LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA
"Rangkaian Arus Listrik"
Disusun Oleh XII IPA 2:
Inda Bela (16) dan Luthfia Cucu Aminah (20)
A.
Tujuan
1. Menyelidiki
hubungan antara tegangan dan kuat arus yang mengalir dalam sebuah rangkaian.
2. Menganalisa
karakteristik dari rangkaian seri.
3. Mengidentifikasi
karakteristik dari rangkaian paralel.
B.
Rumusan
Masalah
1. Bagaimana
hubungan antara tegangan dan kuat arus yang mengalir dalam sebuah rangkaian?
2. Bagaimana
karakteristik dari rangkaian seri?
3. Bagaimana
karakteristik dari rangkaian paralel?
C.
Hipotesa
1. Hambatan
berbanding lurus dengan tegangan namun berbanding terbalik dengan arus listrik
(R~V).
2. Kuat
arus listrik yang melalui masing-masing komponen sama besar walaupun hambatan
masing-masing komponen berbeda.
3. Tegangan
pada masing-masing komponen sama besar walaupun hambatan setiap komponen
berbeda.
D.
Kajian
Teori
Rangkaian
listrik (Inggris: electrical
circuit) adalah sambungan dari bermacam-macam elemen listrik pasif agar
arus listrik yang berasal dari sumber dapat mengalir,
seperti resistor, kapasitor, induktor, transformator, sumber tegangan, sumber
arus dan saklar. Dalam pemasangan atau
pembuatan rancangan harus diperhatikan beberapa faktor,
seperti reaktansi induktif
(induktansi), raeaktansi kapasitif, permitivitas dan resitifitas. Dengan
lengkapnya faktor-faktor tersebut maka Rangkaian yang tepat akan tersusun.
Rangkaian listrik sederhana merupakan suatu lintasan yang dapat diairi
oleh muatan listrik (arus). Suatu rangkaian listrik umumnya terdiri dari banyak
komponen listrik. Komponen-komponen listrik tersebut terdiri dari komponen pen-supply energi listrik dan
komponen pengguna energi. Rangkaian listrik dapat terbagi menjadi dua
sebagaimana dipaparkan berikut.
1. Rangkaian Seri
Rangkaian seri terdiri dari
dua atau lebih beban listrik yang dihubungkan ke satu daya melewati satu
rangkaian. Berikut sifat-sifat rangkaian seri.
a. Arus yang mengalir pada
masing beban adalah sama.
b. Tegangan sumber akan dibagi
dengan jumlah tahanan seri jika besar tahanan sama. Jumlah penurunan tegangan
dalam rangkaian seri dari masing-masing tahanan seri adalah sama dengan
tegangan total sumber tegangan.
c. Banyak beban listrik yang
dihubungkan dalam rangkaian seri, tahanan total rangkaian menyebabkan naiknya
penurunan arus yang mengalir dalam rangkaian. Arus yang mengalir
tergantung pada jumlah besar tahanan beban dalam rangkaian.
d. Jika salah satu beban atau
bagian dari rangkaian tidak terhubung atau putus, aliran arus terhenti.
Prinsip dalam Rangkaian Seri adalah sebagai
berikut.
a. Hambatan total merupakan
hasil penjumlahan tiap-tiap hambatan serinya.
b. Kuat arus dalam tiap-tiap
hambatannya tetap dan besar kuat arus setiap hambatan sama dengan kuat arus
totalnya.
c. Beda potensial/tegangan
tiap-tiap hambatannya berbeda-beda dan hasil penjumlahan tegangan tiap-tiap
hambatannya sama dengan tegangan totalnya.
V total = V1 + V2 +.. Vn
I total = I1 = I2 =…. I n
R total = R1 + R2 + ... Rn
2. Rangkaian Paralel
Rangkaian Paralel merupakan
salah satu yang memiliki lebih dari satu bagian garis edar untuk mengalirkan
arus. Masing-masing rangkaian dapat dihubung-putuskan tanpa mempengaruhi
rangkaian yang lain. Sifat-sifat rangkaian paralel adalah sebagai berikut.
a. Tegangan pada masing-masing
beban listrik sama dengan tegangan sumber.
b. Masing-masing cabang dalam
rangkaian parallel adalah rangkaian individu. Arus masing-masing cabang adalah
tergantung besar tahanan cabang.
c. Sebagaian besar
tahanan dirangkai dalam rangkaian parallel, tahanan total rangkaian mengecil,
oleh karena itu arus total lebih besar. (Tahanan total dari rangkaian parallel
adalah lebih kecil dari tahanan yang terkecil dalam rangkaian).
d. Jika terjadi salah satu
cabang tahanan parallel terputus, arus akan terputus hanya pada rangkaian
tahanan tersebut. Rangkaian cabang yang lain tetap bekerja tanpa terganggu oleh
rangkaian cabang yang terputus tersebut.
Prinsip dalam Rangkaian Paralel adalah
sebagai berikut:
a. Seper hambatan paralel
merupakan hasil penjumlahan seper tiap-tiap hambatan paralelnya.
b. Kuat arus dalam
percabangannya berbeda-beda dan perbandingan kuat arus tiap-tiap percabangan
berbanding terbalik dengan perbandingan hambatan tiap-tiap percabangannya serta
hasil penjumlahan kuat arus tiap-tiap percabangannya sama dengan kuat arus
totalnya.
c. Beda potensial/ tegangan
tiap-tiap percabangannya tetap dan besar tegangan setiap percabangan sama
dengan tegangan totalnya.
V total = V1 = V2 = V3 = ..
Vn
I total = I1 + I2 +.. In
1/R total = 1/R1 + 1/R2 + …
1/R n
E.
Alat
dan Bahan
Alat
1. Voltmeter
dan Amperemeter
2. Kabel
hitam dan merah
3. Tembaga
tempat lampu
Bahan
1. 2
buah lampu
2. 4
buah baterai
F.
Langkah
Kerja
a. Percobaan
Baterai
1. Menyiapkan
alat dan bahan.
2. Menyusun
baterai. Baterai I berjumlah 1; II, III, IV berturut-turut berjumlah 2, 3, 4
dirangkai seri.
3. Mengukur
besar volt dan kuat arus menggunakan voltmeter dan amperemeter.
b. Percobaan
Rangkaian Seri
1. Menyiapkan
alat dan bahan.
2. Menyusun
lampu secara seri (apabila 2 buah lampu) dan baterai (diukur pada baterai
berjumlah 1,2,3 dan 4).
3. Mengukur
besar volt dan kuat arus menggunakan voltmeter dan amperemeter.
c. Percobaan
Rangkaian Paralel
1. Menyiapkan
alat dan bahan.
2. Menyusun
lampu secara paralel (apabila 2 buah lampu) dan baterai (diukur pada baterai
berjumlah 1,2,3 dan 4).
3. Mengukur
besar volt dan kuat arus menggunakan voltmeter dan amperemeter.
G.
Hasil
Pengamatan
a.
Percobaan Baterai
Percobaan Baterai
Gambar 1. Rangkaian
Baterai dan Pengukur
Tabel 1. Hasil
Percobaan Besar Tegangan dan Kuat Arus pada Baterai
No
|
Jumlah Baterai
|
V (Volt)
|
I (A)
|
R=V/I (Ω)
|
1
|
1
|
1,6×10/10=1,6
|
12,5×50/250=2,5
|
1,6/2,5=0,64
|
2
|
2
|
3×10/10=3
|
30×50/250=6
|
3/6=0,5
|
3
|
3
|
4,8×10/10=4,8
|
50×50/250=10
|
4,8/10=0,48
|
4
|
4
|
6,2×10/10=6,2
|
65×50/250=13
|
6,2/13=0,47
|
Grafik 1. Besar Hambatan
Berdasarkan Tegangan dan Kuat Arus pada Baterai
b. Percobaan
Rangkaian Seri
Gambar 2. Rangkaian Seri Satu Lampu Total
Tabel 2. Hasil
Percobaan Rangkaian Seri dengan Satu Lampu (Total)
No
|
Jumlah Baterai
|
V (Volt)
|
I (A)
|
R=V/I (Ω)
|
1
|
1
|
1,3×10/10=1,3
|
50×10/250=2
|
1,3/2=0,65
|
2
|
2
|
2,6×10/10=2,6
|
150×10/250=6
|
2,6/6=0,4
|
3
|
3
|
4,6×10/10=4,6
|
50×50/250=10
|
4,6/10=0,46
|
4
|
4
|
6,1×10/10=6,1
|
65×50/250=13
|
6,1/13=0,469
|
Grafik 2. Besar Hambatan Berdasarkan Tegangan dan Kuat Arus
Pada Satu Lampu (Total) yang Disusun Seri
Gambar 3. Rangkaian Seri
dengan Dua Lampu (Total)
Tabel
3. Hasil Percobaan Rangkaian Seri dengan
Dua Lampu (Total)
No
|
Jumlah Baterai
|
V (Volt)
|
I (A)
|
R=V/I (Ω)
|
1
|
1
|
1,6×10/10=1,6
|
60×10/250=2,4
|
1,6/2,4=0,67
|
2
|
2
|
3×10/10=3
|
30×50/250=6
|
3/6=0,5
|
3
|
3
|
4,7×10/10=4,7
|
50×50/250=10
|
4,7/10=0,47
|
4
|
4
|
6×10/10=6
|
65×50/250=13
|
6/13=0,46
|
Grafik 3. Besar Hambatan Berdasarkan Tegangan dan Kuat Arus
Pada Dua Lampu (Total) yang Disusun Seri
Gambar 4. Rangkaian Seri
dengan Dua Lampu (Diukur
Masing-Masing Lampu)
Tabel
4. Hasil Percobaan Rangkaian Seri dengan
Dua Lampu (Tiap Lampu)
No
|
Uraian
|
1 Baterai
|
2 Baterai
|
3 Baterai
|
4 Baterai
|
1
|
V1
|
0,9×10/10=0,9
|
1,6×10/10=1,6
|
2,4×10/10=2,4
|
3,1×10/10=3,1
|
2
|
V2
|
0,7×10/10=0,7
|
1,4×10/10=1,4
|
2,3×10/10=2,3
|
2,9×10/10=2,9
|
3
|
I1
|
60×10/250=2,4
|
30×50/250=6
|
50×50/250=10
|
65×50/250=13
|
4
|
I2
|
60×10/250=2,4
|
30×50/250=6
|
50×50/250=10
|
65×50/250=13
|
5
|
R1
|
0,9/2,4=0,375
|
1,6/6=0,27
|
2,4/10=0,24
|
3,1/13=0,24
|
6
|
R2
|
0,7/2,4=0,29
|
1,4/6=0,23
|
2,3/10=0,23
|
2,9/13=0,22
|
Keterangan: 1=lampu pertama; 2= lampu
kedua
Grafik 4. Grafik Hubungan V, I, R pada Lampu 1 dan Lampu 2 Susunan
Seri
c. Percobaan
Rangkaian Paralel
Gambar 5. Rangkaian
Paralel Dua Lampu (Total)
Tabel 5. Hasil
Percobaan Rangkaian Paralel Dua Lampu (Total)
No
|
Jumlah Baterai
|
V (Volt)
|
I (A)
|
R=V/I (Ω)
|
1
|
1
|
1,5×10/10=1,5
|
65×10/250=2,6
|
1,5/2,6=0,58
|
2
|
2
|
2,5×10/10=2,5
|
115×10/250=4,6
|
2,5/4,6=0,54
|
3
|
3
|
3,8×10/10=3,8
|
200×10/250=8
|
3,8/8=0,475
|
4
|
4
|
5×10/10=5
|
60×50/250=12
|
5/12=0,42
|
Grafik 5. Besar Hambatan Berdasarkan Tegangan dan Kuat Arus
Pada Dua Lampu (Total) yang Disusun Paralel
Gambar
6. Rangkaian
Paralel Dua Lampu (Diukur Masing-Masing Lampu)
Tabel
6.
Hasil
Percobaan Rangkaian Paralel Dua Lampu (Tiap Lampu)
No
|
Uraian
|
1 Baterai
|
2 Baterai
|
3 Baterai
|
4 Baterai
|
1
|
V1
|
1,5×10/10=1,5
|
2,5×10/10=2,5
|
3,8×10/10=3,8
|
5×10/10=5
|
2
|
V2
|
1,5×10/10=1,5
|
2,5×10/10=2,5
|
3,8×10/10=3,8
|
5×10/10=5
|
3
|
I1
|
25×10/250=1
|
50×10/250=2
|
80×10/250=3
|
20×50/250=4
|
4
|
I2
|
40×10/250=1,6
|
65×10/250=2,6
|
135×10/250=5
|
40×50/250=8
|
5
|
R1
|
1,5/1=1,5
|
2,5/2=1,25
|
3,8/3=1,27
|
5/4=1,25
|
6
|
R2
|
1,5/1,6=0,9
|
2,5/2,6=0,96
|
3,8/5=0,76
|
5/8=0,625
|
Grafik 6. Grafik Hubungan V, I, R pada Lampu 1 dan Lampu 2 Susunan
Paralel
H.
Analisa
Data
1. Hubungan
antara
Tegangan dan
Kuat Arus yang
Mengalir dalam
Sebuah Rangkaian
Hubungan tegangan dan
kuat arus dapat dilihat pada grafik1 sampai dengan grafik 6. Semua grafik
tersebut menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah baterai, maka semakin besar
tegangan yang mengalir pada rangkaian. Oleh karena itu semakin besar pula nilai
kuat arus pada rangkaian. Maka nilai tegangan berbanding lurus dengan nilai
arus litrik (V~I).
Grafik 1 sampai dengan grafik 6 juga menunjukkan semakin banyak jumlah baterai (V dan I semakin besar), semakin kecil nilai hambatan. Maka nilai hambatan berbanding terbalik dengan tegangan serta kuat arus. Sehingga dapat ditulis persamaan berikut.
R=V/I
V=IR
I=V/R
2. Karakteristik
dari
Rangkaian Seri
Ditinjau
dari tabel 4, setiap V1 (tegangan pada lampu 1) apabila ditambahkan dengan V2
(tegangan pada lampu 2), ternyata memiliki nilai yang sama dengan Vtotal
pada tabel 3. Begitu pula untuk R1 (hambatan pada lampu 1) apabila ditambahkan
dengan R2 ternyata memiliki nilai yang sama dengan Rtotal pada tabel
3. Selian itu, setiap I1 (kuat arus pada lampu 1) memiliki nilai yang sama dengan
I2 (kuat arus pada lampu 2).
Analisis
tersebut dapat dihubungkan dengan peninjauan kajian teori sehingga menghasilkan
pernyataan berikut.
1. Nilai
tegangan total yang mengalir pada rangkaian merupakan penjumlahan dari nilai
tegangan masing-masing lampu.
2. Nilai
hambatan total yang mengalir pada rangkaian merupakan penjumlahan dari nilai
hambatan masing-masing komponen (lampu).
3. Kuat
arus listrik total memiliki nilai sama dengan kuat arus listrik pada setiap
lampu.
3. Karakteristik
dari
Rangkaian Paralel
Ditinjau
dari tabel 6, setiap V1 (tegangan pada lampu 1) memiliki nilai yang sama dengan
V2 (tegangan pada lampu 2) dan Vtotal pada tabel 5. Setiap R1
(hambatan pad lampu 1) dijumlah dengan R2 kemudian dibagi dengan hasil
perkalian antara keduanya, maka akan menghasilkan nilai Rtotal yang
sama dengan pada tabel 5. Selian itu, setiap I1 (kuat arus pada lampu 1) apabila
dijumlahkan dengan I2 maka akan menghasilkan Itotal yang sama dengan
pada tabel 5.
Analisis
tersebut dapat dihubungkan dengan peninjauan kajian teori sehingga menghasilkan
pernyataan berikut.
1. Tegangan
total memiliki nilai sama dengan tegangan pada setiap lampu.
2. Nilai
kuat arus total yang mengalir pada rangkaian merupakan penjumlahan dari nilai kuat
arus masing-masing lampu.
3. Nilai
hambatan total yang mengalir pada rangkaian merupakan penjumlahan dari nilai
hambatan masing-masing komponen (lampu) dibagi dengan perkalian nilai hambatan
masing-masing komponen.
I.
Simpulan
1.
Hambatan berbanding lurus dengan tegangan namun berbanding terbalik dengan arus listrik (R~V).
Hambatan berbanding lurus dengan tegangan namun berbanding terbalik dengan arus listrik (R~V).
R=V/I
V=IR
I=V/R
|
R= Hambatan (W)
V=Tegangan (V)
I=Arus listrik (A)
|
2. Rangkaian seri memiliki kesamaan nilai pada Itotal
dengan I pada setiap lampu walaupun hambatan
masing-masing komponen berbeda.
Itotal=I1=I2
Vtotal=V1+V2
Rtotal=R1+R2
|
R= Hambatan (W)
V=Tegangan (V)
I=Arus listrik (A)
|
3.
Rangakaian paralel memiliki kesamaan nilai pada Vtotal dengan V pada setiap lampu walaupun hambatan setiap komponen berbeda.
Rangakaian paralel memiliki kesamaan nilai pada Vtotal dengan V pada setiap lampu walaupun hambatan setiap komponen berbeda.
|
|||||
DAFTAR PUSTAKA
Dari berbagai sumber. |
|||||
Tidak ada komentar:
Posting Komentar