UNIT 3. HUKUM OHM DAN HAMBATAN JENIS KAWAT

Beda Potensial V (V)
Kuat Arus I (A)

Kuat Arus I (A)

Kuat Arus I (A)

HUKUM OHM DAN HAMBATAN JENIS KAWAT
Nur'arizkah, Sukmawati, Susi Suryani Syam
PENDIDIKAN FISIKA 2015
Abstrak
Praktikum kali ini berjudul hukum Ohm dan hambatan jenis kawat. Adapun kegiatan ini terrdiri atas empat kegiatan. Pada kegiatan pertama untuk mengetahu pengaruh luas penmpang terhadap tegangan dan kuar arus digunakan empat luas penampang A yang berbeda, sehingga diperoleh nilai R = "1,010 ± 0,001"Ω untuk A = 0,8 × 10-6 m2; R = "2,082 ± 0,002"Ω untuk A = 0,4 × 10-6 m2; R = "4,066 ± 0,021"Ω untuk A = 0,2 × 10-6 m2; dan R = "5,998 ± 0,010"Ω untuk A = 0,1 × 10-6 m2. Pada kegiatan kedua nilai R = "2,082 ± 0,002"Ω untuk L = 1 m, dan R = "4,47 ± 0,03" Ω untuk L = 2 m. kegiatan ketiga nilai R = "4,12 ± 0,03" Ω untuk kawat konstantan dengan hambatan jenis kawat ρ = " 0,825 ± 0,006 " 10-6 Ω.m, dan R ="0,6175 ± 0,0031"Ω untuk kawat messing dengan hambatan jenis kawat ρ ="0,1235 ± 0,0006" 10-6 Ω.m. Adapun nilai R secara praktikum R = "1,090 ± 0,044" Ω sangat jauh dari nilai secara teori yakni 150Ω sehingga praktikum gagal.
Kata kunci : hambatan, kawat, luas, penampang.

RUMUSAN MASALAH
Bagaimana cara mengukur kuat arus listrik dan beda potensial dengan menggunakan alat yang sesuai?
Bagaimana pengaruh luas penampang, panjang kawat, dan hambatan jenis kawat terhadap kuat arus listrik dan beda potensial?
Berapa nilai hambatan jenis dan hambatan berbagai berbagai jenis kawat penghantar?
Jelaskan yang disebut hukum Ohm?

TUJUAN
Mahasiswa terampil melakukan pengukuran kut arus dan beda potensial t dengan menggunakan alat ukur sesuai.
Mahasiswa dapat memahami pengaruh luas penampang, panjang kawat, dan hambatan jenis kawat terhadap kuat arus listrik dan beda potensial.
Mahasiswa dapat menentukan besar hambatan jenis dan hambatan berbagai jenis kawat penghantar.
Mahasiswa dapat memahami hukum ohm.

METODOLOGI EKSPERIMEN
Teori Singkat
Medan listrik di sekitar sebuah tongkat bermuatan dapat dijelaskan bukan hanya oleh sebuah medan listrik E (vektor) tetapi juga oleh sebuah kuantitas skalar, yakni potensial listrik V. Kuantitas-kuantitas ini dihubungkan dengan erat sekali, dan seringkali hanyalah mengenai soal kemudahannya saja yang mana akan digunakan di dalam sebuah soal (Resnick, 1989: 95).
Untuk mencari selisih potensial listrik di antara dua titik A dan B di dalam sebuah medan listrik, maka kita menggerakkan sebuah muatan ini q0 dari A ke B, dan selalu mempertahankannya di dalam kesetimbangan dan kita menguykur kerja WAB yang harus dilakukan oleh alat yang menggerakkan muatan tersebut. Selisih potensial listrik didefinisikan dari (Resnick, 1989:95).
VB - VA= WABq0 ................................................ (1)
Persamaan di atas mendefinisikan perubahan fungsi V, yang disebut potensial listrik (atau kadang hanya potensial). Seperti dengan energi potensial U, hanya perubahan potensial V sajalah yang dianggap penting. Kita bebas memilih energi potensial atau potensial nol pada titik yang sesuai,seperti yang kita lakukan untuk energi potensial mekanik (Tipler, 2001: 74-75).
Karena potensial listrik adalah energi potensial elektrostatik persatuan muatan, satuan SI untuk potensial dan beda potensial adalah Joule per coulomb volt (V) (Tipler, 2001: 75);
1 V = 1 J/C ................................................. (2)
Arus listrik didefinisikan sebagai laju aliran muatan listrik yang melalui suatu luasan penampang lintang. Jika suatu segmen kawat pembawa arus dimana peembawa-pembawa muatan bergerak dengan kecepatan rata-rata kecil. Jika ΔQ adalah muatan yang mengalir melalui penampang lintang A dalam waktu Δt, arus adalah (Tipler, 2001: 138)
I = Q t ................................................ (3)
Satuan SI untuk arus adalah ampere (A) (Tipler, 2001: 138):
1 A = 1 C/s ................................................. (4)
Jika suatu kawat diberi beda potensial (V) pada ujung-ujungnya dan diukur kuat arus listrik (I) yang melewati kawat, maka bedasarkan Hukum Ohm, nilai pengukuran yang diperoleh akan memenuhi persamaan (Herman, 2015:14):
V = I . R ..................................................(5)
Persamaan (5) memberikan suatu definis umum dari resistensi anatar dua titik ditinjau dari penurunan tegangan V antara dua titik. Satuan SI untuk resistensi, volt per ampere, disebut Ohm (Ω) (Tipler, 2001: 142)
1 Ω = 1 V/A ................................................. (6)
Untuk kebanyakan material, arus dalam suatu segmen kawat sebanding dengan beda potensial yang melintasi segmen, hasil eksperimen ini dikenal sebagai Hukum Ohm (Tipler, 2001: 142).
Untuk setiap perbedaan potensial yang dipakaikan, kita ukur arus i dan menggambarkannya terhadap V sehingga didapat grafik dengan garis lurus. Garis lurus yang dihasilkan berarti bahwa hambatan penghantar ini adalah sama tak perduli berapapun tegangan yang dipakaikan yang kita gunakan untuk mengukur arus tersebut. Hasil penting ini, yang berlaku untuk penghantar-penghantar logam, dikenal sebagai hukum Ohm (Ohm's law). Kita menganggap temperatur penghantar pada pokoknya adalah konstan selama seluruh pengukuran (Resnick, 1989: 193).
Kita menekankan bahwa hubungan V = iR bukanlah merupakan sebuah pernyataan hukum Ohm, sebuah penghantar menuruti hukum ini hanya jika kurva V-i-nya adalah linear, yakni jika R tak tergantung dari V dan i. Hubungan R = V/i tetap sebagai definisi umum dari hambatan sebuah penghantar tak perduli apakah penghantar tersebut menurut hukum Ohm atau tidak (Resnick, 1989: 195).
Resistensi kawat penghantar diketahui sebanding dengan panjang kawat dan berbanding terbalik dengan luas penampang lintang (Tipler, 2001: 143).
R = ρ LA ................................................ (7)
Dimana konstanta kesebandingan ρ disebut resistivitas material penghantar. Satuan resistivitas adalah ohm meter (Ω.m) (Tipler, 2001: 143).

Alat dan Bahan
Alat
Perangkat pengukuran resistansi kawat 1 set
Power supply AC/DC 0-12 V 1 buah
Basicmeter 2 buah
Kabel penghubung ± 6 buah
Resistor 150 Ω 1 buah
Rheostat 1 buah
Alat tulis menulis
Bahan
-
Identifikasi Variabel
Kegiatan 1. Pengaruh luas penampang kawat logam terhadap beda potensial dan kuat arus listrik
Variabel manipulasi : luas penampang kawat logam A (m2)
Variabel respon : kuat arus listrik I (A)
Variabel kontrol : panjang kawat L (m), hambatan jenis kawat (Ω.m),
dan beda potensial V (V)
Kegiatan 2. Pengaruh panjang kawat logam terhadap beda potensial dan kuat arus listrik
Variabel manipulasi : panjang kawat L (m)
Variabel kontrol : luas penampang kawat logam A (m2), hambatan
jenis kawat (Ω.m), dan beda potensial V (V)
Kegiatan 3. Pengaruh jenis kawat (hambatan jenis) terhadap beda potensial dan kuat arus listrik
Variabel manipulasi : hambatan jenis kawat (Ω.m)
Variabel kontrol : panjang kawat L (m), luas penampang kawat
logam A (m2), dan beda potensial V (V)
Kegiatan 4. Menyelidiki hubungan tegangan dan kuat arus listrik.
Variabel manipulasi : beda potensial V (V)
Variabel kontrol : Hambatan kawat R (Ω)
Definisi Operasional Variabel
Kegiatan 1
Variabel manipulasi : luas penampang kawat logam A (m2)
Luas penampang A adalah luas penampang yang tertera pada perangkat pengukuran resistensi kawat berdasarkan jenis kawatnya dan diameternya masing-masing. Satuan yang digunakan berdasarkan Satuan Internasional untuk luas penampang adalah adalah meter kuadrat (m2).
Kuat arus listrik I adalah banyaknya arus yang mengalir dalam rangkaian selama percobaan, alat ukur yang digunakan yakni basicmeter dengan pilihan pengukuran kuat arus I. Adapun satuan yang digunakan berdasarkan Satuan Internasional untuk kuat arus adalah adalah Ampere (A).
Variabel kontrol : panjang kawat L (m), jenis kawat, dan beda
potensial listrik V (V)
Panjang kawat L adalah ukuran panjang kawat pada perangkat pengukuran resistansi kawat yang digunakan ketika melakukan percobaan. Satuan yang digunakan berdasarkan Satuan Internasional untuk panjang kawat adalah adalah meter (m).
Jenis kawat adalah jenis dari kawat pada perangkat pengukuran resistansi kawat yang digunakan selama percobaan.
Beda potensial listrik adalah ukuran tegangan yang digunakan selama percobaan. Alat ukur yang digunakan yakni basicmeter dengan pilihan pengukuran tegangan V. Satuan yang digunakan berdasarkan Satuan Internasional untuk tegangan adalah adalah Volt (V).

Kegiatan 2
Variabel manipulasi : panjang kawat L (m)
Variabel kontrol : luas penampang kawat logam A (m2), jenis
kawat, dan beda potensial V (V)
Kegiatan 3
Variabel manipulasi : jenis kawat
Variabel kontrol : panjang kawat L (m), luas penampang kawat
logam A (m2), dan beda potensial V (V)
Kegiatan 4
Variabel manipulasi : beda potensial V (V)
Variabel kontrol : Hambatan kawat R (Ω)
Hambatan kawat R adalah besar hambatan yang tertera ketika digunakan dalam percobaan. Hambatan kawat R bisa pula didefinisikan sebagai nilai yang didapat dengan menggunakan analisis berdasarkan grafik, dan yang kemudian dibandingkan dengan nilai hambatan yang digunakan. Adapun satuan yang digunakan berdasarkan Satuan Internasional untuk hambatan kawat adalah adalah Ohm (Ω).
Prosedur Kerja
Kegiatan 1. Pengaruh luas penampang kawat logam terhadap beda potensial dan
kuat arus listrik
Menyediakan perangkat percobaan.
Merangkai setiap perangkat dan mengukur tegangan dan kuat arus listrik untuk beberapa luas penampang yang berbeda dengan panjang dan jenis kawat yang sama.
Mencatat hasilnya dalam tabel pengamatan.
Kegiatan 2. Pengaruh panjang kawat logam terhadap beda potensial dan kuat
arus listrik
Melanjutkan kegiatan 1 dengan mengukur tegangan dan kuat arus listrik untuk panjang yang berbeda dengan jenis dan luas penampang kawat yang sama.
Mencatat hasilnya dalam tabel hasil pengamatan.
Kegiatan 3. Pengaruh jenis kawat (hambatan jenis) terhadap beda potensial dan
kuat arus listrik
Melanjutkan kegiatan 1 dengan mengukur tegangan dan kuat arus listrik untuk jenis kawat yang berbeda dengan panjang dan luas penampang kawat yang sama
Mencatat hasilnya dalam tabel hasil pengamatan.
Kegiatan 4. Menyelidiki hubungan tegangan dan kuat arus listrik
Merangkai sebuah resistor dan sebuah Rheostat dengan sebuah tegangan DC.
Mengukur tegangan pada resistor dan kuat arus yang melalui resistor.
Mengatur Rheostat untuk memperoleh data yang bervariasi.
Mencatat hasilnya pada tabel hasil pengamatan

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA
Hasil Pengamatan
Kegiatan 1
Jenis Kawat = Konstantan
Panjang Kawat = 1000 mm = 1 m
NST Voltmeter = 1 V50 = 0,02 V
ΔV = 0,01 V
NST Amperemeter = 1 A50 = 0,02 A
ΔI = 0,01 A
Tabel 1. Hasil pengukuran beda potensial dan kuat arus listrik pada kawat dengan
diameter (luas penampang) yang berbeda-beda.
No
d = 1,0 mm
d = 0,7 mm
d = 0,5 mm
d = 0,35 mm

A = 0,8 mm2
A = 0,4 mm2
A = 0,2 mm2
A = 0,1 mm2

U (V)
I (A)
U (V)
I (A)
U (V)
I (A)
U (V)
I (A)
1
" 0,06 ± 0,01 "
" 0,07 ± 0,01 "
" 0,06 ± 0,01 "
" 0,02 ± 0,01 "
" 0,06 ± 0,01 "
" 0,01 ± 0,01 "
" 0,06 ± 0,01 "
" 0,00 ± 0,01 "
2
" 0,12 ± 0,01 "
" 0,14 ± 0,01 "
" 0,12 ± 0,01 "
" 0,05 ± 0,01 "
" 0,12 ± 0,01 "
" 0,03 ± 0,01 "
" 0,12 ± 0,01 "
" 0,01 ± 0,01 "
3
" 0,18 ± 0,01 "
" 0,18 ± 0,01 "
" 0,18 ± 0,01 "
" 0,08 ± 0,01 "
" 0,18 ± 0,01 "
" 0,04 ± 0,01 "
" 0,18 ± 0,01 "
" 0,02 ± 0,01 "
4
" 0,24 ± 0,01 "
" 0,24 ± 0,01 "
" 0,24 ± 0,01 "
" 0,11 ± 0,01 "
" 0,24 ± 0,01 "
" 0,06 ± 0,01 "
" 0,24 ± 0,01 "
" 0,03 ± 0,01 "
5
" 0,30 ± 0,01 "
" 0,30 ± 0,01 "
" 0,30 ± 0,01 "
" 0,14 ± 0,01 "
" 0,30 ± 0,01 "
" 0,08 ± 0,01 "
" 0,30 ± 0,01 "
" 0,04 ± 0,01 "
6
" 0,36 ± 0,01 "
" 0,36 ± 0,01 "
" 0,36 ± 0,01 "
" 0,16 ± 0,01 "
" 0,36 ± 0,01 "
" 0,09 ± 0,01 "
" 0,36 ± 0,01 "
" 0,05 ± 0,01 "
7
" 0,42 ± 0,01 "
" 0,42 ± 0,01"
" 0,42 ± 0,01 "
" 0,20 ± 0,01 "
" 0,42 ± 0,01 "
" 0,10 ± 0,01 "
" 0,42 ± 0,01 "
" 0,06 ± 0,01 "
8
" 0,48 ± 0,01 "
" 0,48 ± 0,01"
" 0,48 ± 0,01 "
" 0,22 ± 0,01 "
" 0,48 ± 0,01 "
" 0,12 ± 0,01 "
" 0,48 ± 0,01 "
" 0,07 ± 0,01 "
9
" 0,54 ± 0,01 "
" 0,54 ± 0,01"
" 0,54 ± 0,01 "
" 0,25 ± 0,01 "
" 0,54 ± 0,01 "
" 0,13 ± 0,01 "
" 0,54 ± 0,01 "
" 0,08 ± 0,01 "
10
" 0,60 ± 0,01 "
" 0,60 ± 0,01"
" 0,60 ± 0,01 "
" 0,28 ± 0,01 "
" 0,60 ± 0,01 "
" 0,14 ± 0,01 "
" 0,60 ± 0,01 "
" 0,09 ± 0,01 "
11
" 0,66 ± 0,01 "
" 0,66 ± 0,01"
" 0,66 ± 0,01 "
" 0,31 ± 0,01 "
" 0,66 ± 0,01 "
" 0,16 ± 0,01 "
" 0,66 ± 0,01 "
" 0,10 ± 0,01 "
12
" 0,72 ± 0,01 "
" 0,73 ± 0,01"
" 0,72 ± 0,01 "
" 0,34 ± 0,01 "
" 0,72 ± 0,01 "
" 0,18 ± 0,01 "
" 0,72 ± 0,01 "
" 0,11 ± 0,01 "

Kegiatan 2.
Jenis kawat = konstantan
Diameter = 0,7 × 10-3 m
Luas penampang = 0,4 × 10-6 m2
Tabel 2. Pengukuran beda potensial dan kuat arus listrik pada kawat dengan
panjang kawat yang berbeda-beda.
No.
L = 1 m
L = 2 m

U (V)
I (A)
U (V)
I (A)
1
" 0,06 ± 0,01 "
" 0,02 ± 0,01 "
" 0,06 ± 0,01 "
" 0,02 ± 0,01 "
2
" 0,12 ± 0,01 "
" 0,05 ± 0,01 "
" 0,12 ± 0,01 "
" 0,03 ± 0,01 "
3
" 0,18 ± 0,01 "
" 0,08 ± 0,01 "
" 0,18 ± 0,01 "
" 0,04 ± 0,01 "
4
" 0,24 ± 0,01 "
" 0,11 ± 0,01 "
" 0,24 ± 0,01 "
" 0,06 ± 0,01 "
5
" 0,30 ± 0,01 "
" 0,14 ± 0,01 "
" 0,30 ± 0,01 "
" 0,07 ± 0,01 "
6
" 0,36 ± 0,01 "
" 0,16 ± 0,01 "
" 0,36 ± 0,01 "
" 0,08 ± 0,01 "
7
" 0,42 ± 0,01 "
" 0,20 ± 0,01 "
" 0,42 ± 0,01 "
" 0,10 ± 0,01 "
8
" 0,48 ± 0,01 "
" 0,22 ± 0,01 "
" 0,48 ± 0,01 "
" 0,12 ± 0,01 "
9
" 0,54 ± 0,01 "
" 0,25 ± 0,01 "
" 0,54 ± 0,01 "
" 0,13 ± 0,01 "
10
" 0,60 ± 0,01 "
" 0,28 ± 0,01 "
" 0,60 ± 0,01 "
" 0,14 ± 0,01 "
11
" 0,66 ± 0,01 "
" 0,31 ± 0,01 "
" 0,66 ± 0,01 "
" 0,15 ± 0,01 "
12
" 0,72 ± 0,01 "
" 0,34 ± 0,01 "
" 0,72 ± 0,01 "
" 0,16 ± 0,01 "
Kegiatan 3
Diameter Kawat (d) = 0,5 x 10-3 m
Luas Penampang (A) = 0,2 x 10-6 m2
Panjang kawat (l) = 1 m
Tabel 3. pengukuran beda potensial dan kuat arus listrik pada jenis kawat yang
berbeda
No.
Jenis Kawat : Konstantan
Jenis Kawat : Messing

U (V)
I (A)
U (V)
I (A)
1
" 0,06 ± 0,01 "
" 0,01 ± 0,01 "
" 0,06 ± 0,01 "
" 0,10 ± 0,01 "
2
" 0,12 ± 0,01 "
" 0,03 ± 0,01 "
" 0,12 ± 0,01 "
" 0,21 ± 0,01 "
3
" 0,18 ± 0,01 "
" 0,04 ± 0,01 "
" 0,18 ± 0,01 "
" 0,31 ± 0,01 "
4
" 0,24 ± 0,01 "
" 0,06 ± 0,01 "
" 0,24 ± 0,01 "
" 0,41 ± 0,01 "
5
" 0,30 ± 0,01 "
" 0,08 ± 0,01 "
" 0,30 ± 0,01 "
" 0,50 ± 0,01 "
6
" 0,36 ± 0,01 "
" 0,09 ± 0,01 "
" 0,36 ± 0,01 "
" 0,60 ± 0,01 "
7
" 0,42 ± 0,01 "
" 0,10 ± 0,01 "
" 0,42 ± 0,01 "
" 0,70 ± 0,01 "
8
" 0,48 ± 0,01 "
" 0,12 ± 0,01 "
" 0,48 ± 0,01 "
" 0,80 ± 0,01 "
9
" 0,54 ± 0,01 "
" 0,13 ± 0,01 "
" 0,54 ± 0,01 "
" 0,88 ± 0,01 "
10
" 0,60 ± 0,01 "
" 0,14 ± 0,01 "
" 0,60 ± 0,01 "
" 0,98 ± 0,01 "
Kegiatan 4
Resistor = 150 Ω
NST Voltmeter = 10 v50 = 0,2 V
ΔV = 0, 1 V
NST Amperemeter = 100 mA50 = 0,002 A
ΔI = 0,001 A
Tabel 4. Hubungan antara kuat arus listrik dan beda potensial
No.
Tegangan (Volt)
Kuat Arus Listrik (A)
1
0,6 ± 0,1
0,006 ± 0,001
2
0,8 ± 0,1
0,008 ± 0,001
3
1,2 ± 0,1
0,011 ± 0,001
4
1,4 ± 0,1
0,014 ± 0,001
5
2,0 ± 0,1
0,020 ± 0,001
6
2,4 ± 0,1
0,024 ± 0,001
7
3,4 ± 0,1
0,033 ± 0,001
8
4,4 ± 0,1
0,042 ± 0,001
9
6,2 ± 0,1
0,058 ± 0,001
10
7,2 ± 0,1
0,067 ± 0,001
11
8,2 ± 0,1
0,076 ± 0,001
12
9,4 ± 0,1
0,087 ± 0,001

ANALISIS DATA
Kegiatan 1. Pengaruh luas penampang kawat logam terhadap beda potensial dan
Grafik Hubungan

Grafik 1. Pengaruh luas penampang terhadap beda potensial dan kuat arus listrik.
Nilai Hambatan R (Ω) pada setiap luas penampang A (m2)
Untuk A = 0,8 × 10-6 m2
tan α = yx= IV
y = mx + c
y = 0,9895x + 0,0074 ; R2 = 0,9992
m =yx
dimana: V = I R
sehingga,
yx = IV
m=1R
1R = m
R = 1m
R = 10,9895= 1,01 Ω
DK = R2 × 100 % = 0,9992 × 100% = 99,92 %
KR = 100% - DK = 100% - 99,92% = 0,08 % (4 AB)
R = KR × R100%= 0,08 % × 1,01100% = 0,0008 Ω
R = " R ± R " = " 1,010 ± 0,001 " Ω
Untuk A = 0,4 × 10-6 m2
R = 10,4802= 2,082 Ω
DK = R2 × 100 % = 0,9992 × 100% = 99,92 %
KR = 100% - DK = 100% - 99,92% = 0,08 % (4 AB)
R = KR × R100%= 0,08 % × 2,082 Ω100% = 0,0016656 Ω
R = " R ± R " = " 2,082 ± 0,002 " Ω
Untuk A = 0,2 × 10-6 m2
R = 10,2459= 4,066 Ω
DK = R2 × 100 % = 0,9947 × 100% = 99,47 %
KR = 100% - DK = 100% - 99,47% = 0,53 % (4 AB)
R = KR × R100%= 0,53 % × 4,066 Ω100% = 0,0215 Ω
R = " R ± R " = " 4,066 ± 0,021 " Ω
Untuk A = 0,1 × 10-6 m2
R = 10,1667= 5,998 Ω
DK = R2 × 100 % = 1 × 100% = 100 %
KR = 100% - DK = 100% - 100% = 0% (4 AB)
KR = NST grafik = 0,15= 0,02 Ω
R = 0,01 Ω
R = " R ± R " = " 5,998 ± 0,010 " Ω
Kegiatan 2. Pengaruh panjang kawat logam terhadap beda potensial dan kuat arus
listrik.
Grafik Hubungan

Grafik 2. Pengaruh panjang kawat logam terhadap beda potensial dan kuat arus
listrik.
Nilai Hambatan R (Ω) pada setiap panjang kawat L (m)
Untuk L = 1 m
R = 1m
R = 10,4802= 2,082 Ω
DK = R2 × 100 % = 0,9992 × 100% = 99,92 %
KR = 100% - DK = 100% - 99,92% = 0,08 % (4 AB)
R = KR × R100%= 0,08 % × 2,082 Ω100% = 0,0016656 Ω
R = " R ± R " = " 2,082 ± 0,002 " Ω
Untuk L = 2 m
R = 1m
R = 10,2238= 4,468 Ω
DK = R2 × 100 % = 0,9928 × 100% = 99,28 %
KR = 100% - DK = 100% - 99,28% = 0,72 % (3 AB)
R = KR × R100%= 0,72 % × 4,468 Ω100% = 0,0321 Ω
R = " R ± R " = "4,47 ± 0,03" Ω
Kegiatan 3. Pengaruh jenis kawat (hambatan jenis) terhadap beda potensial dan
kuat arus listrik.
Grafik Hubungan

Grafik 3. Pengaruh hambatan jenis terhadap beda potensial dan kuat arus listrik.
Nilai Hambatan R (Ω) pada setiap jenis kawat ρ (m2)
Untuk jenis kawat konstantan
R = 1m
R = 10,2424= 4,125 Ω
DK = R2 × 100 % = 0,9917 × 100% = 99,17 %
KR = 100% - DK = 100% - 99,17% = 0,83 % (3 AB)
R = KR × R100%= 0,83 % × 4,125 Ω100% = 0,0342 Ω
R = " R ± R " = " 4,12 ± 0,03 " Ω
Hambatan jenis kawat
ρ = RAL= 4,125 Ω × 0,2 × 10-6m1 m = 0,825 × 10-6 Ω.m
ρ = RRρ = 0,0344,1250,825 ×10-6 Ω = 0,0068 × 10-6 Ω.m
KR = ρρ × 100 %
KR = 0,0068 × 10-60,825 × 10-6× 100 % = 0,0082 × 100 % = 0,82 % (3 AB)
PF: ρ = " ρ ± ρ " = " 0,825 ± 0,006 " 10-6 Ω.m
Untuk jenis kawat messing
R = 1m
R = 11,6192= 0,6175 Ω
DK = R2 × 100 % = 0,9995 × 100% = 99,95 %
KR = 100% - DK = 100% - 99,95% = 0,05 % (4 AB)
R = KR × R100%= 0,05 % × 0,6175 Ω100% = 0,0030875 Ω
R = "R ± R" = "0,6175 ± 0,0031 " Ω
Hambatan jenis kawat
ρ = RAL= 0,6175 Ω × 0,2 × 10-6m1 m = 0,1235 × 10-6 Ω.m
ρ = RRρ = 0,00310,61750,1235 ×10-6 Ω = 0,00062 × 10-6 Ω.m
KR = ρρ × 100 %
KR = 0,00062 × 10-60,1235 × 10-6× 100 % = 0,0050 × 100 % = 0,5 % (4 AB)
PF: ρ = " ρ ± ρ " = " 0,1235 ± 0,0006 " 10-6 Ω.m

Kegiatan 4. Menyelidiki hubungan tegangan dan kuat arus listrik

Grafik 4. Hubungan tegangan dan kuat arus listrik.
V = IR
R =VI
R =dxdy
1R =dydx
1R =d(0,9174x-0,0108)dx
R =10,9174= 1,0900 Ω
DK = R2×100% = 0,9996×100% = 99,96%
KR =100% - 99,96% = 0,04% (4 AB)
R =KR ×R100 %
R =0,04%× 1,09 Ω100 % = 0,0436 Ω
R = " R ± R "
R = " 1,090 ± 0,044 " Ω
% diff = RT- RPRT+ RP2 × 100 %
% diff = 150 - 1,09 150 + 1,092 x 100 %
% diff = 1,97 x 100 %
% diff = 197 %
PEMBAHASAN
Praktikum ini terdiri atas empat kegiatan. kegiatan pertama yakni pengaruh luas penampang terhadap beda potensial dan kuat arus listrik. Pada kegiatan ini dengan menggunakan beda potensial yang sama yakni dimulai dari 0,06 V; 0,12 V; 0,18 V; 0,24 V; 0,30 V; 0,36 V; 0,42 V; 0,48 V; 0,54 V; 0,60 V; 0,66 V; dan 0,72 V didapatkan kuat arus yang berbeda berdasarkan luas penampangnya. Untuk luas penampang A = 0,8 × 10-6 m2 didapatkan kuat arus 0,07 I; 0,14 I; 0,18 I; 0,24 I; 0,30 I; 0,36 I; 0,42 I; 0,48 I; 0,54 I; 0,60 I; 0,66 I; dan 0,73 I. Sedangkan untuk A = 0,4 × 10-6 m2 didapatkan kuat arus 0,02 I; 0,05 I; 0,08 I; 0,11 I; 0,14 I; 0,16 I; 0,20 I; 0,22 I; 0,25 I; 0,28 I; 0,31 I; dan 0,34 I. Untuk A = 0,2 × 10-6 m2 didapatkan kuat arus 0,01 I; 0,03 I; 0,04 I; 0,06 I; 0,08 I; 0,09 I; 0,10 I; 0,12 I; 0,13 I; 0,14 I; 0,16 I; dan 0,18 I. Dan untuk A = 0,1 × 10-6 m2 didapatkan kuat arus 0,00 I; 0,01 I; 0,02 I; 0,03 I; 0,04 I; 0,05 I; 0,06 I; 0,07 I. Setelah itu dibuatlah grafik hubungan beda potensial dan kuat arus dari data-data tersebut. Dari empat grafik yang terbentuk didapat besar hambatan untuk luas penampang 1 yakni R = " 1,010 ± 0,001 " Ω , untuk luas penampang 2, nilai R = " 2,082 ± 0,002 " Ω, untuk luas penampang 3 nilai R = " 4,066 ± 0,021 " Ω dan untuk luas penampang 4 nilai R = " 5,998 ± 0,010 " Ω. Jika dibandingkan antara nilai hambatan dengan luas penampang untuk tiap diameter kawat yang berbeda, ternyata dapat dinyatakan bahwa semakin kecil luas penampang kawat maka hambatan kawat semakin besar, sehingga dapat dinyatakan bahwa luas penampang berbanding terbalik dengan hambatan kawat, dalam persamaan matematis:
R ~ 1A
Pada kegiatan kedua yakni pengaruh panjang kawat L terhadap beda potensial dan kuat arus listrik. Pada kegiatan ini dengan menggunakan beda potensial yang sama yakni dimulai dari 0,06 V; 0,12 V; 0,18 V; 0,24 V; 0,30 V; 0,36 V; 0,42 V; 0,48 V; 0,54 V; 0,60 V; 0,66 V; dan 0,72 V didapatkan kuat arus yang berbeda berdasarkan panjang kawat . Untuk luas penampang L = 1 m didapatkan kuat arus 0,02 I; 0,05 I; 0,08 I; 0,11 I; 0,14 I; 0,16 I; 0,20 I; 0,22 I; 0,25 I; 0,28 I; 0,31 I; dan 0,34 I. Sedangkan untuk L = 2 m didapatkan kuat arus 0,02 I; 0,03 I; 0,04 I; 0,06 I; 0,07 I; 0,08 I; 0,10 I; 0,12 I; 0,13 I; 0,14 I; 0,15 I; dan 0,16 I. Setelah itu dibuatlah grafik hubungan beda potensial dan kuat arus dari data-data tersebut. Dari empat grafik yang terbentuk didapat besar hambatan untuk panjang kawat 1 m yakn R = " 2,082 ± 0,002 " Ω , untuk panjang kawat 2 m, nilai R = "4,47 ± 0,03" Ω. Jika dibandingkan antara nilai hambatan dengan panjang kawat yang digunakan untuk tiap diameter kawat yang sama, ternyata dapat dinyatakan bahwa semakin panjang kawat yang digunakan maka hambatan kawat juga semakin besar, sehingga dapat dinyatakan bahwa panjang kawat berbanding lurus dengan hambatan kawat, dalam persamaan matematis:
R ~ L
Pada kegiatan ketiga yakni pengaruh jenis/hambatan jenis kawat ρ terhadap beda potensial dan kuat arus listrik. Pada kegiatan ini dengan menggunakan beda potensial yang sama yakni dimulai dari 0,06 V; 0,12 V; 0,18 V; 0,24 V; 0,30 V; 0,36 V; 0,42 V; 0,48 V; 0,54 V; 0,60 V; 0,66 V; dan 0,72 V. Didapatkan kuat arus yang berbeda berdasarkan jenis kawat yang digunakan. Untuk jenis kawat konstantan didapatkan kuat arus 0,01 I; 0,03 I; 0,04 I; 0,06 I; 0,08 I; 0,09 I; 0,10 I; 0,12 I; 0,13 I; 0,14 I; 0,16 I; dan 0,18 I. Sedangkan untuk jenis kawat Messing didapatkan kuat arus 0,10 I; 0,21 I; 0,31 I; 0,41 I; 0,50 I; 0,60 I; 0,70 I; 0,80 I; 0,88 I; dan 0,98 I. Setelah itu dibuatlah grafik hubungan beda potensial dan kuat arus dari data-data tersebut. Dari dua fungsi yang terbentuk didapat besar hambatan untuk jenis kawat konstantan yakni R = " 4,12 ± 0,03 " Ω, untuk kawat jenis messing, nilai "0,6175 ± 0,0031 " Ω. Adapula nilai hambatan kawat jenis untuk kawat konstantan yakni ρ = " 0,825 ± 0,006 " 10-6 Ω.m, sedangkan untuk kawat messing yakni ρ =" 0,1235 ± 0,0006 " 10-6 Ω.m. Jika dibandingkan antara nilai hambatan dengan hambatan jenis kawat yang digunakan untuk tiap diameter kawat yang sama, ternyata dapat dinyatakan bahwa semakin besar nilai hambatan jenis kawat yang digunakan maka hambatan kawat juga semakin besar, sehingga dapat dinyatakan bahwa hambatan jenis kawat berbanding lurus dengan hambatan kawat, dalam persamaan matematis:
R ~ ρ
Ketiga persamaan hubungan yang telah didapatkan dari ketiga kegiatan diatas jika disatukan maka akan membentuk persamaan hambatan yakni:
R ~ 1A
R ~ L
R ~ ρ
Sehigga menjadi persamaan berikut.
R = ρLA
Adapun pada kegiatan keempat yakni hubungan antar beda potensial dan kuat arus. Data beda potensial dimanipulasi dengan menggunakan rheeostat. Sehingga diperoleh beda potensial yakni 0,06 V; 0,08 V; 0,12 V; 0,14 V; 0,20 V; 0,24 V; 0,34 V; 0,44 V; 0,62 V; 0,72 V; 0,82 V; dan 0,94 V. Didapatkan kuat arus yakni 0,06 I; 0,08 I; 0,11 I; 0,14 I; 0,20 I; 0,24 I; 0,33 I; 0,42 I; 0,58 I; 0,67 I; 0,76 I; dan 0,87 I. Setelah itu dibuatlah grafik hubungan beda potensial dan kuat arus dari data-data tersebut. Dari grafik yang terbentuk didapat besar hambatan yakni R = " 1,090 ± 0,044 " Ω yang dijadikan sebagai hambatan secara praktikum.
Nilai hambatan secara praktikum diatas kemudian dibandingkan dengan nilai kesetaraan energi secara teori yakni 150 Ω dan diperolehlah kesimpulan bahwa hasil percobaan kali ini gagal akibat adanya jarak yang terlalu jauh dari nilai hambatan kawat hasil percobaan dengan hasil teori. Adapun kesalahan atau kegagalan dalam percobaan ini kemungkinan disebabkan oleh kurang pekanya pengamat saat melihat penunjuka skala pada basicmeter. Hal ini akan menambah ataupun mengurangi beda potensial serta kuat arus listrik dan akhirnya akan mengubah hasil ukur, adanya paralaks saat pembacaan skala pada termometer yang tidak diperhitungkan pengamat,
PENUTUP
Simpulan
Cara melakukan pengukuran kuat arus listrik dan beda potensial dengan menggunakan alat ukur yang sesuai. Dimana dalam hal ini kami melakukan pengukuran kuat arus dan tegangan listrik dengan menggunakan basicmeter. Adapun cara pengukurannya yakni untuk basicmeter yang digunakan sebagai ammperemeter dipasang secara seri terhadap rangkaian sehingga arus yang terukur nilainya sama sebab jika dipasang secara paralel, maka ammeter yang memiliki hambatan yang kecil akan semakin kecil hingga akhirnya tegangan yang mengaliur terlalu besar dan dapat merusak alat, sedangkan untuk basicmeter yang digunakan sebagai voltmeter dipasang secara paralel terhadap hambatan sebab voltmeter dalam hal ini memiliki hambatan yang besar pula dan jika dipasang secara seri maka hasil pengukurannya akan terlalu kecil nilainya dari yang sebenarnya. menentukan nilai kesetaraan energi dalam tiga kali perngukuran.
Dari percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa luas penampang berbanding terbalik terhadap hambatan kawat maksudnya semakin kecil luas penampang kawat maka nilai hambatan kawat akan semakin besar, begitupula sebaliknya. Sedangkan panjang kawat dan hambatan jenis kawat berbading lurus terhadap hambatan kawat, maksudnya semakin besar nilai hambatan jenis dan semakin panjang kawat penghantar maka semakin besar pula nilai hambatan kawat.
Besar hambatan jenis yang diperoleh dari percobaan diatas yakni untuk kawat konstantan hambatan jenisnya sebesar ρ = " 0,825 ± 0,006 " 10-6 Ω.m, sedangkan untuk kawat messing hambatan jenisnya sebesar ρ = " 0,1235 ± 0,0006 " 10-6 Ω.m.
Hukum Ohm menyatakan bahwa arus listrik yang mengalir melalui kawat sebanding dengan luas penampang dan berbanding terbalik dengan panjang kawat dan hambatan jenis kawat tersebut. Sedangkan beda potensial berbanding terbalik dengan luas penampang dan berbanding lurus dengan panjang kawat dan hambatan jenis kawat tersebut.
Saran
Sebaiknya praktikan meningkatkan ketelitiannya sehingga dalam melakukan percobaan tidak terjadi kesalahan yang berakibat fatal. Sama halnya dalam melakukan prosedur kerja diharapkan lebih konsentrasi sehingga tidak perlu mengulang-ulang dalam memperoleh data seperti praktikan sebelumnya.
Kepada laboran diharapkan agar alat dan bahan yang digunakan dapat diganti jika memang sudah tidak dapat digunakan dan lebih dilengkapi agar kesalahan kalibrasi dapat dihindari.
DAFTAR RUJUKAN
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika (Edisi 5 Jilid 1), terjemahan Dra. Yuhilza Hanum, M.Eng., dkk. Jakarta:Erlangga
Herman, asisten LFD. 2015. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2. Makassar: Unit Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA UNM
Tipler, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik (Edisi 3 Jilid 1), terjemahan Dr. Lea Prasetio, M.Sc, dkk. Jakarta: Erlangga
Young, Hugh D, dkk. 2002. Fisika Universitas (Edisi 10 Jilid 1), terjemahan Ir. Endang Juliastuti, M.S., dkk. Jakarta: Erlangga.

Kuat Arus I (A)

UNIT 3. HUKUM OHM DAN HAMBATAN JENIS KAWAT

Recommend Documents