Laporan Praktikum Hukum Ohm

Berikut ini adalah contoh laporan Prakitkum Hukum Ohm untuk sekolah menengah atas. Kegiatan ini bertujuan untuk membuktikan keberlakuan Hukum Ohm.

Praktikum Hukum Ohm

Bab I. Pendahuluan

A. Latar Belakang

Rangkaian listrik sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Tanpa adanya suatu rangkaian listrik yang lengkap kita tidak mungkin dapat menikmati fasilitas dari listrik. Hukum Ohm merupakan suatu hukum yang berperan dalam suatu rangkaian listrik baik rangkaian tersebut berbentuk seri, paralel maupun rangkaian campuran. Tetapi secara garis besar bunyi hukum Ohm yaitu Besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya beda potensial (tegangan).

B. Tujuan

1. Mempelajari cara penggunaan multimeter
2. Mempelajari teknik pengukuran dalam rangkaian
3. Mempelajari berlakunya Hukum Ohm dalam rangkaian listrik sederhana

Bab II. Tinjauan Pustaka

Arus merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang mengalir dalam satuan watu dengan kata lain arus adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang. Muatan akan bergerak jika ada energi luar yang memepengaruhinya.Muatan adalah satuan terkecil dari atom atau sub bagian dari atom. Dimana dalam teori atom modern menyatakan atom terdiri dari partikel inti (proton bermuatan + dan neutron bersifatnetral) yang dikelilingi oleh muatan elektron (-), normalnya atom bermuatan netral.

Persamaan Arus listrik :

I = \frac{dQ}{dt}

Keterangan :

I = Kuat arus listrik (A)
Q = Muatan listrik (C)
t = Waktu (s)

Arus dapat digolongkan atas dua macam, yaitu arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC).

a. Arus Searah (DC)

Arus searah (DC) yaitu arus yang mengalir ke satu arah saja dengan harga konstanta. Salah satu sumber arus searah adalah batere. Di samping itu arus searah dapat diperoleh dengan menggunakan komponen elektronik yang disebut Dioda pada pembangkit listrik arus bolak-balik (AC).

b. Arus Bolak-balik (AC)

Arus bolak-balik (AC) adalah arus yang mengalir dengan arah bolak-balik. Arus ini bisa juga disebut arus tukar sebab polaritasnya selalu bertukar-tukar. Juga dapat disebut dengan arus AC sebagai istilah singkatan asing (Inggris) yaitu Alternating Current. Sumber arus listrik bolak-balik adalah pembangkit tegangan tinggi seperti PLN (Perusahaan Listrik Negara) dan generator.

Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya. Adapun bunyi hukum ohm sendiri adalah besarnya kuat arus berbanding lurus dengan beda potensial & berbanding terbalik dengan hambatan hambatan.

Persamaan Hambatan :    

V = IR

Keterangan : 

R = Hambatan (Ohm)
V = Beda potensial/tegangan (V)
I = Kuat arus listrik (A)

Dengan kata lain, hambatan merupakan penahanan atau perlawanan yang diterima oleh elektron-elektron yang mengalir pada sebuah penghantar oleh molekul-molekul yang ada di dalamnya. Setiap penghantar memberikan penahanan aliran arus listrik. Penahanan tersebut disebabkan oleh:

1. Tiap-tiap atom menahan perpindahan elektron yang terjadi pada perlawanan terhadap elektron kearah luarnya.
2. Benturan elektron-elektron dan atom tidak terhitung pada sebuah penghantar.

Besar kecilnya tahanan yang ada pada sebuah penghantar ditentukan oleh:

1. Jenis Penghantar. Semakin besar hambat jenis, semakin besar tahanan dan semakin kecil hambat jenis, semakin kecil tahanan.
2. Panjang Penghantar. Semakin panjang penghantar / kawat, maka besar tahanan / perlawanannya.
3. Penampang Penghantar. Semakin besar penampang kawat (diameter kawat), semakin kecil perlawanannya.
4. Suhu Penghantar. Semakin kecil suhu (panas) yang muncul, semakin kecil nilai tahanan. Tetapi semakin panas akan semakin besar tahanan sebuah penghantar.

Hukum Ohm adalah hukum yang mengatakan bahwa apabila arus listrik mengalir ke dalam sebuah penghantar, intensitas arusnya sama dengan tegangan yang mendorongnya dibagi dengan tahanan penghantar. Hukum Ohm digunakan untuk melihat besarnya arus (I), tegangan (V) dan hambatan (R). 

Jika memakai perbedaan potensial yang sama di antara ujung-ujung tongkattembaga dan tongkat kayu yang mempunyai geometri yang serupa, maka dihasilkan arus-arusyang sangat berbeda. Karakteristik (sifat) penghantar yang menyebabkan hal ini adalahhambatannya. Kita mendefinisikan hambatan dari sebuah penghantar (yang sering dinamakan tahanan = resistor) di antara dua titik dengan menaikkan sebuah beda potensial V di antaratitik-titik tersebut, dan dengan mengukur arus I. Jika V dinyatakan di dalam volt dan I dinyatakan di dalam ampere, maka hambatan akan dinyatakan di dalam Ohm (disingkat Ω).

Aliran muatan yang melalui sebuah penghantar sering kali dibandingkan dengan aliran air melalui sebuah pipa, yang terjadi karena adanya perbedaan tekanan di antara ujung-ujung pipa tersebut, yang barang kali dihasilkan oleh sebuah pompa. Perbedaan tekanan ini dapat dibandingkan dengan sebuah perbedaan potensial yang dihasilkan oleh sebuah baterai di antara ujung-ujung dari sebuah tahanan (resistor) aliran air (misal liter/detik) dibandingkan dengan arus (coulomb/detik atau ampere). Banyakanya air yang mengalir per satuan waktu (rate of flow of water) untuk suatu perbedaan tekanan yang diberikan ditentukan oleh sifat pipa.

Hambatan pada sebuah rangkaian erat kaitannya dengan berlakunya Hukum Ohm. Hambatan pada sebuah penghatar adalah sama, tidak perduli berapapun tegangan yang digunakan untuk mengukur arus tersebut.

Multimeter adalah alat ukur listrik yang dikenal sebagai VOM (Volt-Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (Ohm-meter), maupun arus (amperemeter). Ada dua kategori multimeter yaitu mulimeter digital atau DMM (digital-multi meter) dan multimeter analog. Masing-masing dapat mengukur listrik AC maupun listrik DC. Dalam percobaan ini digunakan multimeter analog ABB MA 2H. Walaupun penampilan suatu multimeter berbeda dengan multimeter lain, namun pengetahuan akan suatu jenis multimeter akan sangat membantu dalam mempelajari cara penggunaan multimeter secara umum.

Gambar multimeter diatas dengan beberapa bagian penting pada lubang 1 sampai lubang  5. Lubang-lubang itu digunakan sebagai tempat untuk menghubungkan alat dengan bagian yang akan diukur, dengan rincian sebagai berikut :

1. Lubang 1 adalah ground yang selalu digunakan untuk sebagai pengukuran.
2. Lubang 2 digunakan pada pengukuran arus AC dan DC hingga 15 A.
3. Lubang 3 untuk pengukuran tahanan.
4. Lubang 4 untuk pengukuran tegangan AC dan DC hingga 1000 V.
5. Lubang 5 untuk pengukuran tegangan dan arus dengan batas ukur 1,5 A (untuk arus), dan 500 V (untuk tegangan).

Tombol 7 adalah untuk memilih jenis besaran yang hendak diukur dengan berbagai batas ukurnya. Batas ukur berarti harga maksimal besaran yang dapat diukur oleh alat . Bila harga besaran yang hendak diukur melebihi batas ini, maka alat akan rusak. Sebaliknya bila harga besaran jauh dibawah batas ukur, maka pengukuran menjadi tidak teliti. Misalnya hendak diukur tegangan yang diperkirakan berharga 40 V, maka batas ukur yang sesuai adalah 50 V. Bila harga besaran yang hendak diukur tidak diketahui, maka cara paling aman adalah memilih batas ukur paling tinggi, kemudian menurunkannya bila ternyata harga besaran dibawah batas tersebut.

Tombol 8 adalah tombol untuk menera alat. Pada layar terdapat tiga bagian skala, yaitu  skala tegangan dan arus DC yang terletak paling atas, tegangan dan arus DC terletak ditengah, dan tahanan terletak paling bawah. Layar skala ini dilengkapi dengan cermin untuk membantu agar pembacaan dapat tegak lurus diatas jarum teliti. Pembacaan akan benar bila mata pembaca tepat tegak lurus diatas jarum petunjuk, sehingga bayangan jarum dicermin tidak terlihat karena tertutup oleh jarum. Pada alat ukur ini tanda ( – ) berarti AC, dan tanda ( — ) berarti DC.

Resistor yang tersedia biasanya diketahui nilainya melalui pita warna yang ada pada permukaan  resistor tersebut.

Tabel 1.1 Pita Warna Resistor

Bab III. Metode Pratikum

A. Alat dan Bahan

1. Multimeter Abb MA 2H
2. Voltmeter
3. Amperemeter
4. Tahan geser
5. Kabel penghubung
6. Resistor
7. Kawat tahanan
8. Catu daya DC

B. Langkah Percobaan

1. Ditera multimeter sebelum digunakan.
2. Digunakan batas ukur yang sesuai.
3. Diukur tegangan dari sumber listrik PLN dengan hati – hati.

2.      Percobaan II

a.       Ditera multimeter sebelum digunakan.

b.      Digunakan batas ukur yang sesuai.

c.       Diukur tegangan keluaran dari power supply.

d.      Dalam keadaan terhubung dengan multimeter, diatur tombol pengatur keluaran power supply sehingga ditunjuk pada strip skala.

3.      Percobaan III

1. Diukur tiga resistor yang telah disediakan. Diatur batas ukur sesuai kebutuhan untuk masing – masing resistor.
2. Dibuat rangkaian resistor seri dan paralel.
3. Diatur voltmeter dan amperemeter pada batas ukur kecil.
4. Dinyalakan catu daya.
5. Ditabelkan hasil perhitungan resistor pada tabel pengamatan. 

Bab IV. Hasil dan Pembahasan

DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1  Data Pengamatan

1.      Mengukur tegangan AC / PLN

V         = 185 V

2.      Mengukur tegangan DC / Power Supply

V_min     = 0,9 V

V_maks    = 4,95 V

3.      Mengukur nilai hambatan

4.      Rangkaian seri (warna : C, H, C)

5.      Rangkaian parallel (warna : C, H, C)

4.2 Perhitungan

1.      Mengukur tegangan AC/PLN

  =  × hasil pengukuran

         =  × 37

          = 185 V0lt

2.      Mengukur tegangan DC/power supply

  =  × hasil pengukuran

                      =  × 3

                 = 0,9 Volt

 =  × hasil pengukuran

                       =  × 16,5

                       = 4,95 Volt

3.      Mengukur nilai hambatan

v  Coklat, hijau, hitam, emas

   1            5         10⁰          5%

             = 15 . 10⁰ ± 5%

                          = 15 .

                          = 15 ± 0.05          = (15 – 0.05)   = (15 + 0.05)

                                                      = 14,95            = 15,05

Jadi, nilai  diatas untuk resistor diatas adalah batas 14,95 ˗˗ 15,05

v  Coklat, hitam, jingga, emas

     1           0          10³      5%

              = 10 . 10³ ± 5%

                          = 10000 ± 10000 .

                          = 10000 ± 500          = (10000 ˗ 500)      = (10000 + 500)

                                                           = 9500                    = 10500

Jadi, nilai  diatas untuk resistor diatas adalah batas adalah 9500- 10500

v  Merah, putih, merah, emas

      2          9         10²       5%

                 = 29 . 10² ± 5%

                              = 2900 ± 2900 .

                              = 2900 ± 145               = (2900 ˗ 145)       = (2900 + 145)

                                                                  = 2755                   = 3045

    Jadi, nilai  diatas untuk resistor diatas adalah batas adalah 2755 – 3045

4.      Mengukur resistor Rangkaian seri (warna : C, H, C)

v  Percobaan I

V = 2 volt

I = 0,01 A

      =  x hasil pengukuran

                  =  x 50

                   = 100 Ω

R = R₁ + R₂

    = 100 + 100

    = 200 Ω

           =

            = 200 Ω

v  Percobaan II

V = 4 volt

I  = 0,02 A

=  x hasil pengukuran

              =  x 50

              = 100 Ω

           R = R₁ + R₂

              = 100 + 100

               = 200 Ω

           =

           = 200 Ω

 =

    = 3 volt

  =

     = 0,015 A

 _hitung =

            = 200 Ω

 _ukur   =

            = 200 Ω

5.      Rangkaian parallel (warna : C, H, C)

v  Percobaan I

V = 1 volt

I  = 0,23 A

Rhitung          =  x hasil pengukuran

                  =  x 50

                  = 100 Ω

       =  +

           =  +

       =

100      = 2

       =

            = 50 Ω

           =

           = 43,482Ω

v  Percobaan II

V = 1,5 volt

I  = 0,033 A

Rhitung          =  x hasil pengukuran

                  =  x 50

                  = 100 Ω

       =  +

           =  +

       =

            100      = 2

                    =

                        = 50 Ω

           =

          = 45,454 Ω

 =

    = 1,25 volt

  =

                  = 0,028 A

             _hitung =

                        = 50 Ω

            _ukur    =

                        = 44, 468 Ω

5.      Grafik

B. Pembahasan

Fisika merupakan ilmu yang mempelajari segala sesuatu tentang gejala alam melalui pengamatan atau observasi dan memperoleh kebenaran secara empiris melalui panca indera  karena itu pengukuran merupakan bagian yang sangat penting dalam proses membangun konsep-konsep fisika. Pengukuran dilakukan langsung untuk mengetahui kuantitas besaran-besaran fisika seperti yang sudah dibahas dalam besaran dan pengukuran.

Pada percobaan kali ini “Multimeter dan Hukum Ohm” yang berhubungan dengan cara-cara mengukur tegangan, arus dan tahanan dengan menggunakan beberapa alat. Alat-alat tersebut dapat mengukur besarnya arus, tegangan dan tahanan.  Alat yang dimaksud adalah Multimeter ABB MA 2H dan Multimeter demonstrasi Leybold. Multimeter adalah alat ukur listrik yang dikenal sebagai VOM (Volt-Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (Ohm-meter), maupun arus (amperemeter).

Pada percobaan pertama yang dilakukan adalah menghitung tegangan. Tegangan ada dua jenis yaitu : tegangan AC/PLN dan DC. Untuk mengukur tegangan AC/PLN dinyatakan dengan rumus,  . Dimana batas skala adalah skala yang terdapat pada multimeter bagian atas, ada 3 skala yang dapat dipilih yaitu skala dengan batas maksimal 5, 10, dan 250. Berdasarkan percobaan yang dilakukan hasil ukuran tegangan AC/PLN adalah 185. Dan pada perhitungan tegangan DC yang digunakan adalah power supply, untuk mencari nilai minimum dan maksimum sam seperti menghitung tegangan AC/PLN, nilai minimumnya adalah 0,9 volt dan maksimum adalah 4,95 volt.

Pada percobaan kedua adalah mengukur nilai resistor atau tahanan, resistor yang digunakan pada percobaan ini ada tiga buah. Resistor ini mempunyai cincin-cincin warna, dimana warna-warna tersebut menandakan seberapa besar nilai sebuah resistor. (Coklat = 1, Hijau = 5, Hitam = 0, Emas 5%, Jingga= 3, Merah = 2, dan Putih = 9). Contoh penggunaan rumus untuk menentukan hambatan pada resistor sesuai dengan warna pada resistor :

1.      Coklat, hijau, hitam, emas

= 15 . 10⁰ ± 5%

= 15 .

= 15 ± 0.05            = (15 + 0.05)   = (15 – 0.05)

                              = 15.05            = 14.95

Mengukur nilai hambatan menggunakan ± sebagai ketidakpastian.

Percobaan yang ketiga adalah menghitung nilai tahanan pada rangkaian seri. Maksudnya rangkaian seri adalah dua atau beberapa resistor disusun secara berderet sehingga arus yang mengalir pada setiap komponen sama besarnya. Pertama untuk menghitung maka resistor harus diukur seberapa besar nilainya dengan menggunakan multimeter. Pada saat menghitung nilai tahanan, juga akan mendapatkan nilai arus dan tegangan. Setelah ada nilai dan , maka dapat kita masukkan kedalam rumus. Dimana rumus untuk adalah + . Sementara  dinyatakan dengan rumus.

Pada percobaan yang terakhir adalah menghitung nilai hambatan pada rangkaian pararel. Sama halnya dengan mengukur nilai tahan pada rangkaian seri, untuk rangkaian pararel ini dinyatakan dengan menggunakan rumus.

Bab V. Penutup

A. Kesimpulan

Dari percobaan, pengamatan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut.

1. Besar hambatan resistor ditandai dengan garis warna pada resistor yang dapat diketahui dengan perhitungan dan penunjukkan nilai – nilai warna resistor.
2. Rangkaian paralel memiliki nilai hambatan kecil karena terjadi percabangan dan pengumpulan 1 jalur arus dan tegangan.
3. Rangkaian seri adalah rangkaian listrik dimana komponen-komponen listrik disusun secara berderet sehingga arus yang mengalir pada tiap komponen sama.
4. Rangkaian pararel adalah rangkaian listrik dimana komponen-komponen listrik disusun secara sejajar sehingga tegangan pada tiap komponen sama.
5. Rangkaian kombinasi adalah gabungan antara gabungan seri dan rangkaian pararel.

DAFTAR PUSTAKA

·         Laboratorium Fisika, Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2, Universitas Pakuan, Bogor.

·         Giancoli, Douglas, C. 2001. Fisika Edisi kelima Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga.

·         Tiper, Paur A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta. Penerbit Erlangga

·         Halliday & Resnick. 1991. Fisika Jilid 1 . Jakarta. Penerbit Erlangga

·         http://sabardan.blogspot.com/2013/11/laporan-praktikum-hukum-ohm.html

·         http://www.slideshare.net/yudhodanto/laporan-praktikum-fisika-dasar-7