Mengapa teknik kimia membutuhkan praktikum hukum ohm dan daya listrik

Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.

          1.Mempelajari cara pemasangan voltmeter dan ampermeter

            2.Mempelajari
berapa tegangan diantara ujung ujung hambatan.

            Hukum ohm
berbunyi sebagai berikut: besarnya kuat arus yang timbul pada suatu pengantar
berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan antara kedua ujung pengantar
tersebut

            Hukum ohm
menggambarkan bagaimana arus, tegangan, dan tahanan berhubungan.  George
ohm menentukan secara eksperimental bahwa jika tegangan yang melewati sebuah
tahanan bertambah nilainya maka arusnya juga akan bertambah nilainya. Begitu
juga sebaliknya. Hukum ohm dapat dituliskan dalam rumus sebagai berikut

            Hukum ohm
juga menyatakan bahwa pada tegangan yang konstan, jika nilai tahanan di
perkecil maka akan diperoleh arus yang lebih kuat. Begitu juga sebaliknya dan
dapat ditulis sebagai berikut :

            Hukum ohm
dapat diterapkan dalam rangkaian tahana seri.Yang di maksud dengan rangkaian
tahanan seri adalah tahanan di hubungkan ujung tahanan yang ada pada rangkaian
ke ujung atau dalam suatu rantai. Untuk mencari arus yang mengalir pada
rangkaian seri dengan tahanan lebih dar satu, diperlukan jumalah total nilai
tahanan tahanan tersebut. Hal ini dapat di mengerti karena setiap tahanan yang
ada pada rangkaian seri akan memberikan hambatan bagi arus untuk mengalir
(rusdianto,1999:19).

Resistor
merupakan elemen pasif  yang paling sederhana. Kita akan memulai bahasan
kita dengan memperhatikan hasil kerja fisikawan jerman, georg simon ohm, yang
pada tahun 1827 mempublikasikan sebuah pamflet yang memaparkan hasil-hasil dari
usahanya mengukur arus dan tegangan serta hubungan matematika di antara
keduanya. Salah satu hasil  yang diperoleh adalah pernyatan tentang relasi
fundamental yang saat ini kita sebut sebagai hukum ohm. Meskipun hal ini telah
ditemukan 46  tahun sebelumnya di inggris oleh henry cavendish. Pamflet
yang dipublikasikan oleh georg simon ohm banyak menerima kritik yang tak pantas
dan menjadi bahan tawaan selama beberapa tahun setelah di publikasi pertamanya
akhirnya karya itu diterima beberapa tahun setelahnya.    

Hukum ohm menyatakan bahwa tegangan
pada terminal-terminal material penghantar berbanding lurus terhadap arus yang
mengalir melalui material ini, secara matematika hal ini dirumuskan sebagai :

            Dimana
konstan proporsionalitas atau kesebandinagn R disebut resistansi.Satuan untuk
resistansi adalah ohm, dan bisa disingkat dengan huruf besar omega, Ω (durbin,
2005:22).

            Elektron
–elektron bebas bergerak dalam suatu medan listrik yang memperagakan periode
yang sama sebagai lettice-nya. Selama gerakan gerakan mereka, elektron-elektron
bebas ini sering sekali disebarkan oleh medan. Uraian yang sesuai untu gerakan
elektron jenis ini harus menggunakan metode mekanika kuantum.Disini uraian yang
termasuk sederhana sudah mencukupi. Ketika tidak terdapat medan listrik eksternal,
elekton-elektron tersebut bergerak kesegala arah dantidak ada transportasi
muatan netto atau arus listrik. Tetapi jika digunakan sebuah medan listrik
eksternal, terjadi aliran gerakan dari gerakan-gerakan elektron sembarang
sehingga terjadi arus listrik. Tampaknya alamiah untuk menganggap kekuatan dari
arus tersebut sesuai dengan medan listrik.

            Untuk
membuktikan hubungan ini, kita meninjau hasil-hasil percobaan  yang telah
dilakukan. Salah satu hukum fisika yang mungkin paling dikenal oleh para mahasiswa
adalah hukum ohm, yang menyatakan bahwa untuk suatu konduktor logam pada suhu
konstan, perbandingan antara perbedaan antara perbedaan potensial ∆V antara dua
titik dari konduktor dengan arus listrik I yang melaui konduktor tersebut
adalah konstan. Konstan ini disebut tahanan listrik R dari konduktor antara dua
titik. Jadi hukum ohm bisa dinyatakan sebagai:

            Dari persamaan kelihatan bahwa R dinyatakan dalam satuan SI sebagai volt
ampere atau m2 kg s-1 C-2 , dan disebut ohm
(Ω). Jadi satu ohm adalah tahanan suatu konduktor yang dilewati arus satu
ampere ketika perbedaan potensialnya dijaga satu volt diujung-ujung konduktor
tersebut (alonso, 1992:76)

Aliran listrik ditimbulkan oleh
muatan listrik yang bergerak di dalam suatu penghantar.Arah arus listrik (I)
yang timbul pada penghantar berlawanan arah dengan arah gerak elektron.Muatan
listrik dalam jumlah tertentu yang menembus suatu penampang dari suatu
penghantar dalam satuan waktu tertentu disebut sebagai kuat arus listrik.Jadi
kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam kawat
penghantar tiap satuan waktu. Jika dalam waktu t mengalir muatan listrik
sebesar Q, maka kuat arus listrik I adalah:

Para ahli telah melakukan perjanjian
bahwa arah arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.Jadi arah
arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron.

2.3       Beda
Potensial atau Tegangan Listrik

Terjadinya arus listrik dari kutub
positif ke kutub negatif dan aliran elektron dari kutub negatif ke kutub
positif, disebabkan oleh adanya beda potensial antara kutub positif dengan
kutub negatif, dimana kutub positif mempunyai potensial yang lebih tinggi
dibandingkan kutub negatif.

Beda potensial antara kutub positif dan kutub negatif
dalam keadaan terbuka disebut gaya gerak listrik dan dalam keadaan tertutup
disebut tegangan jepit.

2.4       Hubungan
Antara Kuat Arus Listrik dan Tegangan Listrik

Hubungan antara V dan I pertama kali
ditemukan oleh seorang guru Fisika berasal dari Jerman yang bernama George
Simon Ohm. Dan lebih dikenal sebagai hukum Ohm yang berbunyi: Besar kuat
arus listrik dalam suatu penghantar berbanding langsung dengan beda potensial
(V) antara ujung-ujung penghantar asalkan suhu penghantar tetap.

Hasil bagi antara beda potensial (V)
dengan kuat arus (I) dinamakan hambatan listrik atau resistansi (R) dengan
satuan ohm.

Dua atau lebih resistor yang
dihubungkan sedemikian rupa sehingga muatan yang sama harus mengalir melalui
keduanya dikatakan bahwa resistor itu terhubung secara seri. Karena muatan
tidak terkumpul pada satu titik dalam kawat yang dialiri arus konstan, jika
suatu muatan ∆Q mengalirke R1 selama interval waktu tertentu,
sejumlah muatan ∆Q harus mengalir keluar R2 selama interval yang
sama. Kedua resistor haruslah membawa arus I yang sama. Resistansi ekivalen
untuk resistor yang tersusun seri adalah penjumlahan resistansi awal.

         Dua resistor yang dihubungkan
sedemikian rupa sehingga beda potensial yang sama antara keduanya yang
dikatakan bahwa mereka dihubungkan secara paralel. Catat bahwa
resistor-resistor dihubungkan pada kedua ujungnya dengan sebuah kawat.
Resitansi ekivalen dari kombinasi resistor paralel didefinisikan sebagai resistensi
Req tersebut, dimana arus total I menghasilkan tegangan jatuh V.
(Tipler, 1998: 154-155)

2.   Power Supply DC 1 buah

1.   Baterai besar dan kecil masing – masing satu
buah

1.     
Baterai diletakan diatas meja dengan multimeter.

2.     
Baterai dihubungkan dengan kabel penghubung ke
multimeter pertama beterai kecil setelah itu baterai besar.

3.     
Dicatat berapa tengangan dan hambatan yang di
dapat.

4.     
Setelah itu multimeter dan baterai di hubungkan
dengan power supply,tengangan pada power suplly diatur bervariasi 1,0,  2,0 
3,0 v.

5.     
Pada multimeter di catat berapa hambatan yang
dihasilkan.

6.     
Kemudian dihitung berapa arus yang di dapat.

BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN

1.     
Baterai besar dan kecil

Pada pratikum ini ada hubungan sangat penting antara tegangan, arus dan
hambatan. Hubungan tersebut disebut hukum ohm. Hubungan dalam hukum ohm ini
yaitu Besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya beda
potensial (Tegangan). Untuk sementara tegangan dan beda potensial dianggap sama
walau sebenarnya kedua secara konsep berbeda. Secara matematika di tuliskan I ∞
V atau V ∞ I, Untuk menghilangkan kesebandingan ini maka perlu ditambahkan
sebuah konstanta yang kemudian di kenal dengan Hambatan (R) sehingga persamaannya
menjadi V = I.R. Dimana V adalah tegangan (volt), I adalah kuat arus (A) dan R
adalah hambatan (Ohm). Selain itu perbandingan antara tegangan dengan kuat arus
merupakan suatu bilangan konstan yang disebut hambatan listrik. Secara
matematika di tuliskan V/I = R atau dituliskan V = I.R.

Pada percobaan ini diuji besar
hambatan yang dimiliki dua buah baterai yang berukuran berbeda tetapi memiliki tegangan
yang sama, yaitu sebesar 1.558 Volt. Hasil yang diperoleh adalah baterai kecil
memiliki kuat arus sebesar 0.254 Ampere dan hambatan sebesar 6.115 Ω. Sedangkan
baterai besar memiliki kuat arus 0.404 ampere dan hambatan 3.88 Ω. Hasil yang
diperoleh selaras dengan teori, bahwa semakin besar luas penampang maka semakin
kecil hambatannya. Sehingga kuat arus yang dihasilkanpun semakin besar pula.

            Percobaan
selanjutnya adalah menggunakan resistor dengan sumber tegangan yang
divariasikan dari power supply. Hasil ditunjukkan pada grafik berikut:

Pada
percobaan tersebut dapat diketahui bahwa Hukum Ohm menyatakan bahwa kuat arus
listrik (I) sebanding dengan beda potensial yang diberikan dan berbanding
terbalik dengan hambatan rangkaian (R)  dapat disimbolkan dengan :

Berdasarkan grafik diatas, menunjukan
bahwa semakin besar tegangan maka semakin besar pula hambatannya.hal ini sesuai
dengan besarnya nilai R berbanding lurus dengan besarnya nilai v dan berbanding
terbalik dengan besarnya I.Semakin besar tegangan listrik maka hambatan
penghantar listrik tersebut akan semakin besar.

            Dari hasil percobaan
yang telah dilakukan, maka kesimpulannya sebagai berikut:

1.     
Baterai besar memiliki hambatan yang lebih kecil
dibandingkan dengan baterai kecil karena baterai besar memiliki luas penampang
yang lebih luas.

2.     
Pada
percobaan power supply dengan tegangan 1,0 volt memiliki hambatan 16,83 ohm,2,0
ohm,memiliki hambatan 11,57 ohm dan 3,0 memiliki hambatan 6,01ohm.

3.     
Pada
percobaan power supply semakin besar tegangan yang diberikan (v) maka semakin
besar hambatan yang dihasilkan.

4.     
Hambatan tidak dipengaruhi oleh tegangan, melainkan
luas, panjang, dan jenis bahan penampang.

Alonso, dkk.
1979. Dasar-dasar fisika universitas. Jakarta: Erlangga

Durbin, dkk.
2005. Rangkaian listrik. Jakarta: Erlangga.

Esvandiari.2006.Smart Fisika SMA.Puspa Suara:Jakarta.

Rusdianto,
eduard. 1999. Penerapan konsep dasar listrik dan elektronika.
Yogyakarta: kanisius

Leave a Comment