laporan percobaan 1-erma fix
TRANSCRIPT
BAB I
HUKUM OHM
1.1 . Tujuan Percobaan
Mempelajari hubungan antara tegangan (V), arus listrik (I), dan resistansi (R)
dengan salah satunya sebagai parameter.
1.2. Alat yang Dipergunakan
Daftar peralatan dan alat ukur yang digunakan dalam percobaan ini.
Tabel 1.1 Alat yang Dipergunakan
No Nama Alat Kode Jumlah
1 Panel Resistor 57674 1
2 Resistor 10 Ω 57720 1
3 Resistor 47 Ω 57728 1
4 Resistor 100 Ω 57732 1
5 Resistor 150 Ω 57734 1
6 Resistor 220 Ω 57736 1
7 Resistor 330 Ω 57738 1
8 Resistor 470 Ω 57740 1
9 Resistor 1000 Ω 5774 1
10 Amperemeter 53163 1
11 Voltmeter 53159 1
12 DC Power Supply 52230 1
13 Kabel 50148 6
1.3 Teori Dasar
1.3.1 Hukum Ohm
Hukum Ohm menyatakan bahwa jumlah arus yang mengalir melalui
konduktor kali resistansi konduktor sama dengan tegangan dari catu daya.
Hukum ini seringkali dinyatakan dalam bentuk V = IR, di mana V adalah
tegangan diukur dalam volt, I adalah arus diukur dalam ampli, dan R adalah
resistansi yang diukur dalam ohm.
Dalam suatu rangkaian dimana resistansi (R) dihubungkan dengan sumber
tegangan DC dengan melalui sebuah switch
I = VR ………………………(1.1)
V=R.I.....................................(1.2)
R = VI ……………………....(1.3)
dimana :
Gambar 1.1 Rangkaian Percobaan I = arus listrik ( Ampere) V = tegangan (Volt) R = resistansi (Ohm)
Hubungan antara arus (I) sebagai fungsi dari tegangan (V) atau f = f(V) untuk
harga resistansi tertentu dapat digambarkan oleh sebuah kurva yang linear
seperti terlihat pada gambar 1.2 untuk harga - harga R yang berbeda
didapat kurva yang berlainan.
Hubungan antara tegangan (V) sebagai fungsi dari resistansi (R) atau V =
f(R) untuk harga arus tertentu dapat digambarkan oleh kurva yang linear
seperti terlihat pada gambar 1.3.
Sedangkan hubungan antara arus (1) sebagai fungsi dari resistansi (R) atau I =
t(R) untuk harga tegangan (V) tertentu dapat digambarkan oleh kurva
hiperbolik seperti terlihat pada gambar 1.4.
Gambar 1.2 Grafik Hubungan V dan I
Gambar 1.3 Grafik Hubungan R dan V
Gambar 1.4 Grafik Hubungan R dan I
1.4 Langkah Percobaan
Rangkaian yang digunakan dalam percobaan ini seperti terlihat pada gambar 1.
5 di bawah ini :
Gambar 1.5 Rangkaian Percobaan
1. Susunlah rangkaian seperti gambar 1.5.
2. Tunjukkan pada instruktur apakah rangkaian yang telah saudara buat sudah
benar.
3. Bila sudah dinyatakan benar maka minta persetujuan kepada instruktur
untuk melakukan percobaan sebagai berikut :
3.1. Mendapatkan kurva I = f(V) untuk harga R tertentu.
1. Atur harga V = 1 V.
2. Atur tegangan R = 47 Ω.
3. Saklar ditutup dan ukurlah harga I. Catat hasil pengukuran saudara
pada tabel 1.2
4. Ubah tegangan V untuk harga berikut : 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 V.
5. Ulangi percobaan ini untuk R = 100, 220, 330, dan 470 S2. Catat hasil
pengukuran saudara pada tabel 1.2
3.2. Mendapatkan kurva V = f(R) untuk harga I tertentu
6. Atur harga R = 10 Ω.
7. Atur harga I = 2 mA
8. Catat hasil pengukuran V pada tabel 1.3
9. Ubah resistansi R untuk harga masing - masing harga berikut : 47, 100,
150, 220, 330, 470, dan 1 kΩ
10. Ulangi seluruh percobaan ini untuk I = 4 mA, 6 mA, 8 mA, dan 10
mA. Catat seluruh hasil pengukuran saudara pada tabel 1.3
3.3. Mendapatkan kurva I = f(R) untuk harga V tertentu
a. Atur harga R = 10 Ω.
b. Atur harga V = 2 V
c. Catat hasil pengukuran I pada tabel 1.4
d. Ubah resistansi R untuk harga berikut : 47 Ω, 100 Ω, 150 Ω, 220 Ω,
330 Ω, 470 Ω, dan 1 kΩ
e. Ulangi percobaan ini untuk V = 4 V, 6 V, 8 V, dan 10 V. Catat
seluruh hasil pengukuran pada tabel 1.4
1.5 Data Hasil Percobaan
Tabel 1.2 I = f (V)R=Konstan
V(V)
I (mA)R = 10 Ω R = 100 Ω R = 220 Ω R = 330 Ω R = 470 Ω
1 0,1 10,81 4,94 3,30 02,31
2 0,2 20,72 9,48 0,31 04,3
3 0,30 30,52 13,95 09,30 06,52
4 0,39 40,03 18,46 12,30 08,53
5 0,49 50 22,80 15,20 10,67
6 0,59 60 27,39 18,26 12,81
7 0,68 70,04 32,14 21,42 15,02
8 0,79 80,01 36,54 24,35 17,08
9 0,89 90,01 41,02 27,39 19,22
10 0,99 100,2 45 30,40 21,32
Tabel 1.3 V = f (R)I=Konstan
R(Ω)
V (Volt)
I = 2 mA I = 4 mA I = 6 mA I = 8 mA I = 10 mA
10 19,3 39,8 59,26 79,1 95,4
10 KΩ 23,3 48,0 65,5 89,9 111,2
100 22,6 48,0 67,2 88,4 103,7
150 23,2 47,5 67,5 85,7 108,7
220 23,2 47,1 67,8 86,1 111,4
330 23,4 48,2 65,4 89,2 109,2
470 23,2 48,2 65,1 85,5 111,4
1K 23,7 48,5 65,3 89,7 112
Tabel 1.4 I = f(R )V=Konstan
R(Ω)
I (mA)
V = 2 V V = 4 V V = 6 V V = 8 V V = 10 V
10K 0,2 0,39 0,59 0,79 0,99
100 20,72 40,03 60 80,1 100,2
150 13,35 26,93 40,1 53,5 67
220 9,48 18,46 27,39 36,54 45,0
330 0,31 12,30 18,26 24,35 30,40
470 04,3 08,63 12,81 17,08 21,32
1K 1,99 4,03 6,00 8,00 10
1.6 Analisa Data
1.6.1 Rangkaian dengan I=f(v) untuk harga R tertentu
1. Perhitungan Secara Teori
Dalam hukum ohm kita telah mengetahui rumus :
I = VR
Kita akan menggunakan rumus diatas, untuk menghitung rangkaian
dengan I = f(v), R konstan.
Diketahui : V= 1 Volt
R = 10Ω
Ditanya : I…………?
Jawab : I ¿1
100
= 0,1 mA
Dengan rumus yang sama perhitungan dapat dilanjutkan untuk masing-
masing nilai V dan R, sehingga secara teori diperoleh nilai I untuk masing-masing
V dan R. Perhitungan secara teori dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
2. Tabel Perhitungan Teori I = f(V) R= konstan
Tabel 1.5 Perhitungan Teori I=f(V) R=konstan
V(V)
I (mA)R = 10 Ω R = 100 Ω R = 220 Ω R = 330 Ω R = 470 Ω
1 100 10 4.55 3.03 2.13
2 200 20 9.09 6.06 4.26
3 300 30 13.63 9.09 6.38
4 400 40 18.18 12.12 8.51
5 500 50 22.73 15.15 10.64
6 600 60 27.27 18.18 12.77
7 700 70 31.82 21.21 14.89
8 800 80 36.36 24.24 17.02
9 900 90 40.91 27.27 19.15
10 1000 100 45.45 30.30 21.28
3. Tabel Perbandingan Perhitungan Teori dan Percobaan
Tabel perbandingan teori dengan percobaan untuk I = f(v) R konstan
Tabel 1.6 Perbandingan teori dengan percobaan untuk I=f(v) R konstan
V I (mA)
(Volt) R=10 Ω R=100 Ω R=220 Ω
Teori Percobaan Teori Percobaan Teori
Percobaa
n
1 100 0.1 10 10.81 4.55 4.94
2 200 0.2 20 20.72 9.09 9.48
3 300 0.3 30 30.52 13.64 13.95
4 400 0.39 40 40.03 18.18 18.46
5 500 0.49 50 50 22.73 22.80
6 600 0.59 60 60 27.27 27.39
7 700 0.68 70 70.04 31.82 32.14
8 800 0.79 80 80.01 36.36 36.54
9 900 0.89 90 90.01 40.91 41.02
10 1000 0.99 100 100.2 45.45 45.0
V I (mA)
(Volt) R=330 Ω R=470 Ω
Teori Percobaan Teori Percobaan
1 3.03 3.3 2.13 02.31
2 6.06 0.31 4.26 04.3
3 9.09 9.3 6.38 06.52
4 12.12 12.3 8.51 08.53
5 15.15 15.2 10.64 10.67
6 18.18 18.26 12.77 12.81
7 21.21 21.42 14.89 15.02
8 24.24 24.35 17.02 17.08
9 27.27 27.39 19.15 19.22
10 30.2 30.4 21.28 21.32
4. Perhitungan Persentase Kesalahan
Persentase kesalahan dalam suatu percobaan dapat dari dengan
menggunakan rumus :
% kesalahan = teori−percobaan
teorix 100 %
Dengan rumus diatas kita akan menghitung persentase
kesalahan I = f (V) R=konstan. Dengan menggunakan data yang tersaji pada tabel
perbandingan.
- Untuk R = 10 Ω saat V = 1 Volt
% kesalahan = 100−0.1
100x 100 % = 99.9%
- Untuk R = 100 Ω saat V = 1 Volt
% kesalahan = 10−10.81
10x 100 % = 8.1%
- Untuk R = 220 Ω saat V = 1 Volt
% kesalahan = 4.55−4.94
4.55x100 % = 8.57%
- Untuk R = 330 Ω saat V = 1 Volt
% kesalahan = 3.03−3.3
3.03x100 % = 8.91%
- Untuk R = 470 Ω saat V = 1 Volt
% kesalahan = 2.13−02.31
2.13x100 % = 8.45%
Dengan menggunakan rumus dan cara yang sama kita dapat
menghitung persentase kesalahan untuk masing-masing nilai V dan R yang telah
ditentukan sebelumnya. Hasil perhitungan untuk persentase kesalahan akan
diperlihatkan pada tabel berikut :
5. Tabel Persentase Kesalahan
Tabel 1.7 Persentase Kesalahan untuk I = f(v) R konstan
V(Volt)
% Kesalahan I (mA)R = 10 Ω R = 100 Ω R = 220 Ω R = 330 Ω R = 470 Ω
1 99.9 8.1 8.57 8.91 8.45
2 99.9 3.6 4.30 94.8 0.94
3 99.9 1.73 2.27 2.31 2.20
4 99.9 0.075 1.54 1.48 0.23
5 99.9 0 21.68 0.33 0.29
6 99.9 0 0.45 0.44 0.31
7 99.9 0.057 1.1 0.99 0.87
8 99.9 0.012 0.50 0.45 0.35
9 99.9 0.011 0.27 0.44 0.36
10 99.9 0.2 0.99 0.67 0.18
6. Kesimpulan
Adapun simpulan yang dapat ditarik dari percobaan diatas ( I = f(v)
R=Konstan) antara lain sebagai berikut :
a. Rumus yang digunakan pada percobaan ini adalah rumus hukum ohm
yaitu I = VR
, maka besar kecilnya nilai I (arus) sangat tergantung pada
besar R, jika dianggap V konstan. Jika R semakin besar maka I semakin
kecil atau jika R semakin kecil maka I semakin besar.
b. Seharusnya hasil pengukuran dan perhitungan secara teori memiliki nilai
yang sama, perbedaan terjadi dapat disebabkan oleh kurang baiknya
kondisi alat praktikum dan kurang telitinya praktikan dalam membaca alat
ukur dan pembuatan hasil.
1.6.2 Rangkaian dengan V= f (R) untuk harga I tertentu
1. Perhitungan Secara Teori
Dalam rangkaian ini kita masih mempergunakan hukum ohm yaitu: V=I.R
Sehingga kita dapat mencari perhitungan secara teori untuk V=f(R) dengan harga
I tertentu. Perhitungan berdasarkan pada tabel :
Diketahui : R = 10Ω
I= 2mA = 2 x 10-3 A
Ditanya : V…………?
Jawab :
V= I.R
= 2 x 10-3 x 10 = 0.02 Volt
Dengan menggunakan rumus yang sama kita dapat mencari perhitungan
secara teori untuk masing-masing nilai V (tegangan) dengan besar nilai I (arus)
dan R (resistansi) sesuai dengan tabel dibawah ini :
2. Tabel Perhitungan Secara Teori
Tabel 1.8 Perhitungan Teori V= f(R) I= Konstan
R V(Volt)
(Ω) I=2mA I=4mA I=6mA I=8mA I=10mA
10 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
10KΩ 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
100 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00
150 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5
220 0.44 0.88 1.32 1.76 2.2
330 0.66 1.32 1.98 2.64 3.3
470 0.94 1.88 2.82 3.76 4.7
1KΩ 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00
3. Tabel Perbandingan Perhitungan Teori dan Percobaan
Perbandingan antara perhitungan teori dan hasil percobaan untuk V=f(R)
I Konstan
Tabel 1.9 Perbandingan Teori dengan Percobaan untuk V= f(R) I=Konstan
R V(Volt)
(Ω) I= 2mA I= 4mA I= 6mA
Teor
i Percobaan Teori Percobaan
Teor
i Percobaan
10 0.02 19.3 0.04 39.8 0.06 59.26
10 KΩ 0.02 23.3 0.04 48.0 0.06 65.5
100 0.2 22.6 0.4 48.0 0.6 67.2
150 0.3 23.2 0.6 47.5 0.9 67.5
220 0.44 23.2 0.88 47.1 1.32 67.8
330 0.66 23.4 1.32 48.2 1.98 65.4
470 0.94 23.2 1.88 48.2 2.82 65.1
1KΩ 2.00 23.7 4.00 48.5 6.00 65.3
R V(Volt)
(Ω) I= 8mA I= 10mA
Teori Percobaan Teori Percobaan
10 0.08 79.1 0.1 95.4
10 KΩ 0.08 89.9 0.1 111.2
100 0.8 88.4 1.00 103.7
150 1.2 86.7 1.5 108.7
220 1.76 86.1 2.2 111.4
330 2.64 89.2 3.3 109.2
470 3.76 85.5 4.7 111.4
1KΩ 8.00 89.7 10.00 112
4. Perhitungan Persentase Kesalahan
Persentase kesalahan dalam suatu percobaan dapat dari dengan
menggunakan rumus sebagai berikut :
% kesalahan : teori−percobaan
teorix 100 %
Dengan rumus diatas kita akan menghitung persentase kesalahan I= f(v) R =
konstan dengan menggunakan data yang tersaji pada tabel perbandingan.
- Untuk R= 10Ω saat I= 2mA
% kesalahan= 0.02−19.33
0.02x 100 % = 96.55%
- Untuk R= 10KΩ saat I= 2mA
% kesalahan=0.02−23.3
0.02x100 % = 116.4%
- Untuk R= 100Ω saat I= 2mA
% kesalahan=0.2−22.6
0.2x100 % = 11.200%
- Untuk R= 150Ω saat I= 2mA
% kesalahan= 0.3−23.2
0.3x100 % = 7.633%
- Untuk R= 220Ω saat I= 2mA
% kesalahan= 0.44−23.2
0.44x100 % = 5.172%
- Untuk R= 330Ω saat I= 2mA
% kesalahan= 0.66−23.4
0.66x 100 % = 3.445%
- Untuk R= 470Ω saat I= 2mA
% kesalahan= 0.94−23.2
0.94x100 % =2.368%
- Untuk R= 1KΩ saat I= 2mA
% kesalahan= 2.00−23.7
2.00x100 % = 1.085%
Dengan menggunakan rumus dan cara yang sama kita dapat menghitung
persentase kesalahan untuk masing-masing nilai V dan R yang telah ditentukan
sebelumnya. Hasil perhitungan untuk persentase kesalahan akan diperlihatkan
pada tabel berikut ini :
5. Tabel Persentase Kesalahan
Tabel 1.10 Persentase Kesalahan untuk V= f(R) I= konstan
R(Ω)
% Kesalahan V (Volt)=……….%
I = 2 mA I = 4 mA I = 6 mA I = 8 mA I = 10 mA
10 96.55 99.4 98.66 98.76 95.3
10KΩ 116.4 119.9 109.06 112.28 111.1
100 11.200 11.900 11.100 10.950 10.270
150 7.633 7.816 7.400 7.125 7.146
220 5.172 5.252 5.036 4.792 4.963
330 3.455 3.511 3.203 3.278 3.209
470 2.368 2.463 2.208 2.173 2.270
1K 1.085 1.113 988.3 1.022 1.020
6. Kesimpulan
Adapun simpulan yang dapat kita ambil dari percobaan diatas V=f(R) I
konstan antara lain :
a. Rumus yang dipergunakan dalam percobaan ini adalah V= I.R , sehingga
besarnya nilai V akan berbanding lurus dengan peningkatan / penurunan
nilai R jika I konstan. Dapat dilihat dalam hasil percobaan nilai V terkecil
ialah saat I dan R bernilai terkecil juga demikian juga sebaliknya.
b. Terjadinya kesalahan dalam pengukuran, yang dapat mengakibatkan hasil
teori dan percobaan berbeda mungkin disebabkan karena :
- Kondisi alat yang kurang baik,
- Kurang presisinya alat ukur,
- Kurang telitinya praktikan dalam membaca alat ukur dan pembulatan
hasil.
1.6.3 Rangkaian dengan I=f(v) untuk harga V tertentu
1. Perhitungan Secara Teori
Dalam hukum ohm kita telah mengetahui rumus :
I = VR
Kita akan menggunakan rumus diatas, untuk menghitung rangkaian
dengan I= f(v), R konstan.
Diketahui : V= 2 Volt
R= 10 KΩ
Ditanya : I…………?
Jawab : I=VR
= 2
10 = 200 mA
Dengan rumus yang sama perhitungan dapat dilanjutkan untuk masing-
masing nilai V dan R, sehingga secara teori diperoleh nilai I untuk masing-masing
V dan R. Perhitungan berdasarkan teori dapat dilihat di bawah ini.
2. Tabel Perhitungan Secara Teori
Tabel 1.11 Perhitungan Teori I= f(R) V= konstan
R I (mA)
(Ω) V= 2V V= 4V V=6V V= 8V V=10V
10K 200 400 600 800 1000
100 20 40 60 80 100
150 13.3 26.6 40 40 66.6
220 9.09 18.13 27.27 27.27 45.6
330 6.06 12.12 18.18 18.18 30.3
470 4.25 18.51 12.86 12.86 21.3
1K 2 4 16 16 10
3. Tabel Perbandingan Perhitungan Teori dan Percobaan
Tabel 1.12 Perbandingan Teori dengan Percobaan untuk I= f(R) V= konstan
R I (mA)
(Ω) V= 2 V V= 4V V= 6V
Teori Percobaan Teori Percobaan Teori Percobaan
10K 200 0.2 400 0.39 600 0.59
100 20 20.72 40 40.03 60 60
150 13.3 13.35 26.6 26.93 40 40.1
220 9.09 9.48 18.13 18.46 27.27 27.39
330 6.06 0.31 12.12 12.30 18.18 18.26
470 4.25 04.3 18.51 08.63 12.86 12.81
1K 2 1.99 4 4.03 16 6.00
R I (mA)
(Ω) V= 8V V= 10V
Teori Percobaan Teori Percobaan
10K 800 0.79 1000 0.99
100 80 80.1 100 100.2
150 40 53.5 66.6 67
220 27.27 36.54 45.6 45.0
330 18.18 24.35 30.3 30.40
470 12.86 17.08 21.3 21.32
1K 16 8.00 10 10
4. Perhitungan Persentase Kesalahan
Persentase kesalahan dalam suatu percobaan dapat dari dengan
menggunakan rumus :
% kesalahan = teori−percobaan
teorix 100 %
Dengan rumus diatas kita akan menghitung persentase kesalahan I= f(v)
R=konstan, dengan menggunakan data yang tersaji pada tabel perbandingan
- Untuk R= 100 Ω saat I = 2 Ma
% kesalahan = 20−20.72
20x 100 % = 3.6%
Dengan menggunakan rumus dan cara yang sama kita dapat menghitung
persentase kesalahan untuk masing-masing nilai V dan R yang telah ditentukan
sebelumnya. Hasil perhitungan untuk persentase kesalahan akan diperlihatkan
pada tabel berikut ini :
5. Tabel Persentase Kesalahan
Tabel 1.13 Persentase Kesalahan untuk I= f(R) V= konstan
R % Kesalahan I (mA)=…%
(Ω) V= 2V V= 4V V=6V V= 8V V=10V
10K 99.9 99.9 99.9 99.9 99.9
100 3.6 0.75 0 1.25 0.2
150 0.37 1.24 0.25 33.75 0.60
220 4.30 1.82 0.44 33.99 1.31
330 94.9 1.48 0.44 33.93 0.33
470 1.17 53.3 0.38 32.81 0.09
1K 0.5 0.75 62.5 50 0
6. Kesimpulan
Adapun simpulan yang dapat ditarik dari percobaan diatas I= f(v)
V=konstan antara lain sebagai berikut :
a. Rumus yang digunaka pada percobaan ini adalah rumus hukum ohm yaitu
I= VR
, maka besar kecilnya nilai I (arus) sangat tergantung pada besar R
jika dianggap V konstan. Jika R semakin besar maka I semakin kecil atau
jika R semakin kecil maka I semakin besar.
b. Seharusnya hasil pengukuran dan perhitungan secara teori memiliki nilai
yang sama, perbedaan yang terjadi dapat disebabkan oleh kurang baiknya
kondisi alat praktikum dan kurang telitinya praktikan dalam membaca alat
ukur dan pembuatan hasil.
1.7 Kesimpulan Umum
Dari hasil analisa yang telah dilakukan, maka untuk percobaan I (hukum ohm)
ini dapat ditarik simpulan sebagai berikut :
a. Percobaan untuk membuktikan hukum ohm dapat dinyatakan berhasil.
Ini dapat dilihat dengan persentase kesalahan dan grafik perbandingan
yang telah dilakukan dimana persentasenya kesalahan yang terjadi
untuk masing-masing percobaan yaitu I= f(v) untuk R tertentu,
percobaan V= f(R) untuk harga I tertentu dan percobaan I = f(R) untuk
harga V tertentu tidak terlalu besar dan juga dari grafik dapat dilihat
bahwa hasil perhitungan secara teori dan pengukuran tidak
menunjukkan persentase yang signifikan.
b. Rumus yang digunakan adalah rumus hukum ohm I=VR
, maka besar
kecilnya nilai I (arus) sangat tergantung pada besar R jika dianggap V
konstan. Jika R semakin besar maka I semakin kecil atau jika R
semakin kecil maka I semakin besar.
c. Rumus yang dipergunakan adalah V= I.R , sehingga besarnya nilai V
akan berbanding lurus dengan peningkatan / penurunan nilai R jika I
konstan. Dapat dilihat dalam hasil percobaan nilai V terkecil ialah saat
I dan R bernilai terkecil juga demikian sebaliknya.
d. Seharusnya hasil pengukuran dan perhitungan secara teori memiliki
nilai yang sama, perbedaan yang terjadi dapat disebabkan oleh kurang
baiknya kondisi alat praktikum dan kurang telitinya praktikan dalam
membaca alat ukur dan pembuatan hasil.