BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Hukum Ohm
Hukum ohm berbunyi sebagai berikut: besarnya kuat arus yang timbul pada suatu pengantar berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan antara kedua ujung pengantar tersebut.
Hukum ohm menggambarkan bagaimana arus, tegangan, dan tahanan berhubungan. George ohm menentukan secara eksperimental bahwa jika tegangan yang melewati sebuah tahanan bertambah nilainya maka arusnya juga akan bertambah nilainya. Begitu juga sebaliknya. Hukum ohm dapat dituliskan dalam rumus sebagai berikut:
V = I . R............................................................... (2.1)
Keterangan:
V = Tegangan
R = Tahanan
I = Kuat arus
Hukum ohm juga menyatakan bahwa pada tegangan yang konstan, jika nilai tahanan di perkecil maka akan diperoleh arus yang lebih kuat. Begitu juga sebaliknya dan dapat ditulis sebagai berikut:
I = VR..................................................................... (2.2)
Hukum ohm dapat diterapkan dalam rangkaian tahana seri.Yang di maksud dengan rangkaian tahanan seri adalah tahanan di hubungkan ujung tahanan yang ada pada rangkaian ke ujung atau dalam suatu rantai. Untuk mencari arus yang mengalir pada rangkaian seri dengan tahanan lebih dar satu, diperlukan jumalah total nilai tahanan tahanan tersebut. Hal ini dapat di mengerti karena setiap tahanan yang ada pada rangkaian seri akan memberikan hambatan bagi arus untuk mengalir (Rusdianto, 1999)
Resistor merupakan elemen pasif yang paling sederhana. Kita akan memulai bahasan kita dengan memperhatikan hasil kerja fisikawan jerman, George Simon Ohm, yang pada tahun 1827 mempublikasikan sebuah pamflet yang memaparkan hasil-hasil dari usahanya mengukur arus dan tegangan serta hubungan matematika di antara keduanya. Salah satu hasil yang diperoleh adalah pernyatan tentang relasi fundamental yang saat ini kita sebut sebagai hukum ohm. Meskipun hal ini telah ditemukan 46 tahun sebelumnya di inggris oleh Henry Cavendish. Pamflet yang dipublikasikan oleh georg simon ohm banyak menerima kritik yang tak pantas dan menjadi bahan tawaan selama beberapa tahun setelah di publikasi pertamanya akhirnya karya itu diterima beberapa tahun setelahnya.
Hukum ohm menyatakan bahwa tegangan pada terminal-terminal material penghantar berbanding lurus terhadap arus yang mengalir melalui material ini, secara matematika hal ini dirumuskan sebagai :
V = I . R............................................................... (2.3)
Dimana konstan proporsionalitas atau kesebandinagn R disebut resistansi.Satuan untuk resistansi adalah ohm, dan bisa disingkat dengan huruf besar omega, Ω (Durbin, 2005)
Elektron–elektron bebas bergerak dalam suatu medan listrik yang memperagakan periode yang sama sebagai lettice-nya. Selama gerakan gerakan mereka, elektron-elektron bebas ini sering sekali disebarkan oleh medan. Uraian yang sesuai untu gerakan elektron jenis ini harus menggunakan metode mekanika kuantum. Disini uraian yang termasuk sederhana sudah mencukupi. Ketika tidak terdapat medan listrik eksternal, elekton-elektron tersebut bergerak kesegala arah dantidak ada transportasi muatan netto atau arus listrik. Tetapi jika digunakan sebuah medan listrik eksternal, terjadi aliran gerakan dari gerakan-gerakan elektron sembarang sehingga terjadi arus listrik. Tampaknya alamiah untuk menganggap kekuatan dari arus tersebut sesuai dengan medan listrik.
Untuk membuktikan hubungan ini, kita meninjau hasil-hasil percobaan yang telah dilakukan. Salah satu hukum fisika yang mungkin paling dikenal oleh para mahasiswa adalah hukum ohm, yang menyatakan bahwa untuk suatu konduktor logam pada suhu konstan, perbandingan antara perbedaan antara perbedaan potensial V antara dua titik dari konduktor dengan arus listrik I yang melaui konduktor tersebut adalah konstan.
Dari persamaan kelihatan bahwa R dinyatakan dalam satuan SI sebagai volt ampere atau m2 kg s-1 C-2 dan dpisebut ohm (Ω). Jadi satu ohm adalah tahanan suatu konduktor yang dilewati arus satu ampere ketika perbedaan potensialnya dijaga satu volt diujung-ujung konduktor tersebut (Alonso, 1992)
2.2 Kuat Arus Listrik
Aliran listrik ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak di dalam suatu penghantar. Arah arus listrik (I) yang timbul pada penghantar berlawanan arah dengan arah gerak elektron. Muatan listrik dalam jumlah tertentu yang menembus suatu penampang dari suatu penghantar dalam satuan waktu tertentu disebut sebagai kuat arus listrik. Jadi kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam kawat penghantar tiap satuan waktu. Jika dalam waktu t mengalir muatan listrik sebesar Q, maka kuat arus listrik I adalah:
I = Qt............................................................ (2.4)
Keterangannya:
I = Kuat arus listrik (Ampere)
Q = Muatan listrik (Coulomb)
t = Waktu (sekon)
Para ahli telah melakukan perjanjian bahwa arah arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.Jadi arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron. Ketika tidak terdapat medan listrik eksternal, elekton-elektron tersebut bergerak kesegala arah dantidak ada transportasi muatan netto atau arus listrik. Ketika tidak terdapat medan listrik eksternal, elekton-elektron tersebut bergerak kesegala arah dantidak ada transportasi muatan netto atau arus listrik
2.3 Beda Potensial atau Tegangan Listrik
Terjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif dan aliran elektron dari kutub negatif ke kutub positif, disebabkan oleh adanya beda potensial antara kutub positif dengan kutub negatif, dimana kutub positif mempunyai potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif. Beda potensial antara kutub positif dan kutub negatif dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam keadaan tertutup disebut tegangan jepit.
2.4 Hubungan Antara Kuat Arus Listrik dan Tegangan Listrik
Hubungan antara V dan I pertama kali ditemukan oleh seorang guru Fisika berasal dari Jerman yang bernama George Simon Ohm dan lebih dikenal sebagai Hukum Ohm yang berbunyi: Besar kuat arus listrik dalam suatu penghantar berbanding langsung dengan beda potensial (V) antara ujung-ujung penghantar asalkan suhu penghantar tetap.
Hasil bagi antara beda potensial (V) dengan kuat arus (I) dinamakan hambatan listrik atau resistansi (R) dengan satuan ohm.
R = VI atau V = I . R............................................. (2.5)
Keterangan:
R = Hambatan listrik (Ω)
V = Beda potensial atau tegangan (V)
I = Kuat arus listrik (A)
2.5 Resistor
Dua atau lebih resistor yang dihubungkan sedemikian rupa sehingga muatan yang sama harus mengalir melalui keduanya dikatakan bahwa resistor itu terhubung secara seri. Karena muatan tidak terkumpul pada satu titik dalam kawat yang dialiri arus konstan, jika suatu muatan Q mengalirke R1 selama interval waktu tertentu, sejumlah muatan Q harus mengalir keluar R2 selama interval yang sama. Kedua resistor haruslah membawa arus I yang sama. Resistansi ekivalen untuk resistor yang tersusun seri adalah penjumlahan resistansi awal. . Ketika tidak terdapat medan listrik eksternal, elekton-elektron tersebut bergerak kesegala arah dantidak ada transportasi muatan netto atau arus listrik. Ketika tidak terdapat medan listrik eksternal, elekton-elektron tersebut bergerak kesegala arah.
Dua resistor yang dihubungkan sedemikian rupa sehingga beda potensial yang sama antara keduanya yang dikatakan bahwa mereka dihubungkan secara paralel. Catat bahwa resistor-resistor dihubungkan pada kedua ujungnya dengan sebuah kawat. Resitansi ekivalen dari kombinasi resistor paralel didefinisikan sebagai resistensi Req tersebut, dimana arus total I menghasilkan tegangan jatuh V (Tipler, 1998)
BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Peralatan yang digunakan
1. Multimeter
3.1.2 Bahan yang digunakan
1. Baterai besar
2. Baterai kecil
3.2 Prosedur Kerja
Adapun prosedur kerja yang dilakukan sebagai berikut:
1. Diambil multimeter dan pada kedua ujung kawat diletakkan baterai besar, satu kutub positif dan satunya lagi kutub negatif.
2. Kemudian pada multimeter diputar untuk menentukan berapa voltnya dan ampere atau mili ampere.
3. Diulangi lagi pada baterai kecil seperti langkah kerja di atas.
4. Kemudian diamati berapa volt dan ampere pada power supply DC dengan tegangan yang berbeda.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Tabel 4.1 Hasil percobaan hukum ohm
No
Baterai
V (Volt)
I (A)
R (Ω)
1
Baterai Besar
1,557
3,9 × 10-4
3992
2
Baterai Kecil
1,537
3,8 × 10-4
3941
4.2 Pembahasan
Pada percobaan praktikum ini digunakan dua jenis baterai yang berbeda yaitu baterai besar dan baterai kecil. Percobaan pada baterai besar yang menghasilkan tegangan sebesar 1,557 V, kuat arus yang dimiliki baterai besar ini sebesar 3,9 × 10-4 ampere dan untuk hambatannya 3992 Ω, dimana terlihat pada tegangan yang dihasilkan baterai besar memiliki tegangan yang lebih tinggi dibandingkan pada tegangan untuk baterai kecil, dimana tegangan untuk baterai besar sebesar 1,557 V, sedangkan baterai kecil sebesar 1,537 V.
Kuat arus yang dihasilkan pada baterai besar dan baterai kecil relatif sama yaitu 3,9 × 10-4 ampere dan 3,8 × 10-4 ampere. Hal ini dapat menunjukkan bahwa semakin tinggi tegangan yang dihasilkan maka semakin tinggi pula kuat arus yang dihasilkan, seperti pada penjelasan teori hukum ohm yaitu semakin besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung konduktor. Pada baterai besar memiliki hambatan sebesar 3992 Ω hambatannya. Maka, besar kecilnya hambatan yang dihasilkan tidak dipengaruhi suatu hambatan itu adalah panjang penghantar, luas penampang dan hambatan jenisnya.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Baterai besar memiliki hambatan yang lebih kecil dibandingkan dengan baterai kecil, karena baterai besar memiliki luas penampang yang lebih luas.
2. Besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya beda potensial (tegangan).
3. Hambatan tidak dipengaruhi oleh tegangan, melainkan luas, panjang, dan jenis bahan penampang.
4. Semakin rendah tegangan suatu arus, maka semakin rendah juga hambatan yang dihasilkan.
5. Besar kuat arus pada baterai besar dan baterai kecil sebesar 3,9 × 10-4 dan 3,8 × 10-4.
5.2 Saran
Selain menggunakan multimeter, dapat juga digunakan alat ampermeter untuk mengukur kuat arus. Selain itu multimeter analog juga dapat digunakan karena pengukurannya lebih akurat dibandingkan multimeter digital.
DAFTAR PUSTAKA
Alonso. 1979. Dasar-Dasar Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga
Durbin. 2005. Rangkaian Listrik. Jakarta: Erlangga
Eduard. 1999. Penerapan Konsep Dasar Listrik dan Elektronika. Yogyakarta:
Kanisius
Steven. 1989. Fisika Universitas. Yogyakarta: Kanisius
Trippler, Paul A. 1998. Rangkaian Listrik. Jakarta: Erlangga