LAPORAN
EXPERIMENT FISIKA II
(HUKUM
OHM DAN HAMBATAN JENIS KAWAT)
OLEH:
HUSRAN
1212441009
ICP
OF PHYSICS
JURUSAN
FISIKA
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR
TAHUN
AJARAN 2015/2016
BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Percobaan hukum Ohm dan hambatan jenis kawat
merupakan salah satu percobaan yang sangat sederhana dimana percobaan ini
menggunakan alat dan bahan seperti: Power supply, Basic meter, Kabel
penghubung, dan papan rangkaian kawat penghantar. Percobaan ini bertujuan untuk
menemukan suatu hubungan antara variabel, salah satunya yaitu hubungan antara
luas penampang kawat dengan hambatan kawat. Secara teori, hubungan antara luas
penampang dengan hambatan kawat penghantar adalah berbanding terbalik.
B.
Rumusan Masalah
Adapun rumusan
masalah untuk percobaan ini, yaitu:
1.
Bagaimana
hubungan antara luas penampang, panjang kawat dan hambatan jenis kawat dengan
arus listrik dan beda potensial ?
2.
Bagaimana
menentukan hambatan kawat penghantar ?
3.
Variabel
apa saja yang berpengaruh dalam hukum Ohm ?
C. Tujuan
1.
Memahami
hubungan luas penampang, panjang kawat, dan hambatan jenis kawat dengan arus
listrik dan beda potensial.
2.
Menentukan
hambatan kawat penghantar.
3.
Memahami
hukum Ohm.
BAB
II
KAJIAN
TEORI
Hukum
Ohm
Baterai menghasilkan
beda tegangan di antara kedua kutubnya. Saat saklar dinyalakan, arus listrik
mengalir melalui bola lampu sehingga menyebabkannya menyala.
1.
Hubungan
Kuat Arus dan Tegangan
George Simon Ohm (1789-1854), seorang ilmuwan
berkembangsaan Jerman, pada tahun 1826 berhasil menemukan hubungan antara
besarnya beda tegangan dengan besar kuat arus listrik yang mengalir pada suatu
rangkaian. Selanjutnya, hasil temuannya dikenal sebagai Hukum Ohm, yang dinyatakan sebagai berikut.
“Kuat
arus listrik pada suatu penghantar sebanding dengan beda potensial kedua ujung
penghantar itu”. (George Simon Ohm:1826)
Apabila beda potensial adalah Vdan kuat arus pada
penghantar adalah I, maka hukum Ohm dirumuskan dengan:
Konstanta di atas disebut sebagai hambatan R. Jadi, persamaan
diatas dapat dinyatakan:
Dimana ;
V : Beda
potensial (volt)
I : Kuat arus
listrik (A)
R : Hambatan
(Ohm).
(Bob Foster:2001)
2.
Hambatan Penghantar
Berdasarkan
hukum Ohm, hambatan suatu penghantar diperoleh dari hasil bagi antara tegangan
dengan arus listrik pada penghantar tersebut. Secara mikroskopik, nilai
hambatan suatu penghantar bergantung pada banyak faktor. Tinjaun lebih lanjut
menunjukkan bahwa
“Hambatan suatu penghantar sebanding
dengan panjang penghantar dan berbanding terbalik dengan luas penampangnya”.
Pernyataan
ini dapat dituliskan dalam persamaan:
(George Simon Ohm ; 1826 )
Untuk melengkapi persamaan diatas,
dibutuhkan sebuah konstanta yang besarnya bergantung pada jenis bahan
penghantar. Persamaan di atas dilengkapi menjadi:
(George Simon Ohm : 1826)
Dimana :
R :
hambatan penghantar (Ohm)
ρ :
hambatan jenis kawat (Ohm.m)
l :
panjang penghantar (m)
A :
luas penampang penghantar (m2)
(Zaki
Su’ud:2011)
3.
Rangkaian Penghantar
Dalam rangkaian
listrik, beberapa hambatan atau komponen-komponen listrik lainnya dapat
dirangkai secara seri, paralel, atau gabungan seri dengan paralel.
a.
Rangkaian Seri
“Hambatan
yang disusun seri dapat diganti dengan sebuah hambatan pengganti yang nilainya
merupakan jumlah nilai hambatan-hambatan tersebut”. (George Simon Ohm)
Kuat arus
adalah I, karena tidak ada percabangan di ketiga hambatan maka kuat arus pada
ketiga hambatan sama besar I. Berdasarkan hukum Ohm,
Maka diperoleh:
(George Simon Ohm:1826)
(Zaki Su’ud:2011)
b.
Rangkaian Paralel
“Kuat arus masing-masing hambatan
yang dirangkai secara paralel berbanding terbalik dengan masing-masing
hambatan”. (Gustav Kirchhhoff:1872)
Pernyataan
diatas dapat dituliskan dalam persamaan :
Jika Rp menyatakan nilai
hambatan yang setara dengan ketiga rangkaian hambatan paralel, maka :
(Zaki Su’ud:2011)
BAB III
METODE PERCOBAAN
A. Alat
dan Bahan
1.
1
set pengukuran hambatan kawat.
2.
Power
Supply AC
3.
Basicmeter
2 buah
4.
Kabel
penghubung.
B. Definition
Operational Variabel
1.
Aktivitas
1
a.
Variabel
konstan : luas penampang (A)
b.
Variabel
diubah-ubah : beda potensial (V)
c.
Variabel
respon : arus listrik (I)
2.
Aktivitas
2
a.
Variabel
konstan : panjang kawa (l)
b.
Variabel
diubah-ubah : beda potensial (V)
c.
Variabel
respon : arus listrik (I)
3.
Aktivitas
3
a.
Variabel
konstan : jenis kawat (roh)
b.
Variabel
diubah-ubah : beda potensial (V)
c.
Variabel
respon : arus listrik (I)
C. Langkah
Kerja
Kegiatan
1. Pengaruh luas penampang
kawat (A) terhadap kuat arus (I) dan beda potensial(V).
1.
Pastikan
semua alat dalam kondisi baik.
2.
Pastikan
rangkaian alat terhubung dengan benar satu sama lain sebelum menyalakan.
3.
Hubungkan
secara seri antara kawat penghantar dengan amperemeter dan secara paralel
antara kawat penghantar dengan voltmeter.
4.
Ambil
3 jenis kawat dengan luas penampang atau diameter yang berbeda-beda. Seperti :
1 mm, 0,7 mm, dan 0,5 mm.
5.
Atur
tegangan dengan rentang 5 volt sampai 5 data. Seperti : 5 volt, 10 volt, 15
volt, 20 volt dan 25 volt.
6.
Amati
nilai yang terukur pada amperemeter.
7.
Catat
hasilnya dalam tabel pengamatan.
|
No.
|
Konstanta 1 mm
|
Konstanta 0,7 mm
|
Konstanta 0,5mm
|
|||
|
V
|
I
|
V
|
I
|
V
|
I
|
|
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
|
|
8.
Buatlah
grafik hubungan antara tegangan dengan kuat arus kemudian tentukan nilai
hambatannya dan hubungkan dengan luas penampang kawat.
Kegiatan 2. Pengaruh panjang kawat penghantar (L) terhadap kuat
arus (I) dan beda potensial (V).
1.
Lakukan
kembali langkah kerja poin 1-3 pada kegiatan pertama.
2.
Ambil
jenis kawat penghantar konstanta 0,7mm dengan panjang 2 meter.
3.
Atur
tegangan dengan rentang 5 volt sampai 5 data. Seperti : 5 volt, 10 volt, 15
volt, 20 volt dan 25 volt.
4.
Amati
dan catatlah nilai kuat arus yang terukur pada amperemeter. Kemudian catat
hasilnya dalam tabel pengamatan.
|
No.
|
Konstanta 0.7 mm
|
|
|
V
|
i
|
|
|
1
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
|
4
|
|
|
|
5
|
|
|
5.
Buatlah
grafik hubungan antara beda potensial (V) dengan kuat arus (I) pada pengaruh
panjang kawat penghantar (l)
Kegiatan 3. Pengaruh hambatan jenis kawat (ρ)
terhadap kuat arus (I) dengan beda potensial (V)
1. Ulangi langkah kerja poin 1-3 pada
kegiatan pertama.
2. Ambil kawat penghantar missing 0.5 untuk
hambatan jenis kawat.
3. Atur tegangan dengan rentang 5 volt pada
voltmetrer sampai 3 data. Seperti : 5 volt, 10 volt dan 15 volt.
4. Amati dan catatlah nilai kuat arus yang
terukur pada amperemeter dalam tabel pengamatan.
|
No.
|
Missing 0,5
|
|
|
V
|
I
|
|
|
1
|
|
|
|
2
|
|
|
|
3
|
|
|
5. Buatlah grafik hubungan antara beda
potensial (V) dan kuat arus (I) dengan pengaruh hambatan jenis kawat (ρ).
BAB IV
ANALISIS
DATA
Hasil Pengamatan
Kegiatan 1
Pengaruh luas penampang kawat (A) terhadap kuat arus (I) dan
beda potensial (V).
|
No.
|
Konstanta 1 mm
|
Konstanta 0,7 mm
|
Konstanta 0,5mm
|
|||
|
V
|
I
|
V
|
I
|
V
|
I
|
|
|
1
|
|5±0,01|
|
|8,5±0,01|
|
|5±0,01|
|
|2±0,01|
|
|5±0,01|
|
|5±0,01|
|
|
2
|
|10±0,01|
|
|15±0,01|
|
|10±0,01|
|
|4±0,01|
|
|10±0,01|
|
|8±0,01|
|
|
3
|
|15±0,01|
|
|23,5±0,01|
|
|15±0,01|
|
|6±0,01|
|
|15±0,01|
|
|12,5±0,01|
|
|
4
|
|20±0,01|
|
|31±0,01|
|
|20±0,01|
|
|8±0,01|
|
|20±0,01|
|
|15,5±0,01|
|
|
5
|
|25±0,01|
|
|38±0,01|
|
|25±0,01|
|
|10±0,01|
|
|25±0,01|
|
|20±0,01|
|
Kegiatan 2
L = 2 m
Pengaruh panjang kawat (L) terhadap kuat arus (I) dan beda
potensial (V).
|
No.
|
Konstanta
0,7 mm
|
|
|
V
|
I
|
|
|
1
|
|5±0,01|
|
|2±0,01|
|
|
2
|
|10±0,01|
|
|4±0,01|
|
|
3
|
|15±0,01|
|
|6±0,01|
|
|
4
|
|20±0,01|
|
|8±0,01|
|
|
5
|
|25±0,01|
|
|10±0,01|
|
Kegiatan 3
Pengaruh hambatan jenis kawat (ρ) terhadap kuat arus (I) dan
beda potensial (V).
|
No.
|
Missing
0,5
|
|
|
V
|
I
|
|
|
1
|
|5±0,01|
|
|18±0,01|
|
|
2
|
|10±0,01|
|
|30±0,01|
|
|
3
|
|15±0,01|
|
|43±0,01|
|
1. Analisis Grafik
Kegiatan 1
|
A3
|
|
A2
|
|
A1
|
Grafik
1. Hubungan antara luas penampang kawat (A) dengan kuat arus (I) dan beda
potensial (V).
Untuk luas penampang kawat pertama (A1)
Untuk luas penampang kawat kedua (A2)
Untuk luas
penampang kawat ketiga (A3)
Tabel hubungan antara luas penampang
(A) dengan hambatan (R)
|
No.
|
A (m2)
|
R (Ω)
|
|
1
|
0,785x10-6
|
0,67
|
|
2
|
0,3847x10-6
|
1,33
|
|
3
|
0,19625x10-6
|
2,50
|
Berdasarkan data pada tabel dapat dinyatakan bahwa luas
penampang kawat berbanding terbalik dengan hambatan kawat. Artinya bahwa
semakin sempit luas penampang kawat maka semakin besar hambatan kawat.
Grafik hubungan antara luas
penampang kawat (A) dengan hambatan kawat (R)
Kegiatan
2
Grafik
2. Hubungan antara panjang kawat (L) dengan kuat arus (I) dan beda potensial
(V).
Untuk panjang kawat (L) = 2 m
Sehingga , R~l
Aktivitas 3
Grafik
3. Hubungan antara hambatan jenis kawat (ρ)
dengan kuat arus (I) dan beda potensial (V).
Pada pengaruh hambatan jenis kawat (ρ)
Sehingga, R~ρ
Oleh karena itu, hubungan antara hambatan kawat
penghantar dengan luas penampang, panjang kawat penghantar dan hambatan jenis
kawat penghantar dengan kuat arus dan beda potensial dapat dinyatakan dalam
persamaan:
BAB
V
PENUTUP
A. Pembahasan
Percobaan ini memiliki tiga tujuan yang saling
mendukung untuk menemukan sekaligus membuktikan suatu persamaan
dengan memperhatikan beberapa faktor seperti
luas penampang kawat penghantar, panjang kawat penghantar dan hambatan jenis
kawat penghantar melalui basicmeter. Dari hasil percobaan dan analisisnya,
dapat dinyatakan bahwa luas penampang kawat penghantar berbanding terbalik dengan
hambatan kawat penghantar. Selanjutnya, hubungan antara hambatan kawat
penghantar berbanding lurus dengan panjang kawat penghantar begitu pula dengan
hubungan antara hambatan kawat penghantar dengan hambatan jenis penghantar dengan derajat kebenaran sebesar 99.8%. Oleh
karena itu, percobaan ini dapat dinyatakan berhasil.
B. Kesimpulan
Berdasarkan
hasil percobaan dan analisisnya, dapat disimpulkan bahwa :
1.
Hubungan
antara hambatan kawat penghantar berbanding terbalik dengan luas penampang
kawat penghantar dan berbanding lurus dengan panjang kawat penghantar juga
hambatan jenis kawat penghantar melaui kuat arus dan beda potensial.
2.
Untuk
menentukan hambatan kawat penghantar dapat ditentukan dengan menggunakan
persamaan
melalui
analisis grafik.
3.
Hambatan
suatu penghantar diperoleh dari hasil bagi antara tegangan dengan arus listrik
pada penghantar tersebut dimana nilai hambatan suatu penghantar bergantung pada
banyak faktor.
DAFTAR PUSTAKA
Foster, M. D. (2001). FISIKA Terpadu SMA
Kelas 3 Semester II. Bandung: Erlangga.
Su'ud, P. D., Bahar, D. K., & Khotimah,
D. S. (2011). PHYSICS Bringing Science to Your Life SMA/MA. Jakarta:
Erlangga.
