Laporan Hukum Ohm Modul 1 Fisika Dasar .pdf

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR 1 HUKUM OHM Irfan Syafar Farouk S.Si September 30, 2016 Asisten Praktikum : Siti Hadiaty Yuningsih(1147030047) Disusun Oleh : Isnaini Nur Islami(1157030030)

JURUSAN FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG 2016

1

Abstract Pada praktikum tentang hukum ohm ini yang bertujuan agar praktikan memahami hukum ohm pada rangkaian resistor seri maupun paralel, mengaplikasikan hukum ohm pada rangkaian sensor cahaya dan menganalisis hasil percobaan alat dengan simulasi. Metode pengukuran yang dilakukan praktikan yaitu melakukan percobaan tentang penggunaan hukum ohm pada rangkaian seri yang merupakan pembagi tegangan dan rangkaian paralel sebagai pembagi arus di software multiSIM dan project board dan juga melakukan percobaan pada rangkaian LDR di software proteus dan project board. Dan hasil praktikum ini dapat dinyatakan bahwa dalam rangkaian seri terbukti bahwa arus yang mengalir pada setiap resistor bernilai sama, pada rangkaian paralel terbukti bahwa tegangan atau beda potensial yang dihasilkan setiap resistor bernilai sama, dan pada rangkaian sensor cahaya didapat bahwa semakin kuat intensitas cahaya (terang) maka tegangan yang dihasilkan semakin kecil dan sebaliknya jika intensitas cahaya kecil (gelap) maka tegangan yang dihasilkan akan besar. Keywords: Hukum ohm, kuat arus listrik, Tegangan, rangkaian seri, rangkaian paralel, rangkaian LDR, sensor cahaya, multiSIM, proteus, project board,simulasi

1

1

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Dalam sebuah rangkaian listrik dikenal dengan istilah arus listrik (I), tegangan atau beda potensial (V) dan hambatan (R. Pada dasarnya sebuah rangkaian listrik terjadi ketika sebuah penghantar mampu dialiri electron bebas secara terus menerus. Aliran inilah yang disebut dengan arus. Sedangkan tegangan adalah beda potensial yang ada di antara titik rangkaian listrik tersebut. Untuk menemukan hubungan di antara istilah-istilah yang ada dalam sebuah rangkaian listrik diperlukan sebuah praktikum yang dapat membuktikannya. Dengan melakukan praktikum yang berjudul Hukum Ohm ini kita dapat mengetahui dan mempelajari hubungan antara tegangan atau beda potensial dan kuat arus pada suatu rangkaian dan dapat digunakan untuk mengetahui sebuah hambatan listrik tanpa harus menggunakan alat (multimeter). Selain itu materi tentang hukum ohm ini sangat berguna khususnya yang mendalami kelistrikan. Dan juga hukum ohm ini sangat berhubungan dengan alat-alat otomatis yang terjadi disekitar kita, salah satunya sensor cahaya atau Light Dependent Resistor (LDR) yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia.

1.2

Tujuan

1. Memahami hukum ohm pada rangkaian resistor seri maupun paralel 2. Mengaplikasikan hukum ohm pada rangkaian sensor cahaya 3. Menganalisis hasil percobaan alat dengan simulasi

2

2

Dasar Teori

Sebuah eksperimen mengatakan bahwa ketika sebuah kawat diberikan beda potensial atau tegangan, maka arus di dalam kawat tersebut akan sebanding dengan beda potensialnya. Hasil eksperimen tersebut sekarang dikenal dengan Hukum Ohm dengan konstanta kesebandingannya ditulis dengan I/R, dimana I merupakan kuat arus listrik dan R merupakan resistansi atau I = 1/R . V atau R = V/R atau V = R . I (Tipler, Paul A . 2001) Kombinasi resistor terbagi menjadi rangkaian seri dan rangkaian paralel. Rangkaian seri merupakan sebuah rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih resistor yang disusun secara sejajar (seri). Dalam mencari nilai resistor total dapat menjumlahkan semua resistor yang disusun secara seri tersebut. Hal ini mengacu pada pengertian bahwa nilai kuat arus listrik disemua titik pada rangkaian seri selalu sama. Sedangkan rangkaian paralel merupakan sebuah rangkaian yang terdiri 2 buah atau lebih resistor yang disusun yang disusun secara berderet (paralel). Dan dalam mencari nilai resistor totalnya mengacu pada pengertian bahwa besar kuat arus yang masuk ke percabangan sama dengan besar kuat arus yang keluar dari percabangan (I in = I out) atau lebih terkenal dengan hukum kirchoff. Dengan mengacu pada perhitungan hukum ohm maka dapat diperoleh rumus 1/(R total) = + 1/R1+1/R2+...+1/Rn (Ahmad, Jayadin . 2007) Persamaan hukum ohm dapat dimanfaatkan sebagai rangkaian yang dapat mendeteksi perubahan resistansi dari foto-resistor atau LDR. Pada persamaan V = R.I ini bahwa nilai V akan berubah jika resistansi berubah, sedangkan pada persamaan I = V/R ini bahwa nilai I yang akan berubah. Dapat kita ketahui bahwa Light Dependent Resistor (LDR) merupakan resistor yang besar resistansinya bergantung terhadap intensitas cahaya yang menyelimuti permukaannya. Prinsip kerja semua sensor cahaya hampir sama yaitu dengan menyerap energi yang terkandung dalam foton (partikel cahaya) untuk menggerakan elektron dalam komponen tersebut. Dengan bergeraknya elektron, maka timbullah arus listrik. Menurut hukum ohm, arus listrik yang mengalir melewati suatu hambatan maka akan terjadi beda tegangan. (Dins, Deni .2010)

3

3

METODE PRAKTIKUM

3.1

Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada: Tanggal : Kamis, 22 September 2016 Waktu : 14.30 WIB - Selesai Tempat : Laboratoriun Instrumen

3.2

Alat dan bahan yang digunakan antara lain:

1. Resistor 2. Projectbord 3. Catu daya 4. Multimeter 5. Software MultiSIM 6. Software Proteus 7. LDR 8. Papan PCB 9. Baterai 10. Timah 11. Solder 12. Penyedot Timah 13. Kabel jumper

4

3.3 3.3.1

Prosedur Percobaan: Paragraf

Rangkaian Seri Rangkaian disusun sesuai dengan gambar simulasi di software MultiSIM dan project board. Kemudian nilai resistansinya resistorresistor tersebut ditentukan sendiri. Dilanjut dengan diukurnya besar resistansi total pada rangkaian dan ketika diberikan tegangan sebesar 6 V arus DC, diukur besar tegangan masing-masing resistor dan dijumlahkan kemudian dibandingkan dengan V sumber. Kemudian diukur besar arus yang mengalir pada rangkaian . Dihitung nilai resistansi total tegangan pada masing-masing resistor dan arus yang mengalir pada rangkaian dengan menggunakan rumus pada hukum ohm. kemudian data ditulis pada tabel. Rangkaian Paralel Disusun rangkaian seperti gambar simulasi di software MultiSIM dan project board. Kemudian nilai resistansinya resistor-resistor tersebut ditentukan sendiri. Kemudian diukur besar resistansi pengganti (Rpengganti) pada rangkaian. Lalu tegangan diberikan sebesar 6 V arus DC, diukur besar arus pada masing-masing resistor (I1,I2,..,I5) dan dijumlahkan kemudian dibandingkan dengan arus pada rangkaian (Itot). Kemudian diukur besar tegangan pada rangkaian (Vtot), diukur nilai resistansi Rpengganti, arus pada masing-masing resistor, dan tegangan pada rangkaian dengan menggunakan rumus pada hukum ohm dan dibuktikan pula hukum kirchoff pada rangkaian tersebut. Lalu ditulis data pada tabel. Rangkaian konsep sensor cahaya Dibuat simulasi rangkaian di software proteus dan project board. Lalu diukur tegangan sensor pada saat kondisi gelap dan terang.

5

3.3.2

Diagram Alir Rangkaian Seri buat simulasi pada software multiSIM dan project board

susun rangkaian sesuai dengan gambar simulasi

ukur resistansi tiap resistor dan Rtotal

Masukan tegangan 6 Volt DC

Mengukur V pada masing-masing R dan jumlahkan

Bandingkan dengan Vsumber

Mengukur besar I

Mencari nilai Rtotal, (VR1, VR2, VR3), dan (I)dengan hukum ohm

hasil data ditulis pada tabel

6

3.3.3

Diagram Alir Rangkaian Paralel buat simulasi pada software multiSIM dan projectboard

susun rangkain seperti pada hasil gambar simulasi

tentukan nilai resistansi resistor

Mengukur Rpengganti

Masukan tegangan 6 Volt DC

Mengukur I pada masing-masing R dan jumlahkan (Itot)

ukur besar tegangan pada rangkaian

Mencari nilai Rpengganti, (IR1, IR2, IR3), dan (V) sesuai hukum ohm

hasil data ditulis pada tabel

7

3.3.4

Diagram Alir Rangkaian sensor cahaya buat simulasi pada software proteus

susun rangkaian sesuai dengan simulasi

ukur tegangan sensor pada saat kondisi gelap dan terang

hasil data dimasukkan pada tabel

8

4 4.1 4.1.1

Hasil dan Pembahasan Data Hasil Pengamatan Rangkaian seri

No. R(Ohm) I(A) V(volt) Rtot(Ohm) Vsumber = V1+V2+..+Vn(volt) 1. 22k 8.882 x 10-6 187.06 x 10-3 705622 1119.03 x 10-3 2. 3.3k 8.882 x 10-6 28.06 x 10-3 705622 1119.03 x 10-3 3. 680k 8.882 x 10-6 28.08 x 10-3 705622 1119.03 x 10-3 4. 102 8.492 x 10-6 867.87 x 10-3 705622 1119.03 x 10-3 5. 220 8.492 x 10-6 1.96 x 10-3 705622 1119.03 x 10-3 4.1.2

Rangkaian Paralel

No. R(Ohm) I(A) V(volt) Rtot(Ohm) Itotal = I1+I2+..+I3 (A) 1. 22k 271.78 x 10-6 6 68 x 10-3 88190.66 x 10-6 2. 3.3k 1818 x 10-6 6 68 x 10-3 88190.66 x 10-6 3. 680k 8.88 x 10-6 6 68 x 10-3 88190.66 x 10-6 4. 102 58820 x 10-6 6 68 x 10-3 88190.66 x 10-6 5. 220 27272 x 10-6 6 68 x 10-3 88190.66 x 10-6 4.1.3

Rangkaian sensor cahaya

No. Intensitas Cahaya V(volt) 1 Terang 2.50 2 Gelap 4.90

9

4.2

Pembahasan

Berdasarkan simulasi yang telah dilakukan dengan MultiSIM. Pada rangkaian seri, didapatkan bahwa I1, I2, I3 bernilai 8.882A sedangkan I4 dan I5 bernilai 8.492A. Menurut hipotesa praktikan hal tersebut dapat terjadi karena perbedaan resistansi yang cukup jauh karena I1, I2, I3 bernilai puluhan ribu ohm sedangkan I4 dan I5 resistansinya hanya ratusan ohm. Namun perbedaan nilai arus-arus tersebut tidak terlalu besar yaitu hanya 0,39. Maka dari itu hasil dari praktikum ini tidak sesuai dengan teori hukum ohm pada rangkaian seri yang menyatakan bahwa pada rangkaian seri semua komponen akan mendapatkan kuat arus yang sama. Kemudian pada rangkaian paralel tegangan yang didapatkan untuk V1, V2, V3, V4, dan V5 adalah sama yaitu 6 volt walaupun resistansi tiap resistor berbeda. Dari hasil percobaan ini membuktikan teori ohm pada rangkaian paralel yang menyatakan bahwa pada rangkaian paralel semua komponen akan mendapatkan tegangan yang sama. Dan hasil dari percobaan didapatkan tegangan ketika keadaan gelap 4,90 V dan keadaan terang bernilai 2,50 V. Prinsip kerja semua sensor cahaya hampir sama yaitu dengan menyerap energi yang terkandung dalam foton (partikel cahaya) untuk menggerakan elektron dalam komponen tersebut. Dengan bergeraknya elektron, maka timbullah arus listrik maupun tegangan. Dapat dikatakan bahwa semakin kecil intensitas cahaya (gelap) maka akan semakin besar tegangan yang dihasilkan dan sebaliknya semakin besar intensitas cahaya (terang) maka akan semakin kecil tegangan yang didapatkan.

4.3

Analisis Data

Hasil praktikum ini bisa dinyatakan berhasil tidaknya dapat dilihat dari hasil data, jika besar tegangan (rangkaian paralel) yang dihasilkan tidak beda jauh dan bernilai sama dengan hasil perhitungan teori dan jika besar arus (rangkaian seri) yang dihasilkan sama maka itu dapat dikatakan berhasil. adapun faktor yang mempengaruhi hasil kesalahan-kesalahan pada saat praktikum yaitu pada saat pengolahan data dan juga pada saat pengambilan data pada saat menggunakan alat.

10

5

Kesimpulan 1. Rangkaian seri merupakan sebuah rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih resistor yang disusun secara sejajar. Dalam mencari nilai resistor total dapat menjumlahkan semua resistor yang disusun secara seri tersebut dan nilai arus yang mengalir adalah sama. Sedangkan rangkaian paralel merupakan sebuah rangkaian yang terdiri 2 buah atau lebih resistor yang disusun yang disusun secara berderet. Dan dalam mencari nilai resistor totalnya mengacu pada pengertian bahwa besar kuat arus yang masuk ke percabangan sama dengan besar kuat arus yang keluar dari percabangan (I in = I out) atau lebih terkenal dengan hukum kirchoff. Dengan mengacu pada perhitungan hukum ohm maka dapat diperoleh rumus 1/(R total) = + 1/R1+1/R2+...+1/Rn 2. Persamaan hukum ohm dapat dimanfaatkan sebagai rangkaian yang dapat mendeteksi perubahan resistansi dari foto-resistor atau LDR. Light Dependent Resistor (LDR) merupakan resistor yang besar resistansinya bergantung terhadap intensitas cahaya yang menyelimuti permukaannya.Semakin gelap maka semakin besar tegangannya dan sebaliknya semakin terang maka semakin kecil tegangan yang didapat. 3. Hasil dari simulasi dan alat hampir sama dalam hal nilai, pada simulasi pada software proteus dan multiSIM lebih efektif dan cepat dalam mengetahui nilai dari resistansi, tegangan, arus dan lainnya dibandingkan alat. Namun untuk direalisasikan menjadi sebuah project yang dapat digunakan dalam kehidupan harus menggunakan percobaan alat, karena software hanya untuk simulasi untuk melakukan percobaan alat yang lebih realita.

11

References [1] Ahmad, Jayadin . 2007. Jakarta : UNJ

”E-book Diktat Ilmu Elektronika Dasar ”

[2] Dins, Deni. 2010 ”Belajar Sensor Cahaya ”diakses dialamat : https://depokinstruments.com/belajar-sensor-cahaya/ [3] sabrina, ani. 2010 ”Hukum Ohm Pada Rangkaian Seri-Paralel” diakses dialamat : https://anisabrina.wordpress.com/hukum-ohm-rangkaianseri-paralel/ [4] Prasetya, Tyan. 2014.Laporan Fisika https://www.vbook.pub.com/doc/209877636/

II

diakses

dialamat

:

[5] Tipler, Paul A., 1998 ”‘Fisika untuk Sains dan Teknik” .Jakarta : Erlangga

12

LAMPIRAN

13