Laporan Akhir praktikum Fisika


LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM
PERCOBAAN II HUKUM OHM
Tanggal Percobaan: Selasa, 22 Maret 2011
Waktu Percobaan: 09:30-11:30 WIB





OLEH:
Sundaniawati Safitri               1110016200010
Dana Adrian Saputra              1110016200011
Ayu Koeswardani                   1110016200025
Mardiana                                 1110016200032

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA
2011
PERCOBAAN II
HUKUM OHM

TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan besarnya harga hambatan dalam yang dimiliki suatu baterai dengan menggunakan baterai yang ada dalam percobaan, multimeter, dan sebuah beban.

LANDASAN TEORITIK
            Hambatan dalam baterai adalah suatu hambatan yang dimiliki dan memang berada di dalam baterai itu sendiri. Hambatan dalam baterai  juga merupakan suatu halangan yang selalu ada untuk muatan yang mengalir bebas di dalam elektrolit antara elektroda-elektroda baterai.
            Ketika arus ditarik dari baterai, tegangan antara terminal positif dan negative turun dari ggl nya atau menjadi tidak konstan. Hal ini disebabkan oleh reaksi kimia pada baterai yang tidak dapat memasok  muatan  dengan cukup cepat. Untuk mempertahankan ggl penuh,  muatan –muatan yang mengalir bebas selalu mengalami hambatan. Artinya, dalam baterai itu sendiri terdapat hambatan yang disebut hambatan dalam baterai. Oleh karena itu, baterai sebenarnya dapat dianggap sebagai sebuah baterai ideal dengan ggl yang disusun seri terhadap hambatan. Vab adalah tegangan jepit, yang juga merupakan tegangan luar iR.
            Ggl atau gaya gerak listrik berarti beda potensial antara terminal sumber, bila tidak ada arus yang mengalir ke rangkaian luar. Istilah ggl sebenarnya tidak cocok dalam hal kelistrikan ini karena dalam listrik tidak mempunyai stuan newton sehingga orang-orang sering menyebutnya ggl saja. Berikut ini adalah persamaan matematis untuk menentukan hambatan dalam baterai :


Sehingga, diperoleh persamaan untuk menetukan besarnya hambatan dalam baterai adalah :



Keterangan :  =  ggl baterai (V)
                     V  =  tegangan jepit (V)
                      I = arus listrik (ampere)
                     = hambatan dalam baterai (Ohm, Ω)

Rangkaian terbuka adalah suatu rangkaian listrik yang memiliki ujung-ujung rangkaian. Rangkaian tertutup adalah suatu rangkaian listrik yang tidak memiliki ujung rangkaian, arus listrik (I) , terus mengalir hingga tegangan (V) habis.
Arus listrik dalam sebuah rangkaian tidak dapat mengalir melalui rangkaian terbuka, maupun secara internal di dalam sebuah baterai sekalipun. Arus listrik hanya dapat mengalir pada suatu loop tertutup yang di dalamnya terdapat sebuah sumber tegangan. Arus listrik akan mengalir melalui kawat penghantar, beban (hambatan pada rangkaian), dan hambatan yang ada dalam baterai itu sendiri.

ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahn yang digunakan dalam percobaan hambatan dalam baterai adalah sebagai berikut:
·         Baterai ukuran D                                 2 buah
·         Pemegang baterai                                2 buah
·         Saklar satu pole, satu jalur                  1 buah
·         Lampu 2,5 volt                                    1 buah
·         Pemegang lampu                                 1 buah
·         Multimeter digital                               2 buah
·         Penjepit buaya                                     4 buah
·         Kabel penghubung                              8 buah
·         Catu daya                                            1 buah





GAMBAR PERCOBAAN
                                    
Baterai                                     Saklar                                                     Lampu
                                     
 Penjepit  Buaya                          Kabel Pernghubung                                Multimeter
Catu daya dengan multitester
                                                                                           Rangkaian dua baterai seri                      
Rangkaian catu daya dengan saklar                                     rangkaian catu daya dengan saklar

  ket : rangkaian 2 baterai paralel




PROSEDUR PERCOBAAN
1.      Menyiapkan semua alat dan bahan yang diperlukan
2.      Pengukuran untuk menentukan harga hambatan dalam baterai dengan menggunakan sumber listrik catu daya (besar tegangan 2 Volt) adalah sebagai berikut:
a.         Mengukur besar ggl (E) dari catu daya dengan besar tegangan 2 Volt, dengan cara:
1)      Merangkai rangkaian listrik seperti yang tertera pada gambar percobaan.
2)      Menghubungkan catu daya ke sumber listrik, dan memutar penu juk tegangan pada catu daya ke arah 2 Volt.
3)      Memutar selector pada multitester ke arah V-- untuk pengukuran tegangan listrik.
4)      Meng-on-kan catu daya dan saklar lalu melihat besar voltase yang ditampilkan multimeter.
5)      Melakukan percobaan ini sebanyak 5 kali.
b.         Mengukur besar voltase (V), dengan cara:
1)      Merangkai rangkaian listrik seperti yang tertera pada gambar percobaan.
2)      Meng-on-kan catu daya yang telah terhubung ke sumber listrik dan menunjukkan besar tegangan 2 V dan juga meng-on-kan saklar. serta selector pada multimeter masih menunjuk ke arah V--
3)      Melihat dan mencatat besar voltase yang ditampilkan multimeter.
4)      Melakukannya sebanyak 5 kali percobaan.
c.       Mengukur besar kuat arus listrik (I), dengan cara:
1)      Merangkai rangkaian listrik seperti pada gambar percobaan.
2)      Memutar selector pada multimeter ke arah A (Amperemeter).
3)      Meng-on-kan catu daya dan saklar, serta melihat dan mencatat besar kuat arus yang ditampilkan multimeter.
4)      Melakukannya sebanyak 5 kali percobaan.
3.      Melakukan pengukuran untuk menentukan harga hambatan dalam baterai dengan menggunakan sumber listrik dua baterai yang disusun seri adalah sebagai berikut:
a.   Mengukur besar ggl (E), dengan cara:
1)      Merangkai rangkaian listrik seperti pada gambar percobaan.
2)      Memutar selector pada multimeter ke arah V-- untuk pengukuran tegangan ggl.
3)      Meng-on-kan saklar lalu melihat besar tegangan yang terlihat pada multimeter.
4)      Melakukan sebanyak 5 kali percobaan.
b.   Mengukur besar voltase (V) rangkaian dengan cara:
1)      Merangkai rangkaian seperti pada gambar percobaan.
2)      Multimeter masih berfungsi sebagai voltmeter. Lalu meng-on-kan saklar dan melihat serta mencatat besar tagangan (V) yang ditampilkan multimeter.
3)      Melakukan percobaan sebanyak 5 kali.
c.   Mengukur  kuat arus listrik dengan cara:
1)      Membuat rangkaian seperti yang ada pada gambar percobaan.
2)      Memutar selector pada multimeter ke arah A (Amperemeter).
3)      Meng-on-kan saklar lalu melihat dan mencatat besar kuat arus yang ditampilkan multimeter.
4)      Melakukan percobaan sebanyak 5 kali.
4.      Melakukan pengukuran untuk menentukan harga hambatan dalam baterai dengan menggunakan sumber listrik dua baterai yang disusun paralel adalah sebagai berikut:
a.   Mengukur besar ggl (E), dengan cara:
1)      Merangkai rangkaian listrik seperti pada gambar percobaan.
2)      Memutar selector pada multimeter ke arah V-- untuk pengukuran tegangan ggl.
3)      Meng-on-kan saklar lalu melihat besar tegangan yang terlihat pada multimeter.
4)      Melakukan sebanyak 5 kali percobaan.
b.   Mengukur besar voltase (V) rangkaian dengan cara:
1)      Merangkai rangkaian seperti pada gambar percobaan.
2)      Multimeter masih berfungsi sebagai voltmeter. Lalu meng-on-kan saklar dan melihat serta mencatat besar tagangan (V) yang ditampilkan multimeter.
3)      Melakukan percobaan sebanyak 5 kali.
c.   Mengukur kuat arus listrik (A) dengan cara:
1)      Membuat rangkaian seperti yang ada pada gambar percobaan.
2)      Memutar selector pada multimeter ke arah A (Amperemeter).
3)      Meng-on-kan saklar lalu melihat dan mencatat besar kuat arus yang ditampilkan multimeter.
4)      Melakukan percobaan sebanyak 5 kali.


DATA PERCOBAAN DAN PENGOLAHANNYA

TABEL 1
Pengukuran untuk Catu daya dengan besar voltase 2 V
No
E (Volt)
V (Volt)
I ( ampere )
(Ω)
1
2,36
2,00
0,35
0,86
2
2,31
2,02
0,36
0,81
3
2,32
2,03
0,36
0,81
4
2,32
1,93
0,37
1,05
5
2,32
2,03
0,37
0,78

Harga rata-rata  =  =  = 0,86 Ω







TABEL 2
Pengukuran untuk dua baterai yang disusun secara seri
No
E (Volt)
V (Volt)
I (ampere)
(Ω)
1
2,94
1,86
0,40
2,70
2
2,94
1,92
0,43
2,37
3
2,94
1,96
0,43
2,27
4
2,94
1,98
0,43
2,23
5
2,94
1,87
0,43
2,49

Harga rata-rata =  =  = 2,412 Ω



TABEL 3
Pengukuran untuk dua baterai yang disusun secara paralel
No
E (Volt)
V (Volt)
I (ampere)
(Ω)
1
1,43
0,68
0,27
2,78
2
1,41
0,77
0,25
2,56
3
1,39
0,82
0,30
1,90
4
1,42
0,84
0,30
1,93
5
1,42
0,89
0,30
1,77

Harga rata-rata  =  =  = 2,19 Ω

ANALISA DATA
Berdasarkan data percobaan diperoleh, dapat dilihat nilai ggl  catu daya lebih besar dari tegangan yang di setting yaitu 2volt. Hal ini dapat dikarenakan catu daya dibuat memang untuk menghasilkan tegangan yang sesuai dengan apa yang telah di setting. Akan tetapi catu daya tetap memiliki hambatan dalam walaupun bernilai kecil. Sedangkan nilai ggl pada dua baterai baik yang disusun seri maupun paralel selalu lebih kecil dari tegangan yang dapat kita hitung.
Masing-masing baterai memiliki voltase 1,5 v, sehingga besar 3 v untuk rangkaian seri dan 1,5 v untuk rangkaian paralel. Nilai ggl yang selalu lebih kecil itu disebabkan karena adanya hambatan dalam baterai itu sendiri . kemudian nilai v untuk rangkaian dari ketiga percobaan itu selalu lebih kecil lagi dari pada ggl nya. Hal itu berarti lampu dan komponen lainnya dalam rangkaian juga menjadi hambatan, sehingga didapat hasil yang seperti itu.
Dari hasil pengamatan juga dapat dilihat, bahwa nilai hambatan dalam terbesar di hasilkan oleh rangkaian dua baterai yang disusun seri dengan rata-rata sebesar 2,412 ohm. Sedangkan hambatran dalam terkecil di hasilkan dari rangkaian yang menggunakan catu daya sebagai sumber tegangan, yaitu 0,862 ohm. Tetapi jika hanya diperhatikan rangkaian yang menggunakan sumber tegangan dari baterai saja. Maka dua baterai yang disusun paralel lah yang memiliki hambatan dalam terkecil, yaitu 2,19 ohm.   

PERTANYAAN  PASCA PRAKTIKUM
1. Bagaimanakah harga rata-rata untuk ketiga keadaan baterai (satu baterai; dua baterai disusun     secara seri; dua baterai disusun nsecara paralel)
2. Susunan baterai yang memilikinhambatan dalam terbesar adalah……. Kemukakan factor-faktor penyebabnya?
3. Susunan baterai yang memiliki hambatan dalam terkecil adalah……. Kemukakan factor-faktor penyebabnya?
4. GGL terrbesar dihasilkan oleh susunan baterai yang bagaimana……. Kemukakan factor-faktor penyebabnya?

JAWABAN PASCA PRAKTIKUM
1. Dari hasil percobaan diperoleh harga rata-rata hambatan dalam  (rd) adalah :
·         Untuk catu daya sebesar 0,862 ohm
·         Untuk dua baterai yang disusun seri sebesar 2,412 ohm.
·         Untuk dua baterai yang disusun paralel sebesar 2,910 ohm
Dari data tersebut yang memiliki hambatan dalam terbesar adalah dua baterai yang disusun seri, sedangkan yang memiliki hambatan dalam terkecil adalah catu daya. Akan tatapi, jika hanya sumber tegangan dari baterai saja ynag diperhatikan (tidak memperhatikan catu daya). Maka yang memiliki hambatan dalam terkecil adalah dua baterai yang disusun paralel .



2.  susun baterai yang memiliki hambatan dalam terbesar adalah rangkaian seri dua baterai.  Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya :
·         Pada rangkaian seri jumlah hambatan total di dapat dengan cara menjumlahkan langsung nilai tiap-tiap hambatannya. Sehingga R = R1 + R2 sehingga diperoleh hambatan dalam yang lebih besar.
·         Karena pada rangkaian seri setiap kutub dari kedua baterai dihubungkan secara kontak langsung sehingga seolah-olah  baterai menjadi satu dan menjadi lebih panjang sehingga hambatan dalamnya pun semakin besar.
·         Karena pada percobaan juga digunakan pemegang baterai, sehingga juga membuat hambatan semakin besar.

3. Jika hanya baterai yang di bandingkan dalam hal ini, maka susun baterai yang memiliki hambatan dalam terkecil terdapat dua baterai yang disusun paralel. Hal ini dapat disebabkan karena :
·         hambatan total dari rangkaian paralel dapat dihitung melalui penjumlahan dari setiap 1/r komponen hambatan. Dalam percobaan ini adalah 1/r total = 1/r1 + 1/r2 sehingga hambatan dalam yang di peroleh bernilai kecil.
·         Karena pada susunan paralel kutub dari kedua baterai tidak dihubungkan secara kontak langsung, sehingga kedua baterai tetap menjadi satu kesatuan dab hanya di sambungkan dengan kabel. Itu juga membuat hambatan dalam bernilai kecil, akan tetapi jika catu daya ikut di bandingkan, maka catu dayalah yang mempunyai hambatan dalam terkecil. Hal ini mungkin terjaid karena catu daya sudah di setting agar dapat menghasilkan tegangan yang sesuai dengan angka yang tecantum pada catu daya itu. Sehingga hambatan dalamnya mempunyai nilai kecil .

4. ggl terbesar dihasilkan oleh dua baterai yang disusun seri. Adapun faktor penyebabnya diantara lain :
·         Tegangan dalam rangkaian seri dapat dihitung dengan cara penjumlahan langsung dari setiap komponennya.
V total = v1 + v2
·         Karena kedua baterai dihubungkan secara kontak langsung, sehingga dua baterai itu seolah-olah menjadi satu kesatuan dan ggl nya pun semakin besar. Setiap baterai memiliki voltase 1,5 volt. Jadi dua baterai disuse seri memiliki voltase 3 volt.

KESIMPULAN
1. Hambatan  dalam terbesar di hasilkan oleh dua baterai disusun seri, dengan rta-ratanya    sebesar 2,412 ohm.
2. Hambatan dalam terkecil dihasilkan oleh catu daya, dengan rata-ratanya 0,862 ohm, tetapi jika hanya baterai yang di badingkan, maka dua baterai disusun paralel memiliki hambatan dalam terkecil, dengan rata-ratanya 2,190 ohm.
3. Hasil percobaan sesuai dengan landasan teori. Karenqa hambatan dalam dua baterai yang disusun seri lebih besar dari hambatan dalam dua baterai disusun paralel.
4. Ggl terbesar di hasilkan oleh dua baterai disusun seri dengan rata-rata 2,94 v.
5. Ggl terkecil dihasilkan oleh dua baterai disusun paralel dengan rata-rta 1,414 v.

KOMENTAR DAN SARAN
1. Sebaiknya disediakan multimeter yang lebih baik lagi dan di tambahkan jumlahnya, agar praktikum dapat berjalan efektif dan waktu digunakan secara optimal.
2. Untuk mendapatkan hasil percobaan yang lebih baik, terlebih dahulu harus ditentukan pemilihan batas ukur pada multimeter, baik pengukuran tegangan, kat arus, ataupun hambatan sehingga multimeter juga dapat bertahan lama dan tidak capat rusak.

DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika edisi kelima jilid 2. Jakarta: Erlangga.
Terima Kasih

1 Comments