RANGKAIAN SERI DAN PARALEL Herayanti, Muh. Shadiq. K, Rezky Amaliah Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar Pendidikan Fisika 2014 Abstrak Telah dilakukan percobaan tentang rangkaian seri dan paralel. percobaan ini diadakan untuk mengetahui dan terampil merancang rangkaian seri dan paralel resistor, terampil dalam menempatkan dan menggunakan basicmeter, memahami prinsip-prinsip hukum kirchoff, dan mampu membedakan karakteristik rangkaian seri dan paralel resistor. Percobaan ini dilakukan dengan 2 kegiatan yaitu rangkaian seri dan paralel. Kegiatan pertama untuk tegangan sumber 3,0 volt diperoleh besar kuat arusnya|15±1|10-3 A, untuk tegangan sumber 5,5 volt diperoleh kuat arus |31±1|10-3 A, untuk tegangan sumber 8,0 volt kuat arusnya sebesar |46±1|10-3 A, untuk tegangan sumber 11,0 volt kuat arusnya sebesar |61±1|10-3 A. Kegiatan kedua, dengan sumber tegangan 2,5 V kuat arus listrik totalnya |0,04 ± 0,01| A. Tegangan sumber 5,0 V kuat arus listrik totalnya |0,08 ± 0,01|. Tegangan sumber 8,0 V kuat arus listrik totalnya |0,13±0,01|A. Tegangan sumber 11,0 V kuat arus listrik totalnya |0,18 ± 0,01| A. Kesimpulan dari percobaan ini adalah pada rangkaian seri arus yang mengalir disetiap hambatan besarnya sama, sementara tegangan yang melewati setiap hambatan akan berbeda, namun jika dijumlahkan akan sama dengan tegangan sumber. Untuk rangkaian parallel, tegangan pada setiap hambatan sama, sedangkan kuat arus yang melewati setiap hambatan berbeda.
Kata kunci : kuat arus, paralel, seri, tegangan
RUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana caara merangkai resistor menjadi susunan seri dan paralel ? 2. Bagaima menempatkan dan menggunakan basicmeter dengan benar ? 3. Bagaiamana prinsip hukum-hukum Kirchooff ? 4. Bagaiamana karakteristik rangkaian seri dan rangkaian paralel resisitor ? TUJUAN 1. Mahasiswa terampil dalam merangkai resistor menjadi susunan seri dan paralel. 2. Mahasiswa dapat menempatkan dan menggunakan basicmeter dengan benar. 3. Mahasiswa dapat memahami prinsip hukum-hukum Kirchooff. 4. Mahasiswa dapat memahami karakteristik rangkaian seri dan rangkaian paralel resistor.
METODOLOGI EKSPERIMEN Teori Singkat Arus adalah sebarang gerak muatan dari satu daerah ke daerah lainnya. Dalam situasi elektrostatis medan listrik aitu adalah nol dimanapun di dalam konduktor, dan tidak ada arus. Akan tetapi, ini tidak berarti bahwa semua muatan di dalam konduktor itu diam. Dalam logam biasa seperti tembaga atau aluminium, sejumlah
electron
bebas
bergerak
di
dalam
material
konduksi
itu
(Young&Freedman, 1999). Arah arus listrik ini berlawanan arah dengan arus elektron. Muatan listrik dapat berpindah apabila terjadi beda potensial. Beda potensial dihasilkan oleh sumber listrik, misalnya baterai atau akumulator. Setiap sumber listrik selalu mempunyai dua kutub, yaitu kutub positif (+) dan kutub negatif (–). Apabila kutub-kutub baterai dihubungkan dengan jalur penghantar yang kontinu.Garis yang lebih panjang menyatakan kutub positif, sedangkan yang pendek menyatakan kutub negatif. Alat yang diberi daya oleh baterai dapat berupa bola lampu, pemanas, radio, dan sebagainya. Ketika rangkaian ini terbentuk, muatan dapat mengalir melalui kawat pada rangkaian, dari satu kutub baterai ke kutub yang lainnya. Aliran muatan seperti ini disebut arus listrik. 1. Rangkaian seri Rangkaian seri juga disebut rangkaian berderet. Bila dua atau lebih resistor dihubungkan dari ujung ke ujung dikatakan mereka dihubungkan secara seri. Selain resistor, alat-alat yang dirangkai tersebut dapat berupa bohlam, elemen pemanas, atau alat penghambat lainnya. Muatan listrik yang melalui R1 juga akan melalui R2 dan R3. Dengan demikian, arus I yang sama melewati setiap resistor. Jika V menyatakan tegangan pada ketiga resistor, maka V sama dengan tegangan sumber (baterai). V1, V2, dan V3 adalah beda potensial pada masing-masing resistor R1, R2, dan R3. Karena resistor-resistor tersebut dihubungkan secara seri, kekekalan energi menyatakan bahwa tegangan total V sama dengan jumlah semua tegangan dari masing-masing resistor. V = V1 + V2 + V3 = I.R1 + I.R2 + I.R3
(1)
Hambatan total pengganti susunan seri resistor (Rs) yang terhubung dengan sumber tegangan (V) dirumuskan: V = I.Rs
(2)
Persamaan (2) disubstitusikan ke persamaan (1) didapatkan: Rs = R1 + R2 + R3
(3)
Dari persamaan (3), menunjukkan bahwa besar hambatan total pengganti pada rangkaian seri sama dengan jumlah hambatan pada tiap resistor. 2. Rangkaian Paralel Rangkaian paralel juga disebut rangkaian berjajar. Pada rangkaian paralel resistor, arus dari sumber terbagi menjadi cabang-cabang yang terpisah. Pemasangan alat-alat listrik pada rumah-rumah.
Jika kita memutuskan
hubungan dengan satu alat, maka arus yang mengalir pada komponen lain yaitu R2 dan R3 tidak terputus. Tetapi pada rangkaian seri, jika salah satu komponen terputus arusnya, maka arus ke komponen yang lain juga berhenti. Pada rangkaian parallel, arus total yang berasal dari sumber (baterai) terbagi menjadi tiga cabang. Arus yang keluar dimisalkan I1, I2, dan I3 berturut-turut sebagai arus yang melalui resistor R1, R2, dan R3. Oleh karena muatan kekal, arus yang masuk ke dalam titik cabang harus sama dengan arus yang keluar dari titik cabang (Sumarsono, 2009). Sehingga diperoleh: I = I1 + I2 + I3
(4)
Ketika rangkaian paralel tersebut terhubung dengan sumber tegangan V, masing-masing mengalami tegangan yang sama yaitu V. Berarti tegangan penuh baterai diberikan ke setiap resistor, sehingga: I1 = R1V , I2 = R2 V , dan I3 = R3V
(5)
Hambatan penganti 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: I = Rp V
(6)
Substitusi persamaan (5) dan (6) ke dalam persamaan (4) akan diperoleh: I = I1 + I2 + I3
RPV = R1V +R2V +R3V Jika kita bagi setiap ruas dengan V, didapatkan nilai hambatan pengganti (RP) rangkaian paralel: 1 Rp
1
1
1
=R +R +R 1
2
(7)
3
Hasil pengukuran beda potensial pada resistor R1 dan R2 (nilainya berbeda) yang disusun secara seri menunjukkan hasil yang berbeda, namun jika diukur arus yang melewati kedua resistor maka diperoleh pengukuran yang sama. Berbeda halnya jika resistor disusun secara paralel, diperoleh hasil pengukuran yang berbeda. Arus yang melalui setiap resistor berbeda, namun pengukuran tegangan pada setiap resistor sama (Herman, 2015: 21). Fakta ini menunjukkan bahwa jenis susunan resistor menentukan besar nilai variabel tegangan dan kuat arus listrik dalam rangkaian. Pada susunan seri, resistor berfungsi sebagai pembagi tegangan, yang berarti jika tegangan pada setiap resistor dijumlahkan maka jumlahnya sama dengan besarnya tegangan sumber. Sedangkan jika resistor disusun paralel, maka resistor berfungsi sebagai pembagi arus, yang berarti jika kuat arus listrik yang melewati setiap resistor diukur, maka akan memiliki nilai yang sama dengan arus total sebelum titik percabangan (Hukum I Kirchoof) (Herman, 2015: 21).
Alat dan Bahan 1. Alat a. Power Supply AC/DC, 0 - 12 volt
1 buah
b. Resistor dengan nilai berbeda
2 buah
c. Basicmeter 90
2 buah
d. Kawat penghubung
7 buah
Identifikasi Variabel Kegiatan 1 1. Variabel manipulasi
: tegangan sumber (V)
2. Variabel kontrol
: resistor (hambatan) (Ω)
3. Variabel respon
: kuat arus listrik (A) dan tegangan (V)
Kegiatan 2 1. Variabel manipulasi
: tegangan sumber
2. Variabel kontrol
: resistor (hambatan)
3. Variabel respon
: kuat arus listrik dan tegangan
Definisi Operasional Variabel Kegiatan 1 1. Tegangan sumber adalah tegangan yang berasal dari power supply yang disambungkan dengan resistor sebagai sumber tegangan dengan perubahan tegangan sebesar 3 Volt. 2. Resistor adalah alat yang dipasang pada rangkaian untuk diukur kuat arus listrik yang mengalir dan tegangannya pada resistor tersebut dengan satuan ohm. 3. Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut diukur menggunakan basicmeter/amperemeter dengan satuan ampere (A). 4. Tegangan adalah perbedaan beda potensial di antara dua titik yang diukur menggunakan voltmeter dengan satuan volt (V). Kegiatan 2 1. Tegangan sumber adalah tegangan yang berasal dari power supply yang disambungkan dengan resistor sebagai sumber tegangan dengan perubahan tegangan sebesar 3 Volt. 2. Resistor adalah alat yang dipasang pada rangkaian untuk diukur kuat arus listrik yang mengalir dan tegangan yang melalui resistor tersebut dengan satuan ohm. 3. Kuat arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir pada rangkaian tersebut diukur menggunakan basicmeter/amperemeter dengan satuan ampere (A). 4. Tegangan adalah perbedaan beda potensial di antara dua titik yang diukur menggunakan voltmeter dengan satuan volt (V).
Prosedur Kerja Kegiatan 1. Rangkaian Seri 1. Memastikan semua perangkat percobaan telah tersedia, dan berfungsi dengan baik. 2. Merangkaikan perangkat percobaan (susunan seri 2 resistor), melakukan pengukuran tegangan pada masing-masing resistor, mencatat hasilnya dalam tabel hasil pengamatan. 3. Mengukur arus yang melewati masing-masing resisitor, kemudian mencatat hasilnya pada tabel hasil pengamatan. Kemudian melanjutkan pengukuran untuk nilai tegangan sumber yang berbeda, kemudian mencata hasilnya. Kegiatan 2. Rangkaian Paralel 1. Memastikan semua perangkat percobaan telah tersedia, dan berfungsi dengan baik. 2. Merangkai perangkat percobaan (susunan paralel 2 resistor), melakukan pengukuran tegangan pada masing-masing resistor, kemudian mencatat hasilnya. 3. Mengukur arus yang menuju titik cabang dan yang menuju ke masing-masing resistor, kemudian mencatat hasilnya pada tabel hasil pengamatan. Kemudian melanjutkan pengukuran untuk nilai tegangan sumber yang berbeda, kemudian mencata hasilnya
HASIL PENGAMATAN DAN ANALISIS DATA Hasil Pengamatan 1. Kegiatan 1. Rangkaian seri resistor R1 = 100 Ω
R2 = 150 Ω
Tabel 1. Hasil pengukuran pada rangkaian seri resistor Kuat arus listrik ( mA) Tegangan Tegangan Antara No sumber pada R1 Sebelum Setelah R2 R1 dan (V) R1 (V) R2
Tegangan pada R2 (V)
1
|3,0 ± 0,5|
|15 ± 1|
|15 ± 1|
|15 ± 1|
|1,5 ± 0,1|
|1,5 ± 0,1|
2
|6,0 ± 0,5|
|31 ± 1|
|31 ± 1|
|31 ± 1|
|2,0 ± 0,1|
|3,0 ± 0,1|
3
|9,0 ± 0,5|
|46 ± 1|
|46 ± 1|
|46 ± 1|
|3,0 ± 0,1|
|5,0 ± 0,1|
4
|11,0 ± 0,5| |61 ± 1|
|61 ± 1|
|61 ± 1|
|4,5 ± 0,1|
|6,5 ± 0,1|
2. Kegiatan 2. Rangkaian paralel resistor R1 = 100 Ω
R2 = 150 Ω
Tabel 2. Hasil pengukuran pada Kuat arus listrik ( mA) Tegangan Tegangan Teganga Total ( pada R1 pada R2 No n sumber Melalui melalui R2 sebelum (V) R1 (V) (V) titik cabang) 1
|2,5±0,5|
|0,03±0,01|
|0,02±0,01| |0,01±0,01| |2,5±0,5|
|2,5 ± 0,5|
2
|5,0±0,5|
|0,08±0,01|
|0,05±0,01| |0,03±0,01| |5,0±0,5|
|5,0 ± 0,5|
3
|8,0±0,5|
|0,13±0,01|
|0,08±0,01| |0,05±0,01| |8,0±0,5|
|8,0 ± 0,5|
4
|11,0±0,5| |0,19±0,01|
|0,10±0,01| |0,07±0,01| |11,0±0,5| |11,0 ± 0,5|
ANALISIS DATA Kegiatan 1. Rangkaian seri resistor R1 = 100 Ω R2 = 150 Ω
A. Berdasarkan Praktikum Sumber Tegangan Pertama VS1 = | 3,0 ± 0,5 | V V1= | 1,5 ± 0,5 | V V2= | 1,5 ± 0,5 | V IT =| 15 ± 1 | mA VS = V1 + V2 VS = I1 x R1 + I2 x R2 IT x RT = I1 x R1 + I2 x R2 Karena hasil pengukuran menunjukkan bahwa IT = I1 = I2= I, yaitu |15 ± 1|mA maka: I x RT = I (R1 + R2) RT = R1 + R2 Sumber Tegangan Kedua VS1 = | 5,5 ± 0,5 | V V1= | 2,0 ± 0,5 | V V2= | 3,0 ± 0,5 | V IT =| 31 ± 1 | mA VS = V1 + V2 VS = I1 x R1 + I2 x R2 IT x RT = I1 x R1 + I2 x R2 Karena hasil pengukuran menunjukkan bahwa IT = I1 = I2= I, yaitu |31 ±1| mA maka: I x RT = I (R1 + R2) RT = R1 + R2 RS = RS =
VT IT 5,5 V 31 x 10-3 A
RS= 0,18 x 103 Ω
Sumber Tegangan Ketiga VS1 = | 8,0 ± 0,5 | V V1= | 3,0 ± 0,5 | V V2= | 5,0 ± 0,5 | V IT =| 46 ± 1 | mA VS = V1 + V2 VS = I1 x R1 + I2 x R2 IT x RT = I1 x R1 + I2 x R2 Karena hasil pengukuran menunjukkan bahwa IT = I1 = I2= I, yaitu |46 ± 1| : I x RT = I (R1 + R2) RT = R1 + R2 Sumber Tegangan Keempat VS1 = | 11,0 ± 0,5 | V V1= | 4,5 ± 0,5 | V V2= | 6,5 ± 0,5 | V IT =| 61 ± 1 | mA VS = V1 + V2 VS = I1 x R1 + I2 x R2 IT x RT = I1 x R1 + I2 x R2 Karena hasil pengukuran menunjukkan bahwa IT = I1 = I2= I, yaitu |61 ± 1| mA maka: I x RT = I (R1 + R2) RT = R1 + R2 B. Secara Teori VS1= | 3,0 ± 0,5 | V R1 = 100 Ω R2 = 150 Ω ̅̅̅̅T ± ∆RT │ Ω RT =│R RT = | 250,0 ± 0,0 |Ω IS =
VS1 3,0 V = = 0,012 A RT 250 Ω
V =VR-1 R δI δI dI = | | dV+ | | dR δV δR I=
dI = |
δVR-1 δVR-1 | dV + | | dR δV δR
∆I = |R-1 |∆V + |VR-2 |∆R ∆I R-1 VR-2 = | -1 | ∆V + | -1 | ∆R I VR VR ∆I ∆V ∆R = | | + | | I V R ∆V ∆R ∆I = | + | I V R 0,5 V 0Ω ∆I = | + | 0,012 A 3V 250 Ω ∆I = | 0,17 + 0,0 | 0,012 A ∆I = 0,00204 A KR =
∆I 0,0022 × 100%= × 100 % =17 % (2 AB) I 0,01
% diff =
praktek-teori praktek + teori
× 100 % =
15 .10-3 - 12.10-3 0,027
× 100 % = 22 %
2
2
I = | I ± ∆I | A I = | 0,012 ± 0,002 | A
a. Tegangan 1 (V1) V1 = R
1
V1 =
R1 + R2
VS1
100 150 + 100
V1 = R
1
R1 + R2
3,0 = 1,2 V
VS1
V1 = R1 (R1 + R2)-1 x VS1 Karena R tidak diukur maka nilai 𝑅 adalah konstan δV
dV = │δV │dVS1 S1
dV= │VS1│dVS1 ∆V
∆ V= │ V S1 │ V S1
0,5 𝑉
∆V= │3,0 𝑉│ 1,2 V ∆V= │0,17 V│ 1,2 V ∆V= 0,2 V KR =
∆V V
% diff =
0,2
× 100% = 1,2 × 100 % = 17 % praktek-teori praktek + teori 2
× 100 % =
1,5- 1,2 1,5 + 1,2 2
(2 AB)
× 100 % = 2 %
V =│V1 ± ∆V│V V =│1,2 ± 0,2│V b. Tegangan 2 (V2) V1 = 𝑅
1
V2 =
𝑅2 + 𝑅2
VS1
150 150 + 100
3,0 = 1,8 V
Adapun cara menghitung kesalahan mutlak, kesalahan relative, dan % diff sama pada tegangan 1 (V1). ∆V= 0,3 V KR = 17% 2 AB % diff = 1,8 % V =│V2± ∆V│V V =│1,8± 0,3│V Tabel 3. Perbandingan kuat arus pada setiap tegangan sumber Praktikum Teori No
Kuat Arus (A)
Kuat Arus (A)
KR
% diff
(10-3)
(10-3)
1
| 15 ± 1 |
| 12 ± 2 |
17 %
22 %
2
| 31 ± 1 |
| 22 ± 2 |
9%
34 %
3
| 46 ± 1 |
| 32 ± 2 |
6,25 %
36 %
4
| 61 ± 1 |
| 44 ± 2 |
4,5 %
32 %
Tabel 4. Perbandingan tegangan pada masing–masing sumber Praktikum Teori KR (%) V1 (Volt)
V2 (Volt)
V1 (Volt)
V2 (Volt)
|1,5 ± 0,5| |1,5 ± 0,5| |1,2 ± 0,2|
|1,8 ± 0,3|
|2,0 ± 0,5| |3,0 ± 0,5| |2,2 ± 0,2|
V1
% diff
V2
V1
V2
17
17
22 %
18 %
|3,3 ± 0,3|
9
9
38%
75%
|3,0 ± 0,5| |5,0 ± 0,5| |3,2 ± 0,2|
|4,8 ± 0,3|
6,25
6,25
6,45%
4%
|4,5 ± 0,5| |6,5 ± 0,5| |4,4 ± 0,2|
|6,6 ± 0,3|
4,50
4,50
2,2%
1,5%
Kegiatan 2. Rangkaian Paralel Resistor Seperti yang tertera pada tabel 2, nilai tegangan sumber, tegangan pada R1, dan tegangan pada R2 adalah sama. Jadi dapat dituliskan: Vt = V1 = V2 Dengan menggunakan tegangan sumber 2,5 Volt, diperoleh:
1. Untuk data pertama a. Secara praktikum IR1 = |0,02±0,01|A IR2 = |0,01±0,01|A Im = |0,03±0,01|A Karena berdasarkan percobaan diperoleh bahwa: Im = IR1 +IR2 Vs RT
V
V
= R1 = R2 1
2
Dari hasil pengukuran Vs = V1 = V2 = |2,5 ± 0,5| V maka 1 RT 1 RT
1
1
=R +R 1
2
R2+R1
=R
Rp =
1 R2
Vs I
2,5
= 0,03 = 83,33 Ω
Karena tidak dilakukan pengukuran pada besar resistor yang digunakan, maka ∆R = 0
R = 83,33 Ω b. Secara teori Vs = |2,5 ± 0,5| V R1 = 100 Ω R1 = 100 ±
5 100
×100
R1 = |100 ± 5|Ω R2 = 150 Ω R2 = 150 ±
5 100
×150
R2 = |150 ± 7,5| Ω Arus total 1 RT 1 RT
R2+R1
=R
1 R2
150+100
250
= 100×150 = 15000
RT =
15000 250
= 60 Ω
R R
RT = (R 1+R2 ) 2
1
RT = R1 R2 (R2 +R1 )-1 ∆R
∆RT = { R 1 + 1
∆R2 R2
+
∆(R2 +R1 ) R2 +R1
} RT
Seperti pada rangkaian seri ∆(R2 +R1 ) = 7,5+5 = 12,5 Ω ∆R
RT = { R 1 +
∆R2
1
5
R2
+
7,5
∆(R2 +R1 ) R2 +R1
} RT
12,5
∆RT = {100 + 150 + 250 } 60 Ω ∆RT = {0,05+0,05+0,05}60Ω ∆RT = 9Ω IT =
Vs Rp
=
2,5 60
= 0,04167 A
V
I = R =VR-1 δI
δI
dI = |δV| dV+ |δR| dR
δVR-1
dI = |
δV
δVR-1
| dV+ |
δR
| dR
∆I= |R-1 | ∆V+ |VR-2 | ∆R ∆I I ∆I I
=|
R-1
VR-2
-1
VR
=
∆V V
+
| ∆V+ |
VR-1
| ∆R
∆R R
∆R = 0 maka ∆V
∆I = { V } I 0,5
∆I = {2,5} 0,04167 A ∆I= {0,2} 0,04167 A ∆I= 0,01 A KR=
∆I I
0,01 A
×100% =
0,04167 A
×100% = 24 % (1 AB)
Pelaporan fisika I = | 0,04 ± 0,01 |A praktik-teori
%diff = |
rata-rata
0,04-0,042
| ×100% = |
0,041
| ×100% = 4,88 %
Arus pada R1 V
2,5
IR1 = R1 = 100 = 0,025 A 1
∆V
∆I = { V +
∆R R
}I
∆R = 0 maka ∆V
∆I = { V } I 0,5
∆I = {2,5} 0,025 A ∆I = {0,2}0,025A ∆I = 0,005 A KR =
∆I I
×100% =
Pelaporan fisika I = |0,02 ± 0,01|A
0,005 A 0,025 A
×100% = 20 %
praktik-teori
%diff = |
rata-rata
0,02-0,025
| ×100% = |
0,0225
| ×100% = 22,22 %
Arus pada R2 V
2,5
IR2 = R2 = 150 = 0,0167 A 2
∆V
∆I = { V } I 0,5
∆I = { } 0,0167 A 2,5
∆I ={0,2} 0,0167 A ∆I =0,00334 A KR =
∆I I
×100% =
0,00334 A 0,0167 A
×100% = 20 %
I =| 0,16±0,03 |10-1 A praktik-teori 0,01-0,0167 %diff = | | ×100%= | | ×100% = 50,18 % rata-rata 0,01335 Dengan menggunakan cara yang sama diperoleh data yang disajikan dalam tabel perbandingan hasil praktikum dan teori terhadap kuat arus listrik. Tabel 5. Perbandingan hasil praktikum dan teori terhadap kuat arus listrik (I) pada rangkaian paralel.
Perbandingan
IT (A)
Hasil praktikum
1. |0,03 ± 0,01|
1. |0,02 ± 0,01|
1. |0,01 ± 0,01|
2. |0,08 ± 0,01|
2. |0,05 ± 0,01|
2. |0,03 ± 0,01|
3. |0,13 ± 0,01|
3. |0,08 ± 0,01|
3. |0,05 ± 0,01|
4. |0,19 ± 0,01|
4. |0,10 ± 0,01|
4. |0,07 ± 0,01|
1. |0,04 ± 0,01|
1. |0,02 ± 0,01|
1. |0,16 ± 0,03|10-1
2. |0,08 ± 0,01|
2. |0,05 ± 0,01|
2. |0,30 ± 0,03|10-1
3. |0,13 ± 0,01|
3. |0,08 ± 0,01|
3. |0,50 ± 0,03|10-1
4. |0,18 ± 0,01|
4. |0,11 ± 0,01|
4. |0,070 ± 0,003|
Hasil teori
KR (%)
%diff
I1 (A)
I2 (A)
24
20
20
10
10
10
6,25
6,25
6
4,54
4,54
4,54
4,88 %
22,22 %
50,18 %
3,7 %
0%
0%
0%
0%
0%
5,4 %
9,5 %
4,19 %
Adapun hambatan pengganti setiap data disajikan pada tabel berikut. Tabel 6. Hambatan pengganti Tegangan (V) Rp (Ω) |2,5 ± 0,5|
8,33
|5,0 ± 0,5|
62,5
|8,0 ± 0,5|
61,5
|11,0 ± 0,5|
57,9
PEMBAHASAN Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan, terdapat dua kegiatan. Kegiatan pertama mengenai rangkaian seri dan kegiatan kedua mengenai rangkaian paralel. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan dengan mengggunakan dua buah resistor dengan nilai yang berbeda yaitu R1 =100 Ω dan R2 =150Ω. Pada kegiatan kedua digunakan rangkaian seri. Setelah melakukan analisis perhitungan pada kegiatan ini, yakni pada rangkaian seri untuk kuat arus listrik yang mengalir dari hasil percobaan pada saat diberikan perbedaan tegangan sumber 3,0 volt diperoleh besar kuat arusnya adalah | 15 ± 1 |10-3 A, sedangkan hasil dari teori | 12 ± 2 |10-3 A , untuk tegangan sumber 5,5 volt diperoleh kuat arus sebesar | 31 ± 1 | 10-3 A, sedangkan hasil dari teori | 22 ± 2 |10-3 A, untuk tegangan sumber 8,0 volt diperoleh kuat arus sebesar | 46 ± 1 |10-3 A, hasil dari teori | 32 ± 2 | 10-3 A, untuk tegangan sumber 11,0 volt diperoleh kuat arus sebesar | 61 ± 1 | 10-3 A, hasil teori | 44 ± 2 |10-3 A. Sedangkan untuk nilai tegangan dari hasil percobaan untuk tegangan pada resistor pertama diperoleh hasil secara berturut-turut mulai dari data pertama yaitu |1,5±0,5|V dan teori |1,2±0,2| V, |2,0±0,5|V dan teori |2,2 ± 0,2|V sementara untuk |3,0±0,5|V diperoleh hasil teori |3,2±0,2|V, |4,5 ± 0,5|V dengan hasil teori
|4,4±0,2|V. Sementara untuk nilai tegangan dari hasil percobaan untuk tegangan pada resistor kedua diperoleh hasil secara berturut-turut yaitu |1,5 ± 0,5|V dan teori |1,8 ± 0,3|V, |3,0 ± 0,5|V dan teori |3,3 ± 0,3|V, sementara untuk |5,0 ± 0,5| V diperoleh hasil teori |4,8 ± 0,3|V, |6,5 ± 0,5|V dengan hasil teori |6,6 ± 0,3|V. Hasil kuat arus listrik yang mengalir dan tegangan yang diperoleh tersebut membuktikan bahwa pada rangkaian seri, arus yang melalui tiap hambatan adalah sama dan tegangan yang melalui setiap hambatan berbeda, tetapi apabila tegangannya dijumlahkan maka hasilnya akan sama dengan tegangan sumber. Dalam rangkaian seri, resistor berfungsi sebagai pembagi tegangan. Pada kegiatan kedua
digunakan rangkaian paralel. Hasil analisis
percobaan terlihat bahwa pada tegangan sumber 2,5 V menunjukkan besar kuat arus listrik sebelum titik percabangan yaitu |0,04 ± 0,01| A, melalui R1 sebesar |0,02 ± 0,01| A dan melalui R2 sebesar |0,16 ± 0,03|10-1 A. Sedangkan tegangan pada R1 sebesar |2,5±0,5|V dan tegangan pada R2 sebesar |3,0±0,5|V. Pada saat tegangan sumber 5,0 V menunjukkan bahwa kuat arus listrik sebelum titik percabangan sebesar |0,08 ± 0,01| A, melalui R1 sebesar |0,05 ± 0,01| A dan melalui R2 sebesar |0,30 ± 0,03|10-1 A. Sedangkan tegangan pada R1 sebesar |5,0±0,5|V begitupun pada R2 sebesar |5,0±0,5|V. Pada tegangan sumber 8,0 V menunjukkan bahwa kuat arus listrik sebelum titik percabangan sebesar |0,13 ± 0,01| A, melalui R1 sebesar |0,08 ± 0,01| A dan melalui R2 sebesar |0,50 ± 0,03|101
A. Sedangkan tegangan pada R1 sebesar |8,0±0,5|V dan tegangan pada R2
sebesar |8,0±0,5|V Pada tegangan sumber 11,0 V menunjukkan bahwa kuat arus listrik sebelum titik percabangan sebesar |0,18 ± 0,01| A, melalui R1 sebesar |0,11 ± 0,01| A dan melalui R2 sebesar |0,070 ± 0,003| A. Sedangkan tegangan pada R1 sebesar |11,0±0,5|V dan tegangan pada R2 sebesar |11,0±0,5|V . Selain itu, diperoleh pula dari hasil analisis besar %diff dari setiap data tidak terlalu besar. Pada data pertama diperoleh %diff yang cukup besar dimana hal tersebut mungkin deisebabkan karena alat yang digunakan sudah tidak stabil seperti resisitor yang digunakan pada saat percobaan terasa panas. Hal tersebut membuktikan bahwa resistornya sudah tidak bagus. Sehingga mempengaruhi hasil praktikum. Akan tetapi diperoleh pula besar %diff nya sebesar nol. Hal tersebut
membuktikan data yang diperoleh bagus sehingga hasil praktikum sama dengan teori. Berdasarkan data tersebut dapat dilihat bahwa tegangan pada R1 dan R2 hasilnya sama. Sementara kuat arus listrik yang mengalir sebelum titik percabangan menunjukkan nilai yang hampir sama dengan jumlah arus listrik yang mengalir pada R1 dan R2. Melalui analisis data juga diperoleh hasil yang menunjukan bahwa arus listrik secara teori hampir sama dengan hasil yang didapatkan saat praktikum. Pada susunan paralel resistor berfungsi sebagai pembagi kuat arus listrik. Dari percobaan ini dibutuhkan ketelitian saat membaca, ataupun dalam merangkai alat dan bahannya. Dimana saat perangkaian alat harus memperhatikan resistornya. Pada penggunaan basicmater untuk mengukur kuat arus listrik harus dipasang seri. Sedangkan untuk mengukur tegangan harus dirangkai paralel.
SIMPULAN DAN DISKUSI 1. Resistor yang dirangkai seri yaitu dengan cara menghubungkan dengan sumber tegangan kemudian kedua resistor dihubungkan dengan kabel, pada resistor tidak ada kutub positif dan negative, pada rangkaian seri ini tidak ada percabangan. Pada rangkaian paralel akan ada titik percabangan baik itu sebelum masuk pada resistor pertama maupun diantara kedua resistor atau setelah resistor kedua. Sedangkan untuk merangkai rangkaian paralel yaitu dengan cara resistor disusun paralel dan kuat arus yang digunakan selalu dirangkai seri sedangkan tegangan selalu dirangkai paralel. 2. Basicmeter digunakan untuk mengukur tegangan dengan kuat arus listrik yang masuk pada resistor. Untuk mengukur tegangan digunakan voltmeter, sedangkan untuk mengukur kuat arus listrik digunakan amperemeter. Amperemeter selalu dipasang seri dalam rangkaian sedangkan voltmeter selalu dipasang paralel. 3. Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan maka dapat dinyatakan bahwa hasil yang diperoleh sesuai dengan teori dimana hukum-hukum Kirchooff telah menjelaskannya. Hukum Kirchooff I menjelaskan bahwa
besar kuat arus yang masuk sama dengan besar kuat arus yang keluar. Dan hukum Kirchooff 2 menyatakan bahwa total tegangan (beda potensial) pada suatu rangkaian tertutup adalah nol. 4. Jenis susunan resistor menentukan besar nilai variabel tegangan dan kuat arus listrik dalam rangkaian. Pada susunan seri, resistor berfungsi sebagai pembagi tegangan, apabila tegangan pada setiap resistor dijumlahkan maka jumlahnya sama dengan besarnya tegangan sumber. Sedangkan jika resistor disusun paralel, maka resistor berfungsi sebagai pembagi arus, apabila kuat arus listrik yang melewati setiap resistor diukur, maka akan memiliki nilai yang sama dengan arus total sebelum titik percabangan (Hukum I Kirchoof). Diharapkan kepada praktikan agar lebih teliti dalam pengambilan data dan kepada asisten agar memperhatikan praktikan dalam pengambilan data sehinga tidak lagi salah-salah dalam menganalisis data hasil praktikum.
DAFTAR RUJUKAN Herman, asisten LFD. 2014. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 1. Makassar: Unit Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA UNM Sumarsono, Joko. 2009. Fisika Dasar Universitas. Jakarta: Teguh Karya. Young, Hugh D. dan Roger A. Freedman. 1999. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 2. Solo: Erlangga.
