Resistivitas Listrik

RESISTIVITAS LISTRIK 

I. Tujuan

1.

Mahasiswa me memahami pr prinsip kerja pe pengukuran resistivits listrik suatu bahan.

2.

Mahasiswa dapat menentukan resistivitas listrik suatu sampel melalui pengukuran

II. Alat-alat dan Bahan

1.

Sam Sampel batu batuan an berb erbagai agai jeni jenis. s.

2.

Multimeter ter di digital 2 buah

3.

Jangka sorong

4.

Mistar  

5.

Kabel penghubung

.

Sum Sumber !rus rus "#o "#ower wer Suppl$ ppl$%%

III. Teori 1. Arus Listrik Listrik dan Kuat Kuat Arus Listrik  Listrik 

Setiap bahan konduktor& mengandung muatan'muatan listrik $ang tidak dapat dapat lepas lepas "kelua "keluar% r% dari dari konduk konduktor tor&& tetapi tetapi dapat dapat berger bergerak ak bebas bebas di dalam dalam kondukto konduktorr tersebut. tersebut. !pabila !pabila bahan konduktor konduktor ini ditempatkan ditempatkan dalam medan medan listrik& listrik& maka setiap muatann$a muatann$a akan menerima menerima ga$a elektrostatik elektrostatik $ang akan men$ebabkan muatan'muatan tersebut bergerak. !liran muatan'muatan listrik ini disebut arus listrik. listrik. Jika bahan konduktor konduktor ditempatkan ditempatkan dalam medan listrik& maka pada konduktor tersebut akan terjadi arus listrik dalam waktu $ang sangat singkat. singkat. Selanjutn$ Selanjutn$aa muatan'muat muatan'muatan an listrik di dalam konduktor konduktor terdistribusi terdistribusi sedemikian rupa sehingga medan listrik di dalam konduktor kembali nol& arus listrik berhenti. !gar arus listrik dapat berlangsung se(ara terus menerus& harus diberikan sumber tenaga atau sumber muatan dari luar konduktor.

!rus listrik dide)inisikan sebagai jumlah muatan listrik $ang melewati melalui suatu permukaan setiap satuan waktu& dirumuskan dengan * i=

∆+

...............................

∆t

1%

dengan i , kuat arus listrik "!%& ∆+ , besarn$a muatan listrik "-%& ∆t,waktu "det%. esarn$a kuat arus listrik $ang mengalir melalui suatu penghantar sebanding dengan luas penampang $ang dilewati oleh partikel pembawa muatan tersebut atau luas konduktor. esarn$a kuat arus listrik $ang mengalir setiap satuan luas penampang disebut rapat arus listrik $ang dirumuskan dengan * J

/

...............................

=

!

2%

dengan J , rapat arus listrik "! m '2%& / , kuat arus listrik "!%& ! , luas  penampang "m2%

2.

Hamatan Listrik  

!liran muatan listrik melalui konduktor mengalami hambatan $ang disebabkan oleh terjadin$a tumbukan atau interaksi antara partikel pembawa muatan

dengan

partikel'partikel

lain

di

dalam

konduktor

sepanjang

 perjalanann$a . Si)at interaksi dan kerapatan partikel di dalam s ebuah konduktor  berbeda dengan konduktor lainn$a. 0leh karena itu& hambatan listrik $ang dialami oleh suatu aliran muatan tergantung pada jenis konduktor. aktor ketergantungan terhadap jenis konduktor disebut sebagai )aktor hambat jenis "resistivitas%. Semakin panjang jalan $ang harus dilalui oleh partikel& semakin  besar pula hambatan $ang terjadi. engan demikian dapat dikatakan bahwa hambatan listrik sebanding dengan panjang konduktor. Sebalikn$a& semakin luas penampang konduktor& akan memberikan keleluasaan lebih besar bagi  partikel pembawa muatan untuk bergerak& oleh karena itu hambatan menjadi  berkurang. #ern$ataan ini dapat dirumuskan dengan * 4 

=

3

ρ 

!

...............................

3%

dengan  , hambatan "Ω%& ρ , hambat jenis "resitivitas "Ω m%& ,panjang konduktor "m%& dan ! , luas penampang konduktor "m 2%. !.

Te"an"an Listrik  

!rus listrik dapat mengalir melalui suatu konduktor apabila pada kedua ujung konduktor tersebut diberikan suatu beda potensial atau tegangan listrik. Semakin besar beda potensial antara ujung'ujung konduktor akan men$ebabkan arus listrik $ang semakin besar pula. engan demikian& kuat arus listrik $ang mengalir pada suatu konduktor sebanding dengan beda potensial "tegangan% di antara ujung'ujung konduktor dan berbanding terbalik dengan hambatan listrikn$a. #ern$ataan ini dapat dirumuskan sebagai berikut * /=

5 4 

...............................

4%

#erumusan ini dikenal dengan hukum #hm  $ang biasa ditulis *  , / . & dengan  , tegangan "%& / , adalah kuat arus "!%& dan  , hambatan "Ω%. 6ntuk menghitung resistivitas diperoleh dengan subtitusi persamaan 3% ke  persamaan 4% sebagai berikut * 5.!

 ρ 

=

/.3

...............................

5%

erdasarkan persamaan 5% dapat dijelaskan bahwa untuk mengukur resistivitas  batuan "ρ% dapat dilakukan dengan mengukur tegangan "%& luas penampang "!%& kuat arus "/%& dan panjang konduktor "%.

IV. Tu"as A$al

1. Sebutkan dan s7jelaskanlah tiga jenis si)at kelistrikan batuan. 2. !pa $ang membedakan suatu bahan bersi)at konduktor& semikonduktor& dan isolator. 3. !pakah kesulitan'kesulitan $ang dihadapi jika kita mengalirkan arus melalui suatu bahan batuan 8

V. %rosedur %er&oaan

1.

6kurlah

panjang

dan

diameter

masing'masing

sampel

batuan

menggunakan mistar dan jangka sorong. 2.

Susunlah alat'alat seperti gambar 1. 



!

'amar 1. Susunan Ran"kaian %er&oaan

3.

9ubungkanlah sumber arus "power suppl$% ke ujung'ujung sampel batuan melalui elektroda arus "plat tembaga%. 6kurlah kuat arus $ang mengalir melalui sampel batuan dengan menggunakan amperemeter "!%.

4.

6kurlah jarak antara elektroda tegangan "%. 9ubungkanlan voltmeter   pada kedua elektroda tegangan& ukurlah tegangan antara kedua elektroda tegangan tersebut.

5.

6bahlah posisi elektroda tegangan& ulangi langkah 4

untuk 5 posisi

elektroda tegangan $ang berbeda. .

6langilah langkah 2 sampai 5 untuk sampel lainn$a.

:.

;uliskanlah data pengamatan pada tabel pengamatan berikut *

Tael 1. (ata %en"amatan )o.

+enis

(iameter

A

I

L

V

Sam*el

Batuan

,m

,m2

,A

,m

,olt

, m

<

<

<

<

<

<

<

1

2

st

VI. Tu"as Akhir

1.

9itunglah luas penampang masing'masing sampel dalam satuan m 2& dengan persamaan * ! ,

2.

9itunglah

¼

π d2.

resistivitas

sampel

batuan

untuk

masing'masing

 pasangan data dengan persamaan. 3.

9itunglah resistivitas rata'rata untuk setiap sampel batuan $ang

 =

diukur seban$ak = , 1> kali& dengan persamaan * 4.

i

 ρ  =

i =1

 =

9itunglah simpangan baku untuk setiap sampel batuan& dengan

 =

 persamaan *

5.

∑ ρ 

 = S

=

1  =

∑ ρ 

i

=

i 1

2

    −  ∑ ρ      =    =

2

i

i 1

 = ' 1

9asil $ang diperoleh dari penelitian ini akan dibandingkan dengan harga $ang ada pada buku re)erensi& dan dihitung ktp dalam prosen "?%.

BAHA) R/+/KA)

!lonso @ inn& 1AB>. 0undamental /niersit %hsi&s& 2nd Cdition& !ddison'Desle$ * =ew Eork. 9allida$ @ esni(k& 1A:B. 0ISIKA & Jilid / Cdisi ///& Crlangga * Jakarta. atna !skiah. S& 1AA>. 0ISIKA (ASAR & =as)ar jaja * Medan. ossi& 1A2. #*ti&s& !ddison'Desle$ * =ew Eork. ;el)ord&D.M.& et al& 1A:& A%%LIE( 'E#%HSI3S& -ambridge 6niversit$ #ress* ondon.