Latar Belakang
Apabila suatu penghantar diberikan potensial yang berbeda diantara kedua ujungnya, maka dalam penghantar itu akan timbul arus listrik. Hukum Ohm menjelaskan hubungan antara tegangan listrik dengan kuat arus listrik. Orang yang pertama kali menyatakan hubungan antara tegangan dengan kuat arus listrik adalah George Simon Ohm. Pada praktikum kali ini akan dilakukan 4 kegiatan. Yaitu menduga nilai hambatan dalam rangkaian seri, menduga besar panas disipasi pada hambatan berangkaian seri, menduga nilai hambatan dari rangkaian paralel, dan menduga bebas panas disipasi pada hambatan berangkaian paralel. Pada kegiatan menduga nilai hambatan dalam, pertama yang dilakukan adalah men yusun alat seperti yang telah ditunjukkan pada gambar, naikkan tegangan secara bertahap, catat besar tegangan dan arus setiap terjadi perubahan. Panas disipasi dapat dihitung dengan merangkai komponen yang dilakukan pertama kali adalah rangkaian disusun seperti pada gambar yang ada. Tegangan pada sumber berada pada posisi maksimum lalu cata nilai tegangan (V) dan kuat arusnya (I). Hukum Ohm dalam kehidupan sehari-hari sudah sering dijumpai. Seperti pada penggunaan alatalat listrik seperti lampu, TV, dan kulkas juga alat e lektrik lainnya yang harus disesuaikan dengan tegangan. Hukum Ohm memberikan informasi mengenai kuat arus atau tegangan suatu alat listrik. Bila alat listrik diberi tegangan listrik yang lebih kecil dari seharusnya, arus akan mengecil sehingga alat itu tidak bekerja normal (misalnya lampu akan redup). 1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan dengan latar belakang di atas, maka dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut : 1. 2. 3. 4.
Bagaimana hubungan antara tegangan dan kuat arus pada rangkaian seri dan paralel? Bagaimanakah perbedaan nilai hambatan antara rangkaian seri dan paralel? Bagaimana pengaruhnya jika posisi Voltmeter (V) dan Amperemeter (A) dipindah? Bagaimana hubungan Voltmeter dan Amperemeter pada rangkaian seri dan paralel?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dalam praktikum ini yang mengacu pada rumusan masalah antara lain : 1. Untuk mengetahui hubungan antara tegangan dan kuat arus pada rangkaian seri dan paralel. 2. Untuk mengetahui perbedaan nilai hambatan pada rangkaian seri dan paralel. 3. Untuk mengetahui pengaruh jika Voltmeter dan Amperemeter dipindah. 4. Untuk mengetahui hubungan Voltmeter dan Amperemeter pada rangkaian seri dan paralel.
1.4 Manfaat
Hukum Ohm dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Seperti pada penggunaan alat-alat listrik yang ada di rumah, misalnya lampu, TV, dan kulkas. Benda-benda tersebut harus disesuaikan dengan tegangannya. Karena bila benda tadi diberi tegangan yang lebih kecil dari seharusnya, arus akan mengecil sehingga alat tersebut tidak bekerja secara normal (misalnya lampu akan mengecil). BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Hukum Ohm menjelaskan hubungan antara tegangan listrik dengan kuat arus listrik (Purwoko, 2007). Bunyi Hukum Ohm : “Tegangan (V) pada hambatan yang memenuhi Hukum Ohm berbanding lurus terhadap kuat arus (I) untuk suhu yang konstan (Sunaryono, 2010). Perbandingan beda potensial dan kuat arus listrik selalu tetap atau konstan. Semakin besar beda potensial listrik, semakin besar pula kuat arus yang megalir. Besarnya kuat arus listrik listrik sebanding dengan beda potensial listrik. Dari beberapa pernyataan di atas, dapat dibuat persamaan sebagai berikut : . . . (2.1) Dengan C adalah kosntanta yang merupakan sebuah hambatan suatu pengahantar yang disimbolkan dengan hrurf R. Hukum Ohm dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut : atau . . . (2.2) Nilai hambatan suatu pengahantar dipengaruhi oleh panjang kawat, diameter kawat dan jeis kawat. Semakin penjang suatu kawat, nilai hambatan kawat makin besar. Semakin besar diameter kawat, nilai hambatan kawat makin kecil. Jika jenis kawat tidak sama, maka hambatan juga tidak sama (Purwoko, 2007). Jadi besar hambatan dirumuskan sebagai berikut : . . . (2.3) Dengan R sebagai hambatan, ρ adalah hambat jenis, l panjang kawat dan A luas penampang kawat.
1.4 Manfaat
Hukum Ohm dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Seperti pada penggunaan alat-alat listrik yang ada di rumah, misalnya lampu, TV, dan kulkas. Benda-benda tersebut harus disesuaikan dengan tegangannya. Karena bila benda tadi diberi tegangan yang lebih kecil dari seharusnya, arus akan mengecil sehingga alat tersebut tidak bekerja secara normal (misalnya lampu akan mengecil). BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
Hukum Ohm menjelaskan hubungan antara tegangan listrik dengan kuat arus listrik (Purwoko, 2007). Bunyi Hukum Ohm : “Tegangan (V) pada hambatan yang memenuhi Hukum Ohm berbanding lurus terhadap kuat arus (I) untuk suhu yang konstan (Sunaryono, 2010). Perbandingan beda potensial dan kuat arus listrik selalu tetap atau konstan. Semakin besar beda potensial listrik, semakin besar pula kuat arus yang megalir. Besarnya kuat arus listrik listrik sebanding dengan beda potensial listrik. Dari beberapa pernyataan di atas, dapat dibuat persamaan sebagai berikut : . . . (2.1) Dengan C adalah kosntanta yang merupakan sebuah hambatan suatu pengahantar yang disimbolkan dengan hrurf R. Hukum Ohm dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut : atau . . . (2.2) Nilai hambatan suatu pengahantar dipengaruhi oleh panjang kawat, diameter kawat dan jeis kawat. Semakin penjang suatu kawat, nilai hambatan kawat makin besar. Semakin besar diameter kawat, nilai hambatan kawat makin kecil. Jika jenis kawat tidak sama, maka hambatan juga tidak sama (Purwoko, 2007). Jadi besar hambatan dirumuskan sebagai berikut : . . . (2.3) Dengan R sebagai hambatan, ρ adalah hambat jenis, l panjang kawat dan A luas penampang kawat.
Pada percobaan a, b, c, dan d digunakan hambatan yang samakarena untuk membandingkan nilai dari masing-masing percobaan harus menggunakan kontrol atau pembanding yang sejenis (sama). Hambatan pengganti rangkaian seri : . . . (2.4) Sedangkan hambatan pengganti pada rangkaian paralel adalah : . . . (2.5) Hambatan listrik masih ada hubungannya dengan suhu atau temperatur. Karena kawat listrik sangat memungkinkan mengalami perubahan suhu. Persamaan perubahan hambatan kawat terhadap perubahan suhu kawat dituliskan sebagai berikut : Dengan adalah hambatan kawat pada To C, adalah koefisien muai bahan konduktor, adalah hambatan kawat awal. Serta adalah selisih suhu (Sunaryono, 2010). NTC dan PTC adalah sebuah thermistor. Termistor adalah salah satu jenis yang mempunyai koefisien temperature yang sangat tinggi. Fungsi utama dari komponen ini dalam suatu rangkaian elektronik adalah untuk mengubah nilai resistansi karena adanya perubahan temperature dalam rangkaian tersebut. Karakteristrik yang demikian ini memungkinkan kita untuk dapat mengatasi beberapa masalah yang sederhana, seperti yang berkaitan dengan sensor temperature, kompensasi temperature atau masalah system pengaturan yang lain. Thermistor ada 2, yaitu NTC (Negative Temperature Coefficient) dan PTC (Positive Temperature Coefficient). NTC sebagaimana namanya adalah resistor yang mempunyai koefisien temperatur negative yang sangat tinggi. Th ermistor jenis ini dibuat dari oksida logam yang terdapat dalam golongan transisi. Oksida-oksida ini sebenarnya mempunyai resistansi yang tinggi tetapi dapat diubah menjadi bahan semikonduktor. Sedangkan thermistor PTC adalah resistor dengan koefisien temperatur positif yang sangat tinggi. Dalam beberapa h al thermistor PTC berbeda dengan NTC antara lain : koefisien temperatur dari thermistor PTC bernilai positif hanya dalam interval temperatur tertentu, pada umumnya, harga mutlak dari koefisien temperatur PTC jauh lebih besar daripada thermistor NTC (Soeprijanto, 20 12). Amperemeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Pemakaian alat ukur ini dihubungkan ke dalam rangkaian sehingga terhubung seri dengan komponen yang akan dihitung kuat arusnya. Voltmeter merupakan alat ukur beda potensial ant ara 2 titik. Pemakaian alat voltmeter dipasang paralel dengan komponen yang akan diukur beda p otensialnya (Sunaryono, 2010). Arus listrik (I) yang mengalir melalui resistor (R) akan menyebabkan da ya yang dikiim baterai hilang dalam bentuk panas ini disebut daya disipasi (Soeprijanto, 2012).
BAB 3. METODE PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang akan digunakan dalam praktikum ini antara lain : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Catu daya DC berfungsi mengstabilkan arus listrik atau power supply. Voltmeter DC berfungsi untuk mengukur tegangan. Amperemeter DC berfungsi untuk mengukur kuat arus. R 100Ω/5W, 100Ω/5W berfungsi sebagai hambatan hambatan yang akan diukur. Connector berfungsi menghubungkan komponen. Kabel-kabel berfungsi untuk menyambungkan komponen-komponen. Stopwatch berfungsi untuk mengukur waktu.
3.2 Design
A Adapun design alat yang akan digunakan adalah : V
V
V
(b)
3.2.1 Gambar Design Percobaan Rangkaian Seri A A (Petunjuk Praktikum Fisika Dasar : 2013)
V V
3.2.2 Gambar Design Percobaan Rangkaian Paralel (Petunjuk Praktikum Fisika Dasar : 2013)
3.3 Langkah Kerja
Sebelum ada perintah dari asisten, tidak diperkenankan mmenghubungkan rangkaian dengan sumber arus. Untuk percobaan A, B, C dan D harus menggunakan nilai hambatan yang sama. 3.3.1 Menduga Nilai Hambatan Dalam Rangkaian Seri 1. Rangkaian listrik disusun seperti gambar. 2. Tegangan dinaikkan dari tegangan minimum sampai dengan tegangan maksimum secara bertahap pada sumber tegangan untuk mengatur besar arus yang diluar. 3. Besar tegangan dan kuat arus listrik pada vo ltmeter dan amperemeter dicatat setiap ada perubahan, sehigga didapatkan minimal 5 pasang data tegangan dan arusnya (Usahakan meminimalkan interval waktu pengamatan untuk memenuhi asumsi bahwa nilai hambatan yang diukur adalah konstan). 4. Percobaan seperti di atas diulangi untuk gambar 3.2.1 (b), dengan memakai hambatan yang sama. 3.3.2 Menduga Besar Panas Disipasi pada Hambatan Berangkaian Seri 1. Rangkaian disusun seperti pada gambar 3.2.1 (b). 2. Tegangan listrik pada sumber tegangan berada pada posisi maksimum. 3. Nilai tegangan (V) dan arus listrik (I) pada Voltmeter dan Amperemeter dicatat setiap interval 2 menit, sehingga didapat 5 pasang data pengamatan. 3.3.3 Menduga Nilai Hambatan Dalam Rangkaian Paralel 1. Rangkaian listrik disusun seperti gambar 3.2.2 (a) dengan tetap memakai hambatan yang sama seperti percobaan 3.3.1. 2. selanjutnya dilakukan prosedur (2) dan (3) seperti pada percobaan 3.3.1. 3. Percobaan diulangi untuk gambar 3.2.2 (b), dengan tetap memakai hambatan yang sama, hanya mengubah posisi Voltmeter dan Amperemeter. 3.3.4 Menduga Bebas Panas Disipasi pada Hmabatan Berangkaian Paralel 1. Rangkaian disusun seperti gambar 3.2.2 (b) 2. Selanjutnya dilakukan prosedur seperti pada percobaan 3.3.2.
3.4 Analisis Data
Analisis data yang digunakan dalam percobaan ini antara lain : Besar kuat medan adalah : . . . (3.4.1) Karena , maka . . . (3.4.2) Sehingga :
. . . (3.4.3)
Dan persamaan tersebut dapat ditulis sebagai : . . . (3.4.4) Sedangkan untuk mencari daya, persamaannya adalah : , atau . . . (3.4.5) Untuk mencari hambatan digunakan : . . . (3.4.6) . . .(3.4.7) Sedang untuk ralat digunakan : Untuk mencari ∆R menggunakan :
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Setelah kegiatan praktikum dilakukan, didapat hasil sebagai berikut : 1. Menduga Nilai Hambatan Dalam Rangkaian Seri Percobaan
I
V
R (Ω)
∆R
I (%)
K (%)
AP
1
28 mA
7,5 V
267,8
110,15
41,13
58,87
1
2
23 mA
5,5 V
239,13
110,19
46,08
53,92
1
3
20 mA
3,5 V
175
110,18
62,96
37,04
1
4
10 mA
1V
100
10,18
10,18
89,82
2
5
9 mA
0,5 V
55,55
11
19,8
80,2
2
1. Menduga Besar Panas Disipasi pada Hambatan Berangkaian Seri. Percobaan
I
V
R (Ω)
∆R
I (%)
K (%)
AP
1
8 mA
6,5 V
62,5
18,5
29,16
70,84
1
2
12 mA
2,25 V
187,5
63,65
33,95
66,05
1
3
16 mA
4,5 V
281,85
35,8
12,7
87,3
1
4
20 mA
7,25 V
362,5
229,1
63,21
36,76
1
5
24 mA
9,5 V
395,8
159,2
40,21
59,8
1
1. Menduga Nilai Hambatan Dalam Rangkaian Paralel Percobaan
I
V
R (Ω)
∆R
I (%)
K (%)
AP
1
64 mA
4V
62,5
17,17
27,48
72,52
2
2
48 mA
3,25 V
67,7
17,2
25,37
74,63
2
3
22 mA
2V
90,9
24,9
27,48
72,52
2
4
26 mA
1,5 V
57,7
17,18
29,77
70,23
2
5
20 mA
0,5 V
25
17,18
68,72
31,28
1
1. Menduga Nilai Panas Disipasi pada Hambatan Berangkaian Paralel Percobaan
I
V
R (Ω)
∆R
I (%)
K (%)
AP
1
8 mA
0,75 V
93,75
50,12
53,47
46,53
1
2
27 mA
4,5 V
166,67
44
26,4
73,6
1
3
44 mA
7,2 V
163,6
16,55
10,12
89,88
1
4
64 mA
9,4 V
146,8
78,3
53,33
46,67
1
5
72 mA
10,75 V
149,3
62,05
41,56
58,44
1
4.2 Pembahasan Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan pada praktikum kali ini dapat diketahui bahwa nilai hambatan pada rangkaian seri lebih besar daripada nilai hambatan pada rangkaian paralel. Seperti yang telah terlihat pada tabel A dan B pada hasil praktikum. Perbedaan atau selisih nilainya mencapai setengahnya. Misalnya pada tabel terlihat dipercobaan kelima besar tegangan sama-sama sebesar 0,5 V tetapi kuat arusnya berbeda. Pada rangkaian seri kuat arusnya 9 mA sedangkan pada rangkaian paralel 24 mA. Hal inilah yang menyebabkan perbedaan nilai hambatan pada keduanya. Hubungan antara tegangan dan kuat arus berbanding lurus. Seperti yang terlihat pada tabel hasil percobaan, jika tegangan bertambah maka kuat arus juga bertambah. Baik itupada rangkaian seri maupun pada rangkaian paralel, walaupun ada yang pertambahannya hanya sedikit sekali. Terlihat pada tabel A, pada percobaan 4 tegangan 1 V dan kuat arusnya 10 mA dan dengan tegangan 0,5 V kuat arusnya 9 mA. Pada percobaan A dan B, posisi Voltmeter dan Amperemeter dipindah, hal ini menyebabkan adanya perbedaan kuat arus walaupun tegangannya sama. Kuat arus setelah Amperemeter dan Voltmeter dipindah menjadi lebih kecil. Seperti terlihat pada percobaan A, ketika tegangannya0,5 V maka kuat arusnya 9 mA. Sedangkan pada percobaan B, ketika diberi tegangan yang sama yaitu 0,5 V, kuat arus menunjukkan 8 mA. Hal ini kemudian menyebabkan perbedaan nilai hambatan pada kedua percobaan tersebut. Pada percobaan B, ketika posisi telah dipindah, hambatannya menjadi lebih besar. Pada percobaan A, terjadi perubahan pada Voltmeter dan Amperemeter setiap interval waktu tertentu. Karena disebabkan oleh catu daya yang diubah atau diganti nilainya. Hal itulah yang menyebabkan perubahan pada Voltmeter dan Amperemeter. Tidak hanya pada percobaan A, tetapi juga percobaan lainnya yaitu B, C dan D yang juga mengalami perubahan Voltmeter dan Amperemeter.
BAB 5. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari hasil praktikum ini, antara lain : 1. Nilai hambatan pada rangkaian seri lebih besar daripada rangkaian paralel. 2. Hubungan antara tegangan dan kuat arus berbanding lurus, jika tegangan bertambah, maka kuat arus bertambah. 3. Jika posisi amperemeter dan Voltmeter dan Amperemeter dipindah, maka akan memberikan nilai kuat arus yang berbeda, hingga nilai hambatannya juga berbeda. 4. Hubungan antara Voltmeter dan Amperemeter pada rangkaian seri memberikan kuat arus yang lebih besar daripada rangkaian paralel.
5.2 Saran
Praktikum pada acara ini telah berjalan dengan lancar walaupun terdapat kendala pada awalnya di mana Amperemeter tidak menunjukan jarum yang benar. Tetapi akhirnya alat tersebut dapat digunakan kembali. Saran terhadap praktikan untuk bisa lebih mempelajari apa yang akan dipraktikumkan.
DAFTAR PUSTAKA
Purwandari, E. 2013. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar . Jember : Universitas Jember. Purwoko dan Fendi. 2007. Fisika SMA / MA Kelas X . Jakarta : Yudhistira. Soeprijanto, T. 2012. Fisika SMA / MA Kelas X Semester 1. Malang : Universitas Negeri Malang. Sunaryono dan Ahmad Taufiq. 2010. Super Tips dan Trik Fisika SMA. Jakarta : KAWAHmedia.
HAMBATAN JENIS KAWAT ABSTRAK Percobaan tentang hambatan jenis kawat bertujuan untuk menentukan hambatan jenis kawat. Metode yang kami gunakan pertama kali adalah menghubungkan kawat nikelin dan untuk menentukan panjang kawat kami menggeser salah satu kutub voltmeter dengan jarak tertentu kemudian kami memperoleh data dengan jarak sepuluh data dan mencatat skala pada voltmeter pada setiap jarak dan dengan cara yang sama kami mengganti kawat nikelin dengan diameter yang berbeda dan dengan cara yang sama pula kami mengganti kawat nikelin dengan kawat tembaga dengan diameter yang berbeda sehingga kami memperoleh data sebanyak empat puluh. Dalam percobaan hasilnya tidak sesuai dengan teoritis karena disebabkan oleh kurang teliti dalam membaca skala alat dan kurang rata dalam menghilangkan lapisan tembaga.baterai sebagai sumber tegangan diantara amperemeter dan tahanan geser kemudian menghubungkan tahanan geser ke kiri kawat dan amperemeter kekanan kawat kemudian menghubungkan voltmeter kekedua ujung
I. LATAR BELAKANG Adanya hambatan di sebuah kawat yang berarus dapat diselidiki dengan percobaan hambatan jenis kawat. Arus yang dihasilkan oleh baterai dialirkan pada kawat penghantar, besarnya arus dapat dibaca pada amperemeter, kuat arus dapat diatur dengan tahanan geser dan pada besarnya tegangan dapat dibaca menggunakan voltmeter. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menentukan hambatan jenis kawat. Rumusan masalah dari praktikum ini adalah “Bagaimana cara mengukur hambatan jenis kawat dengan berbagai bahan pada panjang dan diameter yang berbeda ?” . Dari rumusan masalah itu, rancangan penyalesaian masalah kami adalah untuk menentukan hambatan jenis kawat di dapat dari hambatan kawat dikalikan dengan luas permukaan kawat kemudian dibagi dengan panjang kawat. Dimana hambatan kawat itu di peroleh dari tegangan dibagi kuat arus.
II.
DASAR TEORI Jika semakin panjang sebuah kawat penghantar, maka makin besar hambatannya, hal ini juga bergatung pada jenis kawat atau bahan kawat. Hambatan jenis dan panjang kawat berbanding lurus, sedangkan berbanding terbalik dengan luas penampang maka secara matematis dapat ditukiskan:
R=ρ
Dimana: R =Hambatan kawat (Ω) ρ = Hambatan jenis (Ωm) =Panjang kawat (m) A = Luas penmapang (m²) Nilai hambatan suatu penghantar tidak bergantung pada beda potensial. Beda potensial hanya dapat mengubah kuat arus yang melalui penghantar. Jika penghantar yang dilalui kuat arus
panjang maka arus tersebut akan berkurang. Hal itu disebabkan oleh diperlikan energi yang besar untuk mengalirkan arus listrik tersebut, dalam keadaan ini te gangan listrik turun. Tabel Hambatan Jenis Bahan Pada Suhu 20oC. Bahan Hambatan Jenis (Ωm) Konduktor Perak 1,59 x 10-8 Tembaga 2,68 x 10-8 Emas 2,44 x 10-8 Aluminium 2,64 x 10-8 Besi 9,71 x 10-8 Semi Konduktor Karbon (3-60) x 10-5 Germanium (1-500) x 10-5 Isolator Kaca 109 - 1012 Karet padat 1013- 1015 III. METODE PERCOBAAN 1. Alat dan Bahan: a. Kawat Nikelin b. Kawat Tembaga c. Avometer d. Tahanan Geser e. Baterai f. Micrometer Sekrup g. Penjepit Buaya
2.
Rancangan Percobaan:
S R TG Gambar: Rangkaian percobaan hambatan jenis kawat Dengan: V = Voltmeter A =Amperemeter R TG =Tahanan Geser S =Saklar
B-C=Panjang Kawat Variabel Manipulasi :Panjang kawat wat yang dipakai menggunakan panjang yang berbeda – beda. Vaiabel Kontrol :jenis kawat, diameter kawat, kuat arus kawat yang digunakan pada percobaan menggunakan diameter dan jenis kawat yang sama dan menggunakan kuat arus yang sama. Variabel Respon : Beda potensial : Penunjukan skala pada voltmeter pada panjang kawat tertentu.
IV. Data dan Analisis
Jenis Kawat
Nikelin
Diameter
Nomor Percobaan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Volt (V)
Panjang Kawat (l 1) mm 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
I
3.Variabel Percobaan 4.
Langkah Kerja Merangkai alat pada gambar, menentukan kuat arus tertentu dan kemudian mengamati penunjukan arus dan tegangan untuk kawat dengan panjang tertentu (L tertentu; L = Jarak BC). Kemudian menggeser C, sehingga memperoleh jarak yang berbeda dengan jumlah data sebanyak 10 data untuk Nikelin yang berdiameter kecil. Kemudian mengganti kawat Nikelin yang berdiameter berbeda, dengan perlakuan yang sama diperoleh 10 data untuk Nikelin (kawat) yang diameternya berbeda. Dengan langkah-langkah yang sama kami mengganti kawat Nikelin dengan kawat tembaga.
Kawat (d 0,01) mm
0,19
0,27
(mV) 161,6 313,1 492,0 651,0 822,0 988,0 1175,0 1325,0 1492,0 1661,0 72,0 147,5 222,1 292,0 369,2 445,0 519,0 594,0 667,0 742,0
(Ampere) mA
75
75
Tabel data pada hambatan jenis kawat Nikelin
Jenis Kawat
Tembaga
Nomor Percobaan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8
Panjang Kawat (l 1) mm 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 50 100 150 200 250 300 350 400
Diameter Kawat (d 0,01) mm
0,40
9 10 Volt (V) (mV)
0,6 1,3 1,9 2,6 3,3 4,0 4,7 5,4 6,2 6,9
450 500 I (Ampere) mA
84
0,2 0,5 0,7 0,9 1,2 1,60 1,5 84 1,7 2,0 2,3 3,5 Tabel data hambatan jenis kawat tembaga
Hambatan Hambatan Jenis Jenis / Jenis / Kawat ( mm) ( mm) -3 1,20 x 10 1,09 x 10-3 1,16 x 10-3 1,12 x 10-3 1,22 x 10-3 1,12 x 10-3 Nikelin I 1,21 x 10-3 Nikelin II 1,10 x 10-3 d = (0,19 1,22 x 10-3 d = (0,27 1,12 x 10-3 0,01) mm 1,22 x 10-3 0,01) mm 1,12 x 10-3 1,23 x 10-3 1,12 x 10-3 1,23 x 10-3 1,12 x 10-3 1,23 x 10-3 1,12 x 10-3 Jenis Kawat
Diperoleh nilai hambatan jenis data pada masing-masing jenis kawat dan diameter tertentu sebagai berikut:
1,24 x 10-3
1,12 x 10-3
Jenis Kawat
Tembaga I d = (0,40 0,01) mm
Hambatan Jenis / ( mm) 17.9 x 10-6 19.4 x 10-6 18.9 x 10-6 19.4 x 10-6 19.7 x 10-6 19.9 x 10-6 20.0 x 10-6 20.1 x 10-6 20.5 x 10-6 20.6 x 10-6
Jenis Kawat
Tembaga II d = (1,60 0,01) mm
Hambatan Jenis / ( mm) 9,5 x 10-5 11,9 x 10-5 11,2 x 10-5 10,7 x 10-5 11,5 x 10-5 11,9 x 10-5 11,6 x 10-5 11,9 x 10-5 12,2 x 10-5 11,9 x 10-5
Analisis Data Dari data yang kami peroleh pada percobaan hambatan jenis kawat dengan menggunakan persamaan yang diperoleh dari hubungan antara tahanan kawat dengan penampang hambatan jenis yaitu: V =I.R
=I.
=
dimana :
= Hambatan jenis (ohm m) V = Beda potensial (Volt) I = Kuat arus (Ampere)
A = Luas penampang (m2) = Panjang kawat (m) Dari data tersebut kami memperoleh nilai hambatan jenis kawat nikelin untuk diameter (0,19 0,01) mm sebesar (1,216 1,640) mm untuk kawat nikelin yang berdiameter (0,27 + 0,01) mm sebesar (1,115 0,840) mm. Sedangkan pada kawat tembaga yang berdiameter (0,40 0,01) mm sebesar (1,910 0,075) x 10-5 mm, untuk tembaga yang berdiameter (1,60 0,01) mm sebesar (11,430 0,609) mm x 10-5
V.
Diskusi Berdasarkan data yang kami peroleh, terjadi perbedaan dengan teoritis yang ada. Hal itu disebabkan karena kami memperoleh nilai hambatan jenis untuk diameter (0,19 0,01) mm kawat nikelin sebesar (1,216 1,640) x 10-5 mm dengan taraf ketelitian 98,66%. Untuk diameter (0,27 0,01) mm sebesar 1,115 0,840) x 10-5 mm dengan taraf ketelitian 99,25%, sedangkan untuk kawat tembaga yang berdiameter (0,40 0,01) mm sebesar (1,910 0,075) x
10-5 mm dengan taraf ketelitian 96,7% dan untuk tembaga yang berdiameter (1,60 0,01) mm hambatan jenisnya mempunyai taraf ketelitian sebesar 94,7%. Hal ini tidak sesuai dengan teoritis yang ada karena disebabkan kurang bersihnya dalam menghilangkan lapisan tembaga. Selain itu tidak lurus saat memasang kawat. VI. Kesimpulan Berdasarkan dari hasil percobaan hambatan jenis kawat yang kami lakukan dapat diambil kesimpulan bahwa nilai hambatan dari suatu kawat dengan jenis dan diameter yang berbeda, maka nilai hambatannya berbeda. Semakin panjang kawat lintasan semakin besar hambatannya. Semakin besar diameternya, maka semakin kecil hambatannya. Dimana hambatan jenis kawat berbanding lurus dengan panjang kawat dan hambatan kawat, dan berbanding terbalik dengan luas penampang suatu kawat. VII. Daftar Pustaka -Tim Fisika Dasar II, 2010/2011. Panduan Fisika Dasar II . Surabaya: Unipress Unesa. -www.duniafisika.com -Zemansky, Sears-1986, Fisika Untuk Universitas 2 Listrik Magnet . Bandung: Bina Cipta.
Posted 26th October 2014 by nashir athok
Hambatan Pada Kawat Penghantar
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam bidang kelistrikan kita mengenal adanya hambat jenis suatu kawat penghantar. Dari sanalah kita dapat menentukan mana kawat penghantar listrik yang bagus ataupun sebaliknya. Misalnya saja muncul pertanyaan, mengapa sebagian besar kawat terbuat dari tembaga? Alasannya pasti menyangkut hambat jenis berbagai jenis kawat yang memang berbeda. Dari nilai hambatan jenis tersebut juga, kita dapat menentukan mana saja yang termasuk dalam konduktor palig baik jika dihubungkan dengan hambat jenis. Kemudian, tingkat kerapatan sehingga pemakaiannya disukai banyak orang di berbagai situasi, seperti jalur transmisi, karena hambatan jenis suatu kawat juga. Kita mungkin menyangka bahwa hambatan jenis yang tebal akan lebih kecil dari yang tipis karena kawat yang lebih tebal memiliki area yang lebih luas untuk lewatnya electron. Dan mungkin kita berpikir bahwa hambatan akan lebih besar jika panjangnya lebih
besar karena aka nada lebih banyak penghalang untuk aliran electron. Dan, memang ternyata ditemukan pada eksperimen bahwa hambatan R kawat logam berbanding lurus dengan panjang L dan berbandaing terbalk dengan luas penampang lintang A. Dari latar belakang itulah kami ingin membuktikan bahwasannya pernyataan itu benar dan sesuai dengan teori.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana pengaruh jenis kawat terhadap hambat jenis kawat penghantar? 2. Bagaimana pengaruh panjang kawat terhadap hambat jenis kawat penghantar? 3. Bagaimana pengaruh diameter kawat terhadap hambat jenis kawat penghantar?
C. Hipotesis
Berdasarkan rumusan masalah di atas, dapat dibuat hipotesis sebagai berikut: 1. Jika jenis kawat yang digunakan adalah tembaga, maka hambat jenis kawat tersebut semakin kecil. 2. Jika panjang suatu kawat penghantar semakin panjang, maka hambat jenis kawat tersebut semakin kecil. 3. Jika besar diameter suatu kawat penghantar semakin besar, maka hambat jenis kawat tersebut semakin besar.
D. Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah: 1. Menyelidiki pengaruh jenis kawat terhadap hambat jenis suatu penghantar. 2. Menyelidiki panjang kawat terhadap hambat jenis suatu penghantar. 3. Menyelidiki diameter kawat terhadap hambat jenis suatu penghantar.
BAB II KAJIAN TEORI
A. Arus Listrik dalam Logam
Kita tinjau suatu kawat listrik yang bertahan karena pengaruh medan listrik dalam kawat.sehubungan dengan aliran listrik, orang menggunakan pengertian arus listrikuntuk menyatakan banyaknya muatan yang mengalir melalui suatu penampang tiap satuan waktu. Agar lebih jelas, perhatikan gambar 2.1. gambar ini melukiskan suatu kawat logam dengan medan listrik berkekuatan E di dalamnya. Walaupun di dalam logam yang mengalir ialah elektron bebas yang bermuatan negatif, sudah menjadi kebiasaan orang untuk menyatakan arah arus listrik berlawanan dengan gerak muatan negatif . Jadi arah arus searah dengan gerak muatan positif seandainya dapat bergerak.
Jelaslah arus listrik mengalir dari tempat ber-potensial tinggi ke tempat ber-potensial rendah. Kebiasaan ini sesuai dengan arah arus bila dalam medium mengalir muatan positif dan negatif seperti halnya pada arus listrik dalam elektrolit. Pada gambar. 2.1 dilukiskan dalam muatan positif dq ini memerlukan waktu untuk menyeberang penampang di P. sesuai dengan definisi arus listrik di atas, kita tuliskan arus i =
(2.1).
Dalam bab ini kita hanya membahas arus yang besarnya konstan dan arahnyapun tak berubah. Arus semacam ini disebut arus dc (direct current ). Dari persamaan (2.1) nyata bahwa satuan arus ialah Cs-1. Satuan ini disebut ampere (A). Jadi 1Cs-1 = 1 A karena muatan elektron 1,6 x 10-19, arus 1 A membawa sebanyak kira-kira 6 x 1018 elektron tiap detik. Sekarang kita perhatikan gambar 2.2. bila jumlah pembawa muatan tiap satuan volumadalah n, dan muatannya e, maka rapat muatan bebas dalam logam ialah
= n e.
Selanjutnya misalkan pada suatu tempat laju gerak rata-rata pembawa muatan adalah v, maka dalam waktu dt muatan akan bergerak sejauh v dt. Bila penampangnya A, volum yang disapu pembawa muatan dalam waktu dt adalah d V = A v dt. Jelaslah dq = sehingga arus i =
dV = (n e) A v dt,
= n e A v (2.2)
Gambar 2.2
Persamaan (2.2) menyatakan bahwa arus pada suatu titik pada kawat bergantung pada luas penampang, kita definisikan rapat arus j sebagai j = , dan dari persamaan (2.2) dapatlah kita peroleh: j = n e v (2.3) Jadi rapat arus sebanding dengan laju rata-rata pembawa muatan v.
B.
Hukum Ohm
Dalam banyak pemakaian, arus listrik yang mengalir mempunyai harga konstan. Hal ini berarti rapat arus j juga tetap, dan selanjutnya kecepatan rata-rata pembawa muatan juga tetap besarnya. Di sini serasa ada keganjilan. Dalam kawat ada medan listrik E, berarti pada pembawa muatan q bekerja gaya qE, tetapi kecepatan konstant . Bukankah ini melanggar hukum II Newton? Seharusnya pembawa muatan bergerak dipercepat. Sebetulnya di sini tak ada yang ganjil. Gaya qE bukanlah satu-satunya gaya yang bekerja pada pembawa muatan. Ada gaya lain, yaitu gaya gesekan. Pada waktu bergerak di dalam logam, pembawa muatan tidak bergerak pada satu garis lurus, tetapi selalu bertumbukan dengan atom logam. Dalam tumbukan ini terjadi perpindahan energi. Makin cepat gerak pembawa muatan makin banyak pula tumbukan yang dialami tiap satuan waktu. Secara rata-rata pembawa muatan akan terus kehilangan energi. Ini tak lain akibat hukum II Thermodinamika. Akibat tumbukan ini, pembawa muatan bergerak dengan kecepatan rata-rata tetap, dan logam menjadi panas. Pengaruh tumbukan terhadap gerak pembawa muatan dapat dinyatakan dengan gaya gesekan yang bekerja pada pembawa muatan. Persoalan ini mirip dengan gerak peluru yang jatuh di dalam gliserin, seperti pada gambar 2.3. karena gaya gesekan Stokes f sebanding dengan laju v, pada suatu saat harga f sama dengan gaya berat mg. Setelah keadaan ini tercapai, peluru bergerak dengan kecepatan konstan, yang kita sebut kecepatan akhir . Makin besar gaya berat w, makin besar pula kecepatan akhir. Mudah ditunjukkan bahwa kecepatan akhir sebanding dengan gaya berat w, atau vakhir
w.
Gambar 2.3
Marilah kita tinjau kembali gerak pembawa muatan dalam logam. Dari analogi dengan gerak peluru daam gliserin, kecepan rata-rata akhir pembawa muatan haruslah konstan dan sebanding dengan kuat medan listrik.
Akibatnya, rapat arus juga sebanding dengan kuat medan listrik E. Secara matematika ini kita tuliskan J =
E (2.4)
Hubungan ini dikenal sebagai Hukum
Ohm. Tetapan pembanding
konduktivitas listrik . Suatu bahan dengan harga konduktivitas
yang besar akan mengalirkan
arus yang besar pula untuk suatu harga kuat medan listrik E. Bahan seperti ini disebut konduktor baik .
C. Logam Berpenampang Serba Sama
Suatu kawat serba sama dialiri arus i, seperti pada gambar 2.4. Gambar 2.4
Misalkan beda potensial pada titik P dan Q adalah V, yaitu V(P) - V(Q) = V. Bila medan listrik dalam logam dapat dianggap serba sama, kuat medan listrik haruslah E=V/l . Hukum Ohm yaitu persamaan menyatakan bahwa rapat arus j = jA =
E=
V/l sehingga arus I =
A/l V (2.5)
Bila tetapan
A/l kita tuliskan 1/R , persamaan (2.5) menjadi
V = IR (2.6). Persamaan (2.6) yang menyatakan arus sebanding dengan beda potensial, ternyata berlaku dalam banyak keadaan. Hubungan ini mungkin lebih anda kenal daripada persamaan (2.4). untuk logam berpenampang serba sama R = 1/
l/A=
l/A (2.7). Tetepan
= 1/
disebut resistivitas atau hambatan jenis. Sedang besaran R disebut hambatan atau resistansi. Satuan resistansi ialah VA-1 dan disebut ohm, dan seringkali dinyatakan dengan huruf Yunani Omega, yaitu Ω. Harga hambatan yang sering digunakan ialah 1 kilo ohm = 1 k Ω = 1000 Ω dan mega ohm = 1 M Ω = 1 meg = 106 Ω. Dalam rangkaian listrik banyak digunakan resistor , yaitu suatu komponen yang dibuat agar mempunyai harga resistansi tertentu. (Sutrisno dan Tan Ik Gie: 1986)
Niliai tipikal
, yang satuannya adalah Ω m diberikan untuk berbagai bahan di kolom
hambat jenis pada Tabel 2.1. nilai-nilai tersebut sebagian bergantung pada kemurnian, perlakuan kalor, temperatur, dan faktor-faktor lainnya. Perhatikan bahwa perak memiliki hambat jenis paling rendah dan dengan demikian merupakan konduktor paling baik (walaupun mahal). Tembaga tidak jauh di bawahnya, sehingga jelas mengapa sebagian besar kawat terbuat dari tembaga. Alumunium, walaupun mempunyai hambat jenis yang lebih tinggi, kurang rapat dibanding tembaga; sehingga pemakaian tembaga lebih disukai dalam berbagai situasi, seperti jalur transmisi, karena hambtannya untuk berat yang sama lebih kecil daripada tembaga.
Tabel 2.1 Hambat Jenis dan Koefisien Temperatur (pada 20
Hambat Jenis,
Bahan
(Ω m)
Temperatur, Koefisien ( )-1
Konduktor Perak
1,59 x 10-8
0,0061
Tembaga
1,68 x 10-8
0,0068
Emas
2,44 x 10-8
0,0034
Alumunium
2,65 x 10-8
0,00429
Tungsten
5,6 x 10-8
0,0045
Besi
9,71 x 10-8
0,00651
Platina
10,6 x 10-8
0,003927
Air raksa
98 x 10-8
0,0009
Nikrom
(logam 100 x 10-8
0,0004
campuran Ni, Fe, Cr) Semikonduktor Karbon (grafit)
(3 - 60) x 10-5
-0,0005
Germanium
(1-500) x 10-3
-0,05
Silikon
0,1 – 60
-0,07
Isolator Kaca
109 - 1012
Karet padatan
1013 - 1015
(Gian Coli: )
)
Tahan jenis semua konduktor logam bertambah apabila temperatur naik. Dalam daerah temperatur yang tidak terlalu besar, tahanan jenis logam dapat diungkapkan dengan persamaan t =
20
[1 + (t – 20o)].
Di sini
20 ialah
tahanan jenisnya pada 20o dan
t tahanan
jenisnya pada temperatur toC.
Faktor disebut koefisien temperatur tahan jenis. Dalam tercantum koefisien temperatur tahanan jenis beberapa bahan. Tahanan jenis karbon (bukan logam) turun bila temperatur naik dan koefisien temperatur tahanan jenisnya negatif. Tahanan jenis logam campuran manganin praktis tidak kena pengaruh temperatur. (Francis Weston S ears dan Mark W. Zemansky: 1994)
BAB III RANCANGAN PERCOBAAN
A. Alat dan Bahan
1. Basicmeter
1 buah
2. Hambatan Geser
1 buah
3. Power supply
1 buah
4. Micrometer skrup
1 buah
5. Papan slider
1 buah
6. Kawat nikelin
seperlunya
7. Kawat tembaga
seperlunya
8. Ampelas
secukupnya
B. Rancangan Percobaan
Kawat tembaga
Micrometer Sekrup
Papan slider
Diletakkan pada papan
Power supply
Basic meter
Hambatan geser
Diran gkai secara seri Dihu bungkan menggu nakan konektor / penjepit buaya
Dihitung nilai V yang ditunjukkan oleh basic meter Diulangi lagkah yang sama untuk enis dan diameter kawat yang berbeda.
C. Variabel
Variabel kontrol : jenis rangkaian, hambatan geser Definisi operasional variabel :
Jenis Rangkaian : pada percobaan jenis rangkaian yang digunakan adalah sama yakni rangkaian seri.
Hambatan geser : kami menggunakan hambatan geser sebesar 0 pada semua percobaan. Variabel manipulasi : panjang kawat, jenis kawat, diameter kawat. Definisi operasional variabel :
Panjang kawat : pada percobaan ini panjang kawat dimanipulasi / kami buat berbeda, panjang kawat yang kami gunakan adalah 50 cm, 75 cm, dan 100 cm.
Jenis kawat : Dalam percobaan ini jenis kawat yang kami gunakan pada masing-masing percobaan dibuat berbeda yakni menggunakan kawat nikrom, kawat tembaga, dan k awat nikel.
Diameter kawat : diameter pada masing-masing kawat adalah berbeda, pada kawat tembaga kami menggunakan 2 kawat tembaga yang berbeda diameternya yakni
Variabel respon : nilai V dan I Definisi operasional variabel :
Hasil dari percobaan ini adalah nilai tegangan (V) dan (I) yang ditunjukkan oleh basicmeter.
D. Langkah Percobaan
Mengukur besar diameter kawat menggunakan micrometer sekrup.
Meletakkan kawat pada papan slider.
Merangkai alat yang digunakan secara seri, seperti basic meter, power supply, tahanan geser.
Mengamati penunjukan arus dan tegangan untuk kawat dengan panjang tertentu (100cm, 75 cm, dan 50cm).
Mengulangi langkah yang sama untuk jenis kawat yang sama namun berbeda diameter, dan jenis kawat yang berbeda.
BAB IV DATA DAN ANALISIS
A. Data
Dari percobaan, didapatkan data sebagai berikut : Tabel 4.1 Hasil Percobaan Jenis
No.
Panjang
Diameter
Tegangan
Kuat
Kawat
Perc.
Kawat
Kawat
(V±1)
Arus
(L ± 0,001) m
(D ±0,01)m
1.
1,0000
0,31
2.
Nikel
Tembaga
Nikrom
(A±1)
7
11
0,750
5
11
3.
0,500
3
11
1.
1,0000
20
9
2.
0,750
12
9
3.
0,500
8
9
1.
1,0000
9
21
2.
0,750
7
21
3.
0,500
5
21
1.
1,0000
12
5
2.
0,750
11
5
3.
0,500
8
5
1.
1,0000
18
3
2.
0,750
16
3
3.
0,500
13
3
Keterangan :
Batas skala
: 50
Nikel
: V= 1 V; I= 100 mA
Tembaga 1
: V= 100 mV; I= 1 A
Tembaga 2
: V= 1 V; I= 1 A
Nikrom
: V= 5 V; I= 1 A
Tabel 4.2 Hasil perhitungan
0,30
0,19
0,26
0,16
JENIS
NILAI HAMBATAN
KAWAT
JENISNYA
NIKELIN
48,0.10-8 45,7.10-8 41,0.10-8
TEMBAGA
1,57.10-8 1,26.10-8 1,27.10-8 1,22.10-8 1,26.10-8 1,30.10-8
NIKROM
63,6.10-8 77,8.10-8 84,9.10-8 60,2.10-8 71,4.10-8 87,0.10-8
Analisis
Dari data yang kami peroleh pada percobaan hambatan jenis kawat penghantar, nilai tegangan pada jenis kawat nikelin yang berdiameter (0,31 0,01) mm berturut-turut adalah sebesar 7 V, 5 V, dan 3 V serta nilai kuat arus adalah sebesar 11 mA dengan panjang kawat berturut-turut yakni 1 m, 75 cm, dan 50 cm. Nilai tegangan pada jenis kawat tembaga yang berdiameter (0,30 0,01) mm berturut-turut adalah sebesar 20 V, 12 V, dan 8 V serta nilai kuat arus adalah sebesar 9 mA dengan panjang kawat berturut-turut yakni 1 m, 75 cm, dan 50 cm. Nilai tegangan pada jenis kawat tembaga yang berdiameter (0,19 0,01) mm berturut-turut adalah sebesar 9 V, 7 V, dan 5 V serta nilai kuat arus adalah sebesar 21 mA dengan panjang kawat berturut-turut yakni 1 m, 75 cm, dan 50 cm. Nilai tegangan pada jenis kawat nikrom yang berdiameter (0,26 0,01) mm berturut-turut adalah sebesar 12 V, 11 V, dan 8 V serta nilai kuat arus adalah sebesar 5 mA dengan panjang kawat berturut-turut yakni 1 m, 75 cm, dan 50 cm.
Nilai tegangan pada jenis kawat nikelin yang berdiameter (0,16 0,01) mm berturut-turut adalah sebesar 18 V, 16 V, dan 13 V serta nilai kuat arus adalah sebesar 3 mA dengan panjang kawat berturut-turut yakni 1 m, 75 cm, dan 50 cm.
B. Pembahasan
Dari data tersebut kami memperoleh nilai hambatan jenis kawat nikelin yang berdiameter (0,31 0,01) mm adalah sebesar (44,9.10-8± 4,2.10-8) dengan ketidakpastian 9,45% dan taraf ketelitian 90,5%. Nilai hambatan jenis pada kawat tembaga yang berdiameter (0,30 0,01) mm dan (0,19 0,01) mm adalah sebesar (1,31.10-8 ± 0,003.10-8) dengan ketidakpastian 0,21% dan taraf ketelitian 99,7%. Nilai hambatan jenis pada kawat nikrom yang berdiameter (0,26 0,01) mm dan (0,16 0,01) mm adalah sebesar (74,15.
±19,95.10-8) dengan ketidakpastian 26,91
% dan taraf ketelitian 73,09 %. Dari percobaan, dapat dinyatakan secara teori bahwa semakin panjang l, maka nilai semakin kecil (berbanding terbalik). Dan semakin besar diameter, maka nilai
semakin besar
(berbanding lurus). Hal ini sesuai dengan hasil praktikum yang telah kami lakukan berdasarkan manipulasi panjang yakni 1 m; 0,75 m; dan 0,50 m untuk setiap diameter kawat.
BAB V PENUTUP
a. Kesimpulan
1.
Berdasarkan dari hasil percobaan hambatan jenis kawat yang kami lakukan dapat diambil kesimpulan bahwa nilai hambatan dari suatu kawat dengan jenis dan diameter yang berbeda, maka nilai hambatannya berbeda pula. Dari percobaan, dapat dinyatakan secara teori bahwa semakin panjang l, maka nilai diameter, maka nilai
2.
semakin kecil (berbanding terbalik). Dan semakin besar
semakin besar (berbanding lurus).
Jika jenis kawat yang digunakan adalah tembaga, maka hambat jenis kawat tersebut semakin kecil.
3.
Jika panjang suatu kawat penghantar semakin panjang, maka hambat jenis kawat tersebut semakin kecil.
4.
Jika besar diameter suatu kawat penghantar semakin besar, maka hambat jenis kawat tersebut semakin besar.
5. Dari data tersebut kami memperoleh nilai hambatan jenis kawat nikelin yang berdiameter (0,31 0,01) mm adalah sebesar (44,9.10-8± 4,2.10-8) dengan ketidakpastian 9,45% dan taraf ketelitian 90,5%. Nilai hambatan jenis pada kawat tembaga yang berdiameter (0,30 0,01) mm dan (0,19 0,01) mm adalah sebesar (1,31.10-8 ± 0,003.10-8) dengan ketidakpastian 0,21% dan taraf
ketelitian 99,7%. Nilai hambatan jenis pada kawat nikrom yang berdiameter (0,26 0,01) mm dan (0,16 0,01) mm adalah sebesar (74,15.
±19,95.10-8) dengan ketidakpastian 26,91 %
dan taraf ketelitian 73,09 %.
b. Saran
Sebelum percobaan, diharap praktikan mengecek kondisi alat-alat praktikum terlebih dahulu sehingga tidak mengalami kesulitan saat p raktikum. Jika ada kerusakan, segera melapor ke asisten dosen.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli. Tanpa tahun. Fisika Jilid 2. Sears, Francis Weston dan Mark W. Zemansky. 1994. Fisika untuk Universitas 2 Listrik, Magnet . Jakarta: Binacipta. Sutrisno dan Tan Ik Gie. 1986. Fisika Dasar . Bandung: ITB. Tim. 2014. Modul Praktikum Kelistrikan dan Kemagnetan. Surabaya : Unipress
Gambar 1. Konektor
Gambar 2. Papan slider
Gambar 3. Basicmeter
Gambar 4. Tahanan geser
Gambar 5. Power supply
Gambar 6. Micrometer sekrup
Gambar 8. Mengukur diameter kawat Gambar 7. Kawat tembaga
tembaga
Gambar 9. Rangkaian percobaan menghitung
Gambar 10. Rangkaian percobaan
nilai I
menghitung nilai V
Gambar 11. Mengukur diameter kawat nikrom
LAMPIRAN PERHITUNGAN NIKEL
a.
b.
Vm/A c.
TEMBAGA
a.
b.
c.
d.
e.
f.
NIKROM
a.
b.
c.
d.
e.
f.
KETELITIAN NIKEL No.
48,0.10-8 45,7.10-8 41,0.10-8 134,7.10-8 R rata2= 44,9.10-8
1. 2. 3.
SD= X= X ±
=
=
= (44,9.10-8± 4,2.10-8)
Ketidakpastian=
x 100% = 9,45 %
Ketelitian: 100%- 9,45% = 90,55 %
d
d2
3,1.10-8 0,8.10-8 -3,9.10-8
9,61.10-16 0,64.10-16 15,21.10-16 25,46.10-16
= 4,2.10-8
KETELITIAN TEMBAGA No.
1,57.10-8 1,26.10-8 1,27.10-8 1,22.10-8 1,26.10-8 1,30.10-8 7,87.10-8
1. 2. 3. 4. 5. 6.
d2
d
0,26.10-8 - 0,05.10-8 - 0,04.10-8 - 0,09.10-8 -0,05.10-8 -0,01.10-8
0,0676.10-16 0,0025.10-16 0,0016.10-16 0,0081.10-16 0,0025.10-16 0,0001.10-16 0,0824.10-16
R rata2= 1,31.10-8 SD=
=
X= X ±
= 0,003.10-8
=
= (1,31.10-8±0,003.10-8)
Ketidakpastian=
100% = 0,21%
Ketelitian: 100%-0,21 % = 99,79% KETELITIAN NIKROM No.
63,6.10-8 77,8.10-8 84,9.10-8 60,2.10-8 71,4.10-8 87,0.10-8 444,9.10-8
1. 2. 3. 4. 5. 6.
d
d2
-10,55.10-8 3,65.10-8 10,75.10-8 -13,95.10-8 -2,75.10-8 12,5.10-8
111,3025.10-16 13,3225.10-16 115,5625.10-16 194,6025.10-16 7,5625.10-16 156,25.10-16 598,6.10-16
R rata2= 74,15.10-8 SD= X= X ±
=
=
= 19,95.10-8
= (74,15.10-8±19,95.10-8)
Ketidakpastian=
x 100% = 26,91%
Ketelitian: 100%- 26,9% = 73,09%
PERTANYAAN dan JAWABAN
1. Berikan keterangan fisis tentang hambatan jenis, dapatkan hubungan antara tahanan kawat, luas penampang, dan hambatan jenis tersebut sesuai dengan pengetahuan anda! 2. Lima buah kawat alumunium menjadi satu masing-masing berdiameter 1 mm dan panjangnya 20 m. a.
Tentukan tahanan dari alumunium tersebut!
b. Bila suhunya 300oC, berapakah c.
t dan
R t?
Jika kawat tersebut disambung menjadi satu memanjang, tetukan nilai hambatan kawat tersebut! Jawab
1.
Hambatan jenis dipengaruhi oleh jenis kawat, panjang kawat, dan diameter kawat. Jika jenis kawat yang digunakan adalah tembaga, maka hambat jenis kawat tersebut semakin kecil. Jika panjang suatu kawat penghantar semakin panjang, maka hambat jenis kawat tersebut semakin kecil. Jika besar diameter suatu kawat penghantar semakin besar, maka hambat jenis kawat tersebut semakin besar.
2. Diketahui: n kawat= 5 D= 1 mm= 1.10-3 m l= 20 m a. R alumunium = = 2,63.10-8 . = 2,63.10-8 . = 2,63.10-8 . = 2,68.10-2 b. T= 300oC, t =
20
t dan
[1 +
R t?
(t – 20o)]
= 2,63.10-8 [1 +
(300o – 20o)]
= 2,63.10-8 [1 +
(280o)]
= 2,63.10-8 [1 +
]