuk memperbesar hambatan suatu rangkaian.
b. Kuat arus
yang melalui tiap – tiap resistor penyusun adalah sama – sama, yaitu sama
dengan kuat arus yang melalui resistor pengganti serinya.
c. Tegangan
pada ujung – ujung resistor pengganti seri sama dengan jumlah tegangan pada ujung
– ujung tiap resistor individu/ penyusun.
d. Susunan seri
berfungsi sebagai pembagi tegangan, dimana tegangan pada ujung – ujung tiap
resistor sebanding dengan besar hambatannya.
3.
Percobaan pada rangkaian paralel
Untuk kegiatan ketiga menggunakan rangkaian paralel, pada kegiatan ini juga
dilakukan percobaan sebanyak tiga kali, adapun
data yang diperoleh yaitu :
Tabel 3 rangkaian paralel
No
|
(I ±ΔI) A
|
(I1 ±ΔI) A
|
(I2 ±ΔI) A
|
(V ± ΔV) V
|
1
|
(0,800 ± 0,005)
|
(0,140 ± 0,005)
|
(0,470 ± 0,005)
|
(6,60 ± 0,05)
|
2
|
(0,550 ± 0,005)
|
(0,100 ± 0,005)
|
(0,300 ± 0,005)
|
(3,20 ± 0,05)
|
3
|
(0,280 ± 0,005)
|
(0,060 ± 0,005)
|
(0,160 ± 0,005)
|
(1,20 ± 0,05)
|
Adapun hasil yang diperoleh untuk percobaan ketiga ini
adalah (10,8 ± 0,2)Ω dengan KR dan DK berturut-turut sebesar 1,40% dan 98,60%,
hasil untuk percobaan kedua yaitu (8,02 ± 0,20)Ω dengan KR sebesar 2,50% dan DK
yaitu 97,50%. Dan untuk percobaan ketiga adalah (5,45 ± 0,32)Ω dengan KR sebesar 5,87% dan Dk sebesar
94,13%.
Hasil kuat arus
yang terjadi pada tiga kali pengambilan data yaitu Itotal yang diperoleh sebesar (0,610 ± 0,005) A dengan Imasuk sebesar (0,800 ± 0,005) A untuk data
pertama, untuk data kedua Itotal
yang didapat sebesar (0,400 ± 0,005) A dengan Imasuk sebesar (0,550 ± 0,005) A sedangkann untuk data ketiga
diperoleh hasil sebesar (0,220 ± 0,005) A untuk Itotal dan untuk Imasuk
sebesar (0,280 ± 0,005) A.
Seharusnya, Itotal yang
diperoleh memiliki nilai yang sama dengan Imasuk,
namun pada pengambilan data ini hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan
teoritisnya hal itu dikarenakan kurang teliti dalam membaca alat ukur yang
digunakan.
Hasil
data yang diperoleh menunjukkan bahwa perubahan tidak terjadi secara konstan
atau tetap, hal itu dikarenakan pada saat menggeser-geser tahanan geser tidak
digunakan jarak yang sama selama percobaan, sehingga hasil yang diperoleh tidak
konstan. Pada saat percobaan juga ada kesalahana-kesalahan yang terjadi misalnya
seperti ketidaktepatan dalam membaca hasil pengukuran yang ditunjukkan oleh
alat ukur, dalam hal ini digunakan basicmeter.
Dari semua hasil
perobaan yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa semakin besar arus maka tegangan yang dihasilkan akan semakin besar juga sehingga nyala lampu yang dihasilkan akan semakin terang.
Sehingga dapat
dikatakan bahwa percobaan ini berhasil dan hasil yang diperoleh telah sesuai
dengan rumusan hipotesis yang menjadi acuan dalam percobaan ini. Dapat disimpulkan
pula bahwa pada rangkaian paralel
memiliki empat prinsip susunan dari tahanan listrik yaitu:
a.
Susunan
paralel bertujuan untuk memperkecil hambatan suatu rangkaian.
b.
Tegangan
pada ujung – ujung tiap resistor adalah sama, yaitu sama dengan tegangan pada
ujung - ujung resistor pengganti paralelnya.
c.
Kuat arus
yang melalui resistor pengganti paralel sama dengan jumlah kuat arus yang
memalui tiap - tiap resistor.
d.
Susunan
paralel berfungsi sebagai pembagi arus, yaitu kuat arus yang melalui tiap
- tiap resistor sebanding dengan
kebalikan besar hambatannya.
V. KESIMPULAN
Besarnya
suatu tahanan dari suatu hambatan (lampu) dengan menerapkan Hukum Ohm diperoleh
dengan membandingkan tegangan dengan kuat arus yang dinyatakan dengan persamaan
, dimana R=
hambatan (Ω), V= tegangan (V), I= kuat arus (A). Pada rangkaian seri ,
arus yang mengalir sama sedangkan untuk tegangannya terbagi-bagi untuk masing –
masing hambatan dan besarnya hambatan pada rangkaian seri ini dapat diukur
dengan menggunakan persamaan
. Adapun
pada rangkaian paralel, rangkaian disusun sejajar sehingga tegangan sama besar
sedangkan arus yang mengalir terbagi – bagi
, dimana R=
hambatan (Ω), V= tegangan (V), I= kuat arus (A). Pada rangkaian seri ,
arus yang mengalir sama sedangkan untuk tegangannya terbagi-bagi untuk masing –
masing hambatan dan besarnya hambatan pada rangkaian seri ini dapat diukur
dengan menggunakan persamaan. Adapun
pada rangkaian paralel, rangkaian disusun sejajar sehingga tegangan sama besar
sedangkan arus yang mengalir terbagi – bagi
Hukum Ohm, Rangkaian Seri dan
Paralel
(LM-2)
|
Fitri Andriyani
Puspitasari, Nurul Hasanah , Irma Sari ,
Anastasya Eka Purnamasari, Muhammad Sirat, Hayatul Mu’awwanah
Jurusan Pendidikan Matematika dan Ipa, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Lambung Mangkurat Jl. Brigjen H. Hasan Basri Komp. Unlam Kayutangi, Banjarmasin 70123 e-mail: info@unlam.ac.id |
Abstrak— Percobaan ini bertujuan untuk mengukur besarnya tahanan dari suatu hambatan dengan menerapkan hukum Ohm,
memahami perbedaan rangkaian seri dan paralel, dan mengukur besarnya nilai sutu
tahanan yang dirangkain tersebut. Percobaan
ini dilakukan melalui tiga kegiatan yang masing-masing dilakukan sebanyak tiga kali percobaan. Adapaun hasil yang diperoleh adalah {(12,6 ± 0,3)Ω; (8,46 ± 0,35)Ω; (8,00 ± 0,40)Ω; (24,7 ±
0,5)Ω; (18,9 ± 0,5)Ω; (17,0 ± 0,6)Ω; (10,8 ± 0,2)Ω; (8,02 ± 0,20)Ω; (5,45 ±
0,32)Ω} dengan KR {2,38%; 4,14%; 5%;2,19%; 2,64%;3,47%; 1,40%; 2,50%; 5,87%}
dan DK sebesar {97,62%; 95,86%; 95%; 97,81%;97,36%;96,53%; 98,60%; 97,50%; 94,13%}.
Dari semua
hasil percobaan yang telah dilakukan dapat
dikatakan hasil yang diperoleh telah sesuai dengan rumusan hipotesis yang
menjadi acuan dalam percobaan ini.
Kata Kunci—Arus Listrik,
Hukum Ohm, Kuat Arus Listrik, Rangkaian Paralel, Rangkaian Seri, dan Tegangan.
I. PENDAHULUAN
R
|
ESISTANSI adalah
hambatan terhadap aliran asrus listrik. Satuan resistansi adalah ohm. Hukum ohm
merupakan besar arus listrik yang mengaliri sebuah penghantar dan berbanding
lurus dengan beda potensial yang diterapkan padanya. Hukum ohm yang bekerja
pada suatu penghantar jika nilai resistansinya tidak bergantung pada polaritas
yang dikenakan pada benda. Hukum mulanya terdiri dari dua bagian. Bagian
pertama adalah definisi hambatan yaitu tegangan merupakan hasil dari arus listrik
yang dikalikan dengan hambatan. Bagian kedua adaah pernyataan bahwa hambatan
suatu kosntanta yang tidak tergantung pada tegangan maupun kuat arus. Hukum ohm
dalam kehidupan sehari-hari sudah sering dijumpai pada penggunaan alat-alat
kelistrikan yang memakai rangkaian listrik. Rangkaian listrik ada dua yaitu
rangkaian seri dan paralel. Untuk lebih memahami penjelasan diatas, maka
dilakukan percobaan hukum ohm pada rangkaian seri dan paralel.
Dari latar belakang diatas dapat diambil beberapa rumusan masalah yaitu
sebagai berikut: “Bagaimana hubungan antara arus dan tegangan terhadap nyala
lampu ?”, “Bagaimana arus dan tegangan yang terjadi pada rangkaian seri dan paralel
?”, “Bagaimanakah nyala lampu yang tejadi pada rangakain seri dan paralel ?”.
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah mengukur besarnya tahanan
dari suatu hambatan (elemen setrika atau lampu) dengan menerapkan hukum Ohm,
memahami perbedaan rangkaian seri dan paralel, dan mengukur besarnya nilai sutu
tahanan yang dirangkain seri dan paralel.
II. KAJIAN TEORI
A.
Hukum Ohm
Dalam arus listrik terdapat hambatan listrik yang
menentukan besar kecilnya arus listrik. Semakin besar hambatan listrik, semakin
kecil kuat arusnya, dan sebaliknya. Arus listrik terdiri dari muatan-muatan
yang bergerak dari sutau daerah ke daerah lainnya. Bila gerak ini berlangsung
di dalam sebuah lintasan konduksi yang membentuk sebuah simpal tertutup, maka
lintasa itu dinamakan rangkaian listrik. Kuat arus listrik didefinisikan
sebagai jumlah muatan yang melalui sebuah penghantar dalam satu satuan waktu.
Secara sistematis dituliskan sebagai :
(1)
Kuat arus listrik juga diartikan sebagai banyaknya muatan
yang berpindah dalam penghantar setiap detiknya. Sedangkan tegangan adalah beda
potensial antara ujung-ujung resistor. Dan hambatan adalah nilai perbandingan
antara tegangan dan kuat arus listrik.
Hukum Ohm dicetuskan oleh seorang ahli fisika berkebangsaan Jerman yaitu
George Simon Ohm (1787-1854) setelah melakukan eksperimen pada tahu 1927 untuk
mengetahui hubungan kuat arus dan tegangan dalam suatu rangkaian listrik yang
berbunyi: “Tegangan (V) dalam suatu komponen listrik sebanding dengan kuat arus
listrik yang melalui komponen tersebut, asalkan hambatan (R) konstan”.
(2)
Melalaui eksperimennya menyimpulkan bahwa I pada kawat sebanding dengan beda
potensial V yang diberikan ke
ujung-ujung kawat penghantar tersebut . Besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar
tidak hanya bergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang dimiliki
kawat terhadap aliran elektron. Kuat arus listrik berbanding terbalik dengan
hambatan seperti persamaan dibawah ini :
. Besarnya arus yang mengalir pada kawat penghantar
tidak hanya bergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang dimiliki
kawat terhadap aliran elektron. Kuat arus listrik berbanding terbalik dengan
hambatan seperti persamaan dibawah ini : (3)
Aliran elektron pada kawat penghantar diperlambat karena
adanya interaksi dengan atom-atom kawat. Makin besar hambatan ini, makin kecil
arus untuk suatu tegangan V. Dengan
demikian, arus I yang mengalir
berbanding lurus dengan beda potensial antara ujung-ujung kawat penghantar dan
berbanding terbalik dengan hambatannya[1].
Persamaan hukum Ohm
telah disajikan pada penjelasan sebelumnya yaitu pada persamaan (2). Dari
persamaan tersebut dapat disimpulkan, bahwa:
1) Hambatan penghantar
sama, tidak peduli berapapun tegangan yang digunakan untuk mengukur arus.
2) Kuat arus dalam suatu
rangkaian adalah sebanding dengan tegangan yang diberikan dan berbanding
terbalik dengan hambatannya.
Kesimpulan di atas
berlaku untuk penghantar logam yang bertemperatur konstan selama penegukurannya.
(4)[2].
Rangkaian listrik
yang kita jumpai sehari – hari biasanya tidak hanya terdiri dari satu sumber
tegangan dan satu hambatan saja, tetapi meliputi beberapa sumber, hambatan atau
unsur – unsur lain yang dihubungkan satu dengan yang lain. Istilah yang umum
dipakai untuk rangkaian semacam ini adalah jaringan.
Bila arus listrik mengalir dalam suatu rangkaian yang
hanya terdiri dari satu sumber tegangan dan satu hambatan, maka berlaku hukum
Ohm seperti pada persamaan
(2).
Gambar 1. Rangkaian
Hukum Ohm
Bila arus yang masuk ke dalam rangkaian diketahui dan
tegangan yang melewati hambatan dapat diukur, maka nilai hambatan bisa dihitung
dengan persamaan hukum Ohm diatas (persamaan 2)[3].
Sebuah resistor adalah sebuah konduktor dengan hambatan
tertentu. Resistor memiliki hambatan yang sama tanpa memperdulikan besar dan
arah (polaritas) dan beda potensial yang diaplikasikan. Akan tetapi, alat
konduksi lain mungkin memiliki hambatan yang berubah terhadap beda potensial
yang diaplikasikan. Gambar 2,
menunjukkan cara membedakan alat-alat tersebut. Beda potensial V diaplikasikan melalui sesuatu alat
yang diuji dan arus I yang dihasilkan
melalui alat yang diukur sebagai V
yang bervariasi baik didalam besar maupun polaritas. Arah V berubah-ubah menjadi positif apabila terminal kiri dari alat
tersebut berada pada potensial yang lebih tinggi daripada terminal kanan. Arah
arus yang dihasilkan (dari kiri ke kanan) ditetapkan dengan tanda positif
secara berubah-ubah. Polaritas balik dari V
(dengan terminal kanan berada pada potensial yang lebih besar) kemudian menjadi
, arus ini menyebabkan penetapan tanda minus.
Gambar
2 Sebuah alat dengan terminal beda potensial V yang dipantulkan menembus arus I.
Karena tidak ada alat yang dapat menentukan dan pada persamaan (7) secara langsung, maka kita tempuh
cara berikut :
dan pada persamaan (7) secara langsung, maka kita tempuh
cara berikut : (5)
Kita pilih hasil kali diferensial dari kedua arus dengan
unsur panjang konduktifitas menurut rapat arus , dan diintegrasikan melalui konduktor mulai dari
titik a ke b karena dan itu sejajar maka :
, dan diintegrasikan melalui konduktor mulai dari
titik a ke b karena dan itu sejajar maka : (6)
Dan karena arus I
bagi semua penampang lintang sama besar, maka :
(7)
Integral disebelah kanan disebut resistansi (tahanan
listrik) = R listrik antara titik a
dan b didalam hal ini.
(8)
Sehingga persamaan (8) dapat ditulis sebagai :
(9)
Persamaan (9) inilah yang dikenal sebagai hukum Ohm. Kuat
arus yang timbul karena beda potensial tergantung pada potensial tersebut.
tergantung pada potensial tersebut.
Gambar
3 Rangkain hukum Ohm
(10)[4].
Untuk persamaan hukum Ohm yang telah disebutkan
sebelumnya, dapat dilukiskan dengan grafik persamaan berikut ini :
Dalam persamaan (2) harga R tidak bergantung pada i. Sehingga grafik I-V bersifat
linear. Bahan dengan sifat seperti ini dikatakan bersifat ohmik. Pada harga
arus yang besar temperatur bahan menjadi tinggi, dan bahan menjadi bergantung
pada arus. Grafik I -V
tidak linear lagi dan bahan tak lagi bersifat Ohmik. Hukum Ohm tidak berlaku
disini, sebelum menggunakan hukum Ohm, telitilah lebih dulu apakah bahan
bersifat Ohmik. Bila tidak, hukum Ohm tidak berlaku[5].
Untuk mengahasilakan arus listrik pada rangkaian,
dibutuhkan beda potensial. Satu cara untuk menghasilkan beda potensial ialah
dengan baterai. George Simon Ohm menentukan dengan eksperimen bahwa arus pada
kawat logam sebanding dengan beda potensial V
yang diberikan keujung – ujungnya:
(11)
Sebagai contoh, jika kita menghubungkan kawat ke baterai 6
V, aliran arus akan dua kali lipat dibandingkan jika dihubungkan ke baterai 3
V. Besarnya aliran arus pada
kawat tidak hanya tergantung pada tegangan, tetapi juga pada hambatan yang diberikan
kawat terhadap aliran elektron.
Makin tinggi hambatan maka makin kecil arus I untuk
suatu tegangan V. Kita kemudian mendefinisikan hambatan
sehingga arus berbanding terbalik dengan hambatan. Ketika kita menggabungkan
hal ini dan kesebandingan di atas kita dapatkan persaamaan (3). Satuan untuk
hambatan disebut Ohm dan simbolnya Ω (huruf besar Yunani untuk Omega) karena 1,
0 Ω ekivalen dengan 1, 0 [6].
[6].
B.
Rangkaian
Seri
Rangkaian seri adalah rangkaian listrik yang komponen
penyusunnya dipasang sejajar. Rangkaian hukum Ohm yang sangat sederhana , hanya
terdiri dari satu hambatan, tetapi bila di dalam rangkaian terdiri atas lebih
dari satu hambatan yang disusun antara titik a dan b membentuk hanya satu titik
lintasan antara kedua titik maka rangkaian hambatan disebut rangkaian seri.
Bila hanya ada satu titik lintasan, maka arus yang mengalir sama besarnya untuk
masing – masing hambatan didalam rangkaian tersebut.
Gambar 4. Rangkaian
seri dari dua hambatan[3].
Pada gambar 5,
ditunjukkan bahwa tiga buah resisitor yang disusun seri dan dihubungkan dengan
sebuah sumber tegangan V. Perhatikan
bahwa arus listrik yang mengalir melalui ketiga hambatan adalah sama, tetapi
tegangannya berbeda, bergantung besar hambatannya. Jadi, pada resisitor yang
disusun seri seperti gambar 5 berlaku :
Gambar
5 Tiga resistor yang dirangkai seri
(12)
(13)
Jika kita ingin mengganti ketiga resisitor tersebut dengan
sebuah resisitor tunggal, Rs yang disebut resisitor pengganti seri, maka berlaku :
(14)
Jadi, resistor pengganti dari susunan beberapa resisitor
sama dengan jumlah dari seluruh resistor-resistor tersebut secara umum, untuk buah resistor yang dihubungkan secara seri berlaku :
buah resistor yang dihubungkan secara seri berlaku : (15)[7]
Ketika arus hanya dapat mengalir mengikuti satu jalur saat
arus tersebut mengalir melalui dua atau lebih resistor yang dihubungkan satu
sama lain, dikatakan resistor – resistor tersebut terangkai secara seri. Dengan
kata lain, jika satu dan hanya satu terminal resistor dihubungkan secara
langsung ke satu dan hanya satu terminal resistor yang lain. Keduanya terangkai
seri dan arus yang sama mengalir melewati keduanya. Sebuah simpal adalah satu
titik yang terdiri dari tiga
atau lebih cabang atau kawat yang membawa arus bertemu. Dalam rangkaian seri,
tidak ada simpal antara elemen – elemen rangkaian (seperti kapasitor, resistor, dan baterai).
Kasus umum dapat dilihat pada gambar 6 dibawah ini. Untuk beberapa resistor
yang terangkai secara seri, hambatan ekivalennya Rek ditentukan oleh:
(16)
Dimana, , ,... adalah hambatan dari beberapa resistor. Dalam
rangkaian seri, arus yang melewati setiap hambatan yang lainnya. Penurunan
potensial masing – masing. Hambatan ekivalen dalam rangkaian seri selalu lebih
besaar daripada hambatan – hambatan individu terbesar.
, , ,... adalah hambatan dari beberapa resistor. Dalam
rangkaian seri, arus yang melewati setiap hambatan yang lainnya. Penurunan
potensial masing – masing. Hambatan ekivalen dalam rangkaian seri selalu lebih
besaar daripada hambatan – hambatan individu terbesar.
Gambar 6. Resistor
dalam rangkaian seri[8].
Kelemahan susunan seri, jika salah satu filamen lampu
putus, maka rangkaiaan listrik berubah menjadi terbuka. Sebagai hasilnya lampu R2
yang masih baik ikut padam. Jika salah satu filamen lampu terputus seluruh
lampu akan padam dan harus diperiksa satu demi satu lampu tersebut akan
menemukan lampu yang rusak, kemudian menggantinya dengan lampu biru. Pekerjaan
memeriksa lampu ini memerlukan waktu yang lama. Oleh karena itu, tidaklah
merangkai komponen –komponen listrik secara seri.
Dalam banyak rangkaian, sakering sengaja dipasang seri
dengan rangkaian komponen – komponen lain untuk tujuan pengamanan, konduktor
pada sakering didesain untuk melebur dan
membuka rangkaian pada arus maksimum tertentu yang bergantung pada batas arus
yang melalui komponen yang dirangkai seri dengan sakering. Jika sakering tidak
digunakan , arus yang melebihi batas dapat merusak komponen – komponen pada
rangkaian, mengakibatkan pemanasan lebih pada kawat atau kabel penghantar yang
dapat memungkinkan terjadinya kebakaran. Dalam instalasi listrik rumah, pemutus
daya (circuit breaker)
digunakan sebagai pengganti sakering. Ketika kuat arus dalam rangkaian melebihi
nilai tertentu, pemutus daya akan bertindak sebagai sakelar dan memutus
rangkaian secara otomatis[9].
C.
Rangkaian
Paralel
Rangkaian paralel adalah rangkaian listrik yang komponen
penyusunnya dipasang berderet. Hambatan-hambatan akan dikatakan paralel bila
masing – masing hambatan mempunyai lintasan alternatif antara titik a dan b.
dalam rangkaian paralel beda tegangan pada masing – masing hambtaan sama
besarnya.
Gambar 7. Rangkaian
paralel dari dua hambatan[3].
Pada gambar 8 ditunjukkan bahwa tiga buah resisitor yang
disusun paralel dan dihubungkan dengan sumber tegangan V.
Ketika resistor-resitor disusun paralel, maka tegang an
pada masing-masing resisitor sama besar yaitu :
Gambar
8 Tiga resistor yang dirangkain paralel
(17)
Sedangkan arus listrik dari baterai dibagi ke tiga
resistor, sehingga berlaku :
(18)
Jika kita ingin mengganti ketiga resistor yang dihubungkan
secara paralel berlaku :
(19)
Secara umum, untuk buah resistor yang dihubungkan secara paralel berlaku
:
buah resistor yang dihubungkan secara paralel berlaku
: (20) (21)[7].
Beberapa resistor dihubungkan secara paralel antara dua
simpul jika satu ujung dari masing – masing resistor dihubungkan ke salah satu
simpal dan ujung yang lain. Kasus umum dapat dilihat pada gambar 7. Di bawah
ini, dimana titik a dan b adalah simpal. Hambatan ekivalennya Rek
ditentukan oleh persamaan (19).
Hambatan ekivalen dalam rangkaian paralel selalu lebih
kecil dari hambatan – hambatan individu terkecil. Perubahan hambatan dalam
rangkaian paralel mengulang Rek rangkaian tersebut. Penurunan
potensial V pada satu resistor dalam
rangkaian paralel adalah sama dengan penurunan potensial dari setiap resistor
lainnya. Arus yang melewati resistor ke adalah:
adalah: (22)
Dan jumlah arus yang memasuki rangkaian tersebut sama
dengan jumlah arus pada setiap cabang.
Gambar 9. Resistor dalam rangkaian paralel[8].
Rangkaian paralel juga disebut rangkaian sejajar. Pada
rangkaian paralel, resistor terbagi menjadi bermacam-macam cabang yang terpisah
tampak pada gambar 9. Pemasangan
alat-alat listrik pada rumah-rumah, gedung-gedung dipasang secara paralel. Jika
memutuskan hubungan dengan satu alat (misalnya R, pada gambar 8). Maka arus
yang mengalir pada komponen lain yaitu R2 dan R3 tidak
terputus. Tetapi pada rangkaian seri, jika salah satu komponen terputus maka
arus komponen lain juga akan berhenti.
Pada rangkaian paralel, arus total yang berasal dari
sumber (baterai) terbagi menjadi tiga cabang. Perhatikan dengan seksama gambar
berikut :
Arus yang keluar dimisalkan, , danberturut-turut sebagai arus yang melalui resistor , , . Oleh karena muatan kekal, arus yang masuk ke dalam
titik cabang harus sama dengan arus yang keluar dari titik cabang, sehingga
dapat diperoleh persamaan (18). Ketika rangkaian paralel tersebut terhubung
dengan sumber tegangan V,
masing-masing mengalami tegangan yang sama yaitu V. Berarti, tegangan penuh baterai diberikan ke setiap resisitor,
sehingga :
, , danberturut-turut sebagai arus yang melalui resistor , , . Oleh karena muatan kekal, arus yang masuk ke dalam
titik cabang harus sama dengan arus yang keluar dari titik cabang, sehingga
dapat diperoleh persamaan (18). Ketika rangkaian paralel tersebut terhubung
dengan sumber tegangan V,
masing-masing mengalami tegangan yang sama yaitu V. Berarti, tegangan penuh baterai diberikan ke setiap resisitor,
sehingga : (23)
Hambatan pengganti susunan paralel (Rp) akan
menarik arus I dari sumber yang
besarnya sama dengan arus total ketiga hambatan paralel tersebut. Arus yang
mengalir pada hambatan pengganti harus memenuhi :
(24)
Kemudian substansi bagi setiap arus dengan V, maka didapatkan nilai hambatan
pengganti (Rp) rangkain paralel :
(25)[1].
Resistor paralel ditambahkan secara terbalik karena arus
dalam setiap resistor sebanding dengan tegangan bersama yang melewati
resistor-resistor itu dan berbanding terbalik dengan setiap hambatan. Untuk
khusus dua resistor paralel, maka berlaku :
(26)
Karena maka dapat :
maka dapat : (27)
Ini memperlihatkan bahwa arus yang diangkut oleh resistor
paralel berbanding terbalik dengan hambatannya, lebih banyak arus yang melalui
lintasan yang hambatannya paling kecil[10].
III. METODE PERCOBAAN
Pada percobaan Hukum
Ohm, Rangkaian seri dan Paralel dibutuhkan peralatan seperti gambar 3.1 yaitu bola
lampu dan tempat dudukan lamupu 2 buah, power
supply 1 buah, basicmeter 4 buah,
tahanan geser 1 buah, dan kabel penghubung 15 buah.
Gambar 10 Power supply
Gambar
11 Kabel penghubung
Gambar
12 Tahanan geser
Gambar
13 Lampu dan dudukan lampu
Gambar
14 Basicmeter
Adapun rumusan
hipotesis yang digunakan sebagai acuan dalam percobaan ini ada tiga yaitu: “Jika
arus dan tegangan yang dihasilkan besar maka nyala lampu yang dihasilkan
semakin terang”, “Hambatan pada rangkaian seri
lebih besar daripada hambatan pada rangkaian
paralel”, “Nyala lampu yang terjadi pada rangkaian paralel lebih terang
daripada pada rangkaian seri”.
Dalam percobaan ini dilakukan melalui tiga kegiatan yang berbeda yaitu
pertama melalukan percobaan hukum Ohm yang dilakukan melalui tiga kali
pengambilan data. Dalam kegiatan pertama ada tiga variabel yang digunakan yaitu
variabel manipulasi, variabel respon, dan variabel kontrol. Variabel
manipulasinya yaitu kuat arus. Menggeser-geser tahanan geser untuk memperoleh arus yang berbeda-beda
disetiap percobaannya. Variabel respon dalam percobaan pertama ini yaitu kuat
arus dan tegangan. Mengamati serta mencatat besar tegangan dan kuat
arus listrik yang dihasilkan dalam percobaan Variabel kontrolnya adalah Vinput , jenis rangkaian, kabel penghubung dan spesifikasi lampu. Selama percobaan tetap menggunakan bola lampu dengan jenis yang sama atau
spesifikasi lampu yang sama yaitu sebesar 3,8 V, menggunakan jumlah kabel
penghubung yang sama yaitu sebanyak 15 buah, sedangkan untuk Vinput yang digunakan sebesar 9 V dan menggunakan
jenis rangkaian yang sama selama percobaan yaitu rangkaian hukum Ohm.
Untuk percobaan kedua yaitu melakukan percobaan dengan menggunakan
rangkaian seri. Adapun variabel-variabel yang digunakan pada kegiatan kedua
yaitu varibel manipulasi, variabel respon, dan variabel kontrol. Variabel
manipulasi yaitu kuat arus. Menggeser-geser
tahanan geser untuk memperoleh arus yang berbeda-beda disetiap percobaannya. Variabel responnya
yaitu kuat arus, tegangan listrik yang terbagi dan tegangan total. Mengamati dan mencatat besar arus, tegangan total, dan tegangan yang
terbagi-bagi yang dihasilkan selama percobaan. Variabel kontrolnya adalah Vinput , jenis rangkaian, kabel penghubung dan spesifikasi lampu. Selama percobaan tetap menggunakan bola lampu dengan jenis yang sama atau
spesifikasi lampu yang sama yaitu sebesar 3,8 V, menggunakan jumlah kabel
penghubung yang sama yaitu sebanyak 15 buah, sedangkan untuk Vinput yang digunakan sebesar 9 V dan
menggunakan jenis rangkaian yang sama selama percobaan yaitu rangkaian seri.
Sedangkan, pada percobaan ketiga yaitu percobaan dengan menggunakan
rangkaian paralel. Sama seperti kegiatan lainnya, pada kegiatan ini juga
menggunakan tiga jenis variabel. Variabel manipulasinya yaitu kuat arus.
Menggeser-geser tahanan geser untuk
memperoleh arus yang berbeda-beda disetiap percobaannya. Variabel responnya adalah kuat
arus listrik, kuat arus yang terbagi dan tegangan listrik. Mengamati dan
mencatat besar kuat arus listrik, kuat arus listrik yang terbagi-bagi, dan
tegangan yang diperoleh selama percobaan. Variabel kontrolnya adalah Vinput , jenis rangkaian, kabel penghubung dan spesifikasi lampu. Selama percobaan tetap menggunakan bola lampu dengan jenis yang sama atau
spesifikasi lampu yang sama yaitu sebesar 3,8 V, menggunakan jumlah kabel
penghubung yang sama yaitu sebanyak 15 buah, sedangkan untuk Vinput yang digunakan sebesar 9 V dan
menggunakan jenis rangkaian yang sama selama percobaan yaitu rangkaian paralel.
Untuk semua kegiatan
dimulai dengan merangkai alat seperti pada gambar 15, 16, dan
17. Untuk kegiatan pertama, menghubungkan arus
positif pada power supply ke
voltmeter, kemudian menghubungkan voltmeter ke lampu, kemudian arus pada lampu dialirkan ke
tahanan geser yang kemudian dari tahanan geser dialrkan ke arus negatif yang terdapat pada power supply. Setelah selesai merangkai
alat, perhatikan kembali rangkaian, pada voltmeter terdapat kabel penghubung
yang tersambung ke lampu maka dibuat simpangan dengan menggunakan kabel
penghubung yang kemudian di sambungkan ke voltmeter dan dari voltmeter
disambungkan pada kabel penghubung yang terdapat pada lampu dan menuju ke
tahanan geser (lihat gambar 15),
mencatat nilai tegangan dan arus yang diperoleh, kemudian menggeser besar
tahanan geser sehingga diperoleh nilai tegangan dan arus yang berbeda-beda.
Untuk kegiatan dua, menghubungkan arus positif pada power supply dialirkan ke amperemeter yang kemudian dialirkan ke
lampu 1 dan dialirakan lagi ke lampu 2 dan diteruskan ke tahanan geser yang kemudian
dilanjutkan ke arus negatif pada power
supply. Dari lampu 1 dialirkan ke voltmeter 1 yang kemudian dialirakan ke lampu 2 kemudian ke voltmeter 2. Dari amperemeter disambungkan ke voltmeter
utama yang kemudian langsung dihubungkan dengan lampu, voltmeter 2 yang mengarah ke tahana geser (lihat gambar 16), mencatat besar tegangan dan arus yang
dihasilkan, kemudian menggeser besar tahanan geser sehingga diperoleh nilai
tegangan dan arus yang berbeda-beda. Untuk kegiatan ketiga, arus positif pada power supply dialirkan ke amperemeter yang
kemudian dialirkan ke lampu 1 dan lampu 2 yang kemudian dari masing-masing lamupu
dialirkan pada masing-masing amperemeter yang kemudian arus bertemu dan
dialirkan ke tahanan geser dan berlanjut menuju arus negatif pada power supply, dari amperemeter arus juga
dialirkan ke voltmeter yang kemudian arus bertemu dengan arus yang berasal dari
amperemeter 1 dan 2 yang menuuju pada tahanan geser
dan arus negatif power supply (lihat gambar 17) mencatat besar tegangan dan arus yang
dihasilkan, kemudian menggeser besar tahanan geser sehingga diperoleh nilai
tegangan dan arus yang berbeda-beda.
Gambar
15 Hukum Ohm
Gambar 16
Rangkaian Seri
Gambar 17
Rangkaian Paralel
Sedangkan teknik analisis yang digunakan dalam percobaan ini adalah :
IV. ANALISIS DATA DAN
PEMBAHASAN
1.
Percobaan pada rangkaian Hukum Ohm
Pada percobaaan Hukum
Ohm, Rangkaian Seri dan Paralel dilakukan tiga kegiatan yang berbeda-beda.
Untuk kegiatan pertama yaitu menggunakan rangkaian hukum Ohm, dalam kegiatan ini
dilakukan tiga kali percobaan. Pada percobaan pertama diperoleh hasil tegangan
sebesar (4,80 ± 0,05) V dan arus
sebesar (0,380 ± 0,005) A, pada
percobaan kedua tegangan yang
diperoleh sebesar (2,20 ± 0,05) V
sedangkan arusnya yaitu (0,260 ± 0,005) A, dan untuk percobaan ketiga diperoleh tegangan dan arus sebesar (1,60
± 0,05) V dan (0,200 ± 0,005) A secara berturut-turut. Berikut ini merupakan
tabel data hasil percobaan pada kegiatan pertama :
Tebel
1 Rangkaian hukum Ohm
No
|
(V ± ΔV) V
|
(I ±ΔI) A
|
1
|
(4,80 ± 0,05)
|
(0,380 ± 0,005)
|
2
|
(2,20 ± 0,05)
|
(0,260 ± 0,005)
|
3
|
(1,60 ± 0,05)
|
(0,200 ± 0,005)
|
Dari hasil perhitungan Percobaan Hukum Ohm dan Rangkaian
Seri Paralel dengan tiga kali kegiatan yaitu kegiatan pertama rangkaian satu
hambatan atau hukum Ohm, kegiatan
kedua rangkaian seri dan kegiatan ketiga rangkaian paralel, persamaan yang digunakan dalam percobaan
Hukum Ohm dan Rangkaian Seri dan
Paralel adalah dengan menggunakan
rumus persamaan:
Adapun hasil yang
diperoleh pada kegiatan pertama ini adalah (12,6 ± 0,3)Ω dengan KR
sebesar 2,38% dan DK sebesar
97,62% untuk percobaan pertama, untuk percobaan kedua, hasil yang diperoleh
adalah (8,46 ± 0,35)Ω dengan KR
dan DK berturut-turut sebesar 4,14% dan 95,86%, dan untuk percobaan ketiga
diperoleh hasil sebesar (8,00 ± 0,40)Ω dengan KR sebesar 5% dan DK sebesar 95%.
Berikut ini ditampilkan grafik hubungan antara tegangan (V)
dan kuat arus listrik (I) pada hukum Ohm:
Dari grafik diatas
dapat diketahui bahwa semakin besar kuat arus maka tegangan yang dihasilkan juga
semakin besar yang berarti tegangan berbanding lurus dengan kuat arus listrik.
2.
Percobaan pada rangkaian seri
Untuk kegiatan kedua
digunakan rangkaian seri, pada kegiatan ini dilakukan percobaan sebanyak tiga
kali, adapun tabel data yang dihasilkan yaitu :
Tabel
2 Rangkaian seri
No
|
(V ± ΔV) V
|
(V1 ± ΔV) V
|
(V2 ± ΔV) V
|
(I ±ΔI) A
|
1
|
(7,80± 0,05)
|
(3,90 ± 0,05)
|
(4,00 ± 0,05)
|
(0,320 ± 0,005)
|
2
|
(5,40 ± 0,05)
|
(2,70 ± 0,05)
|
(2,80 ± 0,05)
|
(0,290 ± 0,005)
|
3
|
(3,90 ± 0,05)
|
(1,90 ± 0,05)
|
(2,00 ± 0,05)
|
(0,230 ± 0,005)
|
Adapun hasil yang diperoleh untuk percobaan kedua ini
adalah (24,7 ± 0,5)Ω dengan KR dan DK sebesar 2,19% dan 97,81% secara
berturut-turut untuk percobaan pertama, percobaan kedua yaitu sebesar (18,9 ±
0,5)Ω dengan KR yaitu 2,64% dan DK sebesar 97,36%, sedangkan untuk percobaan
ketiga adalah (17,0 ± 0,6)Ω dengan KR yaitu 3,47% dan DK yaitu 96,53%.
Hasil tegangan
yang terjadi yaitu pada pengambilan data pertama hasilnya sebesar (7,90 ± 0,05) V untuk Vtotal-nya
sedangkan untuk Vmasuk sebesar (7,80± 0,05) V, data kedua Vtotal-nya
sebesar (5,50 ± 0,05) V sedangkan untuk Vmasuk
yang diperoleh
sebesar (5,40 ± 0,05) V dan untuk data ketiga
diperoleh hasil Vtotal-nya
sebesar (3,90 ± 0,05) V yang sama dengan Vmasuk
yaitu sebesar (3,90 ± 0,05) V. Seharusnya,
nilai Vtotal yang diperoleh
sama dengan Vmasuk,
sedangkan pada pengambilan data yang dilakukan sebanyak tiga kali ini hanya
pada data yang ketiga yang memiliki tegangan total atau Vtotal yang memiliki nilai yang sama dengan tegangan
yang masuk atau Vmasuk,
hal itu dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya kurang teliti dalam
membaca alat ukur.
Dapat disimpulkan bahwa pada rangkaian paralel memiliki empat prinsip
susunan dari tahanan listrik yaitu:
a. Susunan seri
bertujuan untuk memperbesar hambatan suatu rangkaian.
b. Kuat arus
yang melalui tiap – tiap resistor penyusun adalah sama – sama, yaitu sama
dengan kuat arus yang melalui resistor pengganti serinya.
c. Tegangan
pada ujung – ujung resistor pengganti seri sama dengan jumlah tegangan pada ujung
– ujung tiap resistor individu/ penyusun.
d. Susunan seri
berfungsi sebagai pembagi tegangan, dimana tegangan pada ujung – ujung tiap
resistor sebanding dengan besar hambatannya.
3.
Percobaan pada rangkaian paralel
Untuk kegiatan ketiga menggunakan rangkaian paralel, pada kegiatan ini juga
dilakukan percobaan sebanyak tiga kali, adapun
data yang diperoleh yaitu :
Tabel 3 rangkaian paralel
No
|
(I ±ΔI) A
|
(I1 ±ΔI) A
|
(I2 ±ΔI) A
|
(V ± ΔV) V
|
1
|
(0,800 ± 0,005)
|
(0,140 ± 0,005)
|
(0,470 ± 0,005)
|
(6,60 ± 0,05)
|
2
|
(0,550 ± 0,005)
|
(0,100 ± 0,005)
|
(0,300 ± 0,005)
|
(3,20 ± 0,05)
|
3
|
(0,280 ± 0,005)
|
(0,060 ± 0,005)
|
(0,160 ± 0,005)
|
(1,20 ± 0,05)
|
Adapun hasil yang diperoleh untuk percobaan ketiga ini
adalah (10,8 ± 0,2)Ω dengan KR dan DK berturut-turut sebesar 1,40% dan 98,60%,
hasil untuk percobaan kedua yaitu (8,02 ± 0,20)Ω dengan KR sebesar 2,50% dan DK
yaitu 97,50%. Dan untuk percobaan ketiga adalah (5,45 ± 0,32)Ω dengan KR sebesar 5,87% dan Dk sebesar
94,13%.
Hasil kuat arus
yang terjadi pada tiga kali pengambilan data yaitu Itotal yang diperoleh sebesar (0,610 ± 0,005) A dengan Imasuk sebesar (0,800 ± 0,005) A untuk data
pertama, untuk data kedua Itotal
yang didapat sebesar (0,400 ± 0,005) A dengan Imasuk sebesar (0,550 ± 0,005) A sedangkann untuk data ketiga
diperoleh hasil sebesar (0,220 ± 0,005) A untuk Itotal dan untuk Imasuk
sebesar (0,280 ± 0,005) A.
Seharusnya, Itotal yang
diperoleh memiliki nilai yang sama dengan Imasuk,
namun pada pengambilan data ini hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan
teoritisnya hal itu dikarenakan kurang teliti dalam membaca alat ukur yang
digunakan.
Hasil
data yang diperoleh menunjukkan bahwa perubahan tidak terjadi secara konstan
atau tetap, hal itu dikarenakan pada saat menggeser-geser tahanan geser tidak
digunakan jarak yang sama selama percobaan, sehingga hasil yang diperoleh tidak
konstan. Pada saat percobaan juga ada kesalahana-kesalahan yang terjadi misalnya
seperti ketidaktepatan dalam membaca hasil pengukuran yang ditunjukkan oleh
alat ukur, dalam hal ini digunakan basicmeter.
Dari semua hasil
perobaan yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa semakin besar arus maka tegangan yang dihasilkan akan semakin besar juga sehingga nyala lampu yang dihasilkan akan semakin terang.
Sehingga dapat
dikatakan bahwa percobaan ini berhasil dan hasil yang diperoleh telah sesuai
dengan rumusan hipotesis yang menjadi acuan dalam percobaan ini. Dapat disimpulkan
pula bahwa pada rangkaian paralel
memiliki empat prinsip susunan dari tahanan listrik yaitu:
a.
Susunan
paralel bertujuan untuk memperkecil hambatan suatu rangkaian.
b.
Tegangan
pada ujung – ujung tiap resistor adalah sama, yaitu sama dengan tegangan pada
ujung - ujung resistor pengganti paralelnya.
c.
Kuat arus
yang melalui resistor pengganti paralel sama dengan jumlah kuat arus yang
memalui tiap - tiap resistor.
d.
Susunan
paralel berfungsi sebagai pembagi arus, yaitu kuat arus yang melalui tiap
- tiap resistor sebanding dengan
kebalikan besar hambatannya.
V. KESIMPULAN
Besarnya
suatu tahanan dari suatu hambatan (lampu) dengan menerapkan Hukum Ohm diperoleh
dengan membandingkan tegangan dengan kuat arus yang dinyatakan dengan persamaan, dimana R=
hambatan (Ω), V= tegangan (V), I= kuat arus (A). Pada rangkaian seri ,
arus yang mengalir sama sedangkan untuk tegangannya terbagi-bagi untuk masing –
masing hambatan dan besarnya hambatan pada rangkaian seri ini dapat diukur
dengan menggunakan persamaan. Adapun
pada rangkaian paralel, rangkaian disusun sejajar sehingga tegangan sama besar
sedangkan arus yang mengalir terbagi – bagi, dan besarnya tahanan pada
rangkaian ini dapat diukur dengan menggunakan persamaan 
. Sehingga
nyala lampu pada rangkaian paralel akan lebih terang dibandingkan dengan nyala lampu yang dirangkai
secara seri.
, dimana R=
hambatan (Ω), V= tegangan (V), I= kuat arus (A). Pada rangkaian seri ,
arus yang mengalir sama sedangkan untuk tegangannya terbagi-bagi untuk masing –
masing hambatan dan besarnya hambatan pada rangkaian seri ini dapat diukur
dengan menggunakan persamaan. Adapun
pada rangkaian paralel, rangkaian disusun sejajar sehingga tegangan sama besar
sedangkan arus yang mengalir terbagi – bagi, dan besarnya tahanan pada
rangkaian ini dapat diukur dengan menggunakan persamaan . Sehingga
nyala lampu pada rangkaian paralel akan lebih terang dibandingkan dengan nyala lampu yang dirangkai
secara seri.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten
Percobaan Hukum Ohm, Rangkaian Seri dan Paralel yaitu Hayatul Mu’awwanah yang
memberikan panduan saat melakukan percobaan. Serta teman-teman praktikum satu
kelompok yang telah bekerjasama dalam menyelesaikan percobaan ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Sumarsono. 2009. Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta: Erlangga.
[2] Hidayat, Dedi. 2000. Prinsip-prinsip Fisika. Jakarta: Yudistira.
[3] Tim Dosen Fisika. 2015. Modul Praktikum Fisika Dasar II. Banjarmasin:
UNLAM.
[4] Zainuddin. 2009. Modul Elektromagnetika. Banjarmasin: UNLAM.
[5] Sutrisno. 1979. Seri
Fisika Dasar Listrik Magnet. Bandung: ITB.
[6] Giancoli, Dauglas.C. 2001. Fisika Edisi Kelima jilid 2. Jakarta: Erlangga.
[7] Supiyanto. 2006. Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta: PHTBETA.
[8] Bueche, Frederick dan Hect Eugene. 2002. Fisika Universitas Edisi
Kesepuluh. Jakarta: Erlangga.
[9] Kanginan, Marthen. 2004. Fisika untuk SMA kelas X. Cimahi: Erlangga.
[10] Sears dan Zemansky. 2003. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Edisi
Kedua. Jakarta: Erlangga.
, dan besarnya tahanan pada
rangkaian ini dapat diukur dengan menggunakan persamaan . Sehingga
nyala lampu pada rangkaian paralel akan lebih terang dibandingkan dengan nyala lampu yang dirangkai
secara seri.
. Sehingga
nyala lampu pada rangkaian paralel akan lebih terang dibandingkan dengan nyala lampu yang dirangkai
secara seri.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten
Percobaan Hukum Ohm, Rangkaian Seri dan Paralel yaitu Hayatul Mu’awwanah yang
memberikan panduan saat melakukan percobaan. Serta teman-teman praktikum satu
kelompok yang telah bekerjasama dalam menyelesaikan percobaan ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Sumarsono. 2009. Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta: Erlangga.
[2] Hidayat, Dedi. 2000. Prinsip-prinsip Fisika. Jakarta: Yudistira.
[3] Tim Dosen Fisika. 2015. Modul Praktikum Fisika Dasar II. Banjarmasin:
UNLAM.
[4] Zainuddin. 2009. Modul Elektromagnetika. Banjarmasin: UNLAM.
[5] Sutrisno. 1979. Seri
Fisika Dasar Listrik Magnet. Bandung: ITB.
[6] Giancoli, Dauglas.C. 2001. Fisika Edisi Kelima jilid 2. Jakarta: Erlangga.
[7] Supiyanto. 2006. Fisika untuk SMA/MA kelas X. Jakarta: PHTBETA.
[8] Bueche, Frederick dan Hect Eugene. 2002. Fisika Universitas Edisi
Kesepuluh. Jakarta: Erlangga.
[9] Kanginan, Marthen. 2004. Fisika untuk SMA kelas X. Cimahi: Erlangga.
[10] Sears dan Zemansky. 2003. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Edisi
Kedua. Jakarta: Erlangga.
Komentar
Posting Komentar