Lapres E1

1

Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff (E1) Muhammad Bobby Eldion JurusanFisika, FakultasMIPA InstitutTeknologiSepuluhNopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: [email protected] Abstrak— Percobaan hukum ohm dan hukum kirchoff telah kami lakukan. Hukum Ohm dan hukum Kirchoff merupakan salah dua dari hukum tentang listrik untuk menyelesaikan suatu perhitungan pada rangkaian listrik. Pada dasarnya hukum ohm adalah menjelaskan hubungan antara tegangan (V), arus (I), dan hambatan (R) sedangkan pada hukum kirchoff menjelaskan tentang bagaimana menyelesaikan perhitungan pada rangkaian tertutup yang tidak bisa dijelaskan dan diselesaikan oleh hukum ohm. Percobaan ini dilakukan dengan menggunakan beberapa resistor dan multimeter (VOM) yang dirangkai sehingga dapat diketahui nilai arus pada hukum ohm dan nilai tegangan pada hukum kirchoff, yang kemudian dibandingkan hasil percobaan dengan hasil perhitungan secara teori. Dari percobaan yang telah dilakukan didapatkan data tegangan (V) dan arus (I) Kata Kunci—hukum kirchoff, hukum ohm, multimeter, arus listrik, resistor, tegangan I. PENDAHULUAN

esistansi adalah kemampuan sebuah bahan untuk menahan sebuah arus, atau lebih spesifiknya yang dimaksud adalah arus listrik. Nama alat atau komponen yang biasa digunakan dalam hal ini adalah resistor. Secara konsep hal tersebut dapat dipahami dengan cara kita memahami konsep arus listrik dengan elektron yang bergerak di dalamnya dan kemudian pergerakan elektron tersebut tertahan oleh sesuatu yang terbuat dari struktur atomik sehingga elektron tersebut pergerakannya tertahan. Pada kehidupan sehari-hari resistor dapat ditemui pada berbagai perabot elektronik rumah tangga seperti: pemanas ruangan, pemanggang roti, dan setrika. Setiap material memiliki resistansi yang berbeda-beda terhadap arus. Besarnya resistansi bergantung pada bahan yang digunakan. Layaknya sebuah tembaga, tembaga memiliki nilai resistansi yang sangat kecil sehingga dalam kehidupan sehari-hari digunakan sebagai kabel, sehingga hal tersebut juga menunjukan bahwa tembaga tidak dapat digunakan sebagai sebuah resistor. Untuk menganalisa suatu rangkaian listrik, kita harus memperhatikan besarnya arus listrik terhadap tegangan listrik rangkaian. Hal tersebut dapat dilakukan dengan cara kita harus mengetahui setidaknya dua hal, yaitu antara hambatan, tegangan, dan arus listrik[1]. Tidak semua rangkaian dapat kita selesaikan dengan menggunakan teori hukum ohm atau hanya dengan dasar teori seri paralel. Tekhnik-teknik yang digunakan untuk menyelesaikan perhitungan pada rangkaian yang lebih rumit ini adalah dengan menggunakan hukum kirchoff0. Ada dua pernyataan dalam hukum kirchoff yang pertama adalah jumlah arus yang masuk pada suatu rangkaian adalah sama dengan jumlah arus yang keluar, sehingga sering dituliskan sebagai:

R

∑

∑

Sedangkan pernyataan keduanya menyatakan bahwa jumlah tegangan pada suatu rangkaian tertutupn adalah nol, atau biasa dituliskan sebagai: ∑

∑

[2]. II. METODE Percobaan E1 ini dibagi menjadi dua percobaan, yaitu percobaan hukum ohm dan percobaan hukum kirchoff. Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini adalah multimeter, power supply, kabel, project board, dan resistor dengan resistansi 1k, 10k, 4.7k, 6.8k, 15k. Percobaan pertama yaitu membuktikan hukum ohm. Pertama adalah menyiapkan alat dan bahan, dan yang terpenting adalah resistor, resistansi yang digunakan dalam percobaan adalah 1k dan 10k. Kemudian alat dirangkai sesuai gambar berikut ini dan diberikan tegangan 6v, 9v, dan 22v sebagai variasi.

Gambar1 Rangkaian percobaan hukum ohm dengan resistansi 1k dan tegangan 6v

Gambar2 Rangkaian percobaan hukum ohm dengan resistansi 1k dan tegangan 9v

2

Gambar3 Rangkaian percobaan hukum ohm dengan resistansi 1k dan tegangan 22v Gambar7 Rangkaian percobaan hukum kirchoff dengan tegangan 6v

Gambar4 Rangkaian percobaan hukum ohm dengan resistansi 10k dan tegangan 6v

Gambar8 Rangkaian percobaan hukum kirchoff dengan tegangan 9v

Gambar5 Rangkaian percobaan hukum ohm dengan resistansi 10k dan tegangan 9v

Gambar9 Rangkaian percobaan hukum kirchoff dengan tegangan 22v

Gambar6 Rangkaian percobaan hukum ohm dengan resistansi 10k dan tegangan 22v

Nilai arus yang muncul pada multimeter dicatat dan diulangi tiga kali untuk setiap rangkaiannya. Selanjutnya adalah percobaan membuktikan hukum kirchoff, pada percobaan kali ini resistansi resistor yang digunakan adalah 1k, 4,7k, 6,8k, dan 15k. Dan variasi tegangan yang digunakan adalah 6, 9, dan 22 volt. Setelah semua itu disiapkan, dilanjutkan dengan merangkai alat seperti pada gambar.

Setelah dirangkai kemudian dicatat hasil arus listrik untuk setiap resistornya. Jika semua data telah diperoleh dan selanjutnya bisa diolah kembali untuk bisa dibandingkan dengan hasil secara teori. Untuk percobaan hukum ohm digunakan persamaan: (1) Untuk menghitung arus secara teori yang kemudian akan dibandingkan dengan nilai arus yang ditunjukan oleh multimeter. Kemudian dilanjutkan dengan mencari nilai tegangan pada percobaan hukum kirchoff. Pertama dicari terlebih dahulu arusnya dengan menggunakan persamaan: ∑ ∑ (2) Setelah diketahui arusnya kemudian digunakan pesamaan (1) untuk mencari tahu tegangannya, sehingga dapat dibandingkan dengan tegangan pada eksperimen. Setelah semua data diperhitungkan dan dibandingkan, kemudian dicari nilai error alatnya, dengan cara: (3)

3 III. HASIL DAN PEMBAHASAN

IV. KESIMPULAN

Setelah percobaan dilakukan maka didapatkan beberapa data dan hasil, pada tabel 1 adalah hasil percobaan hukum ohm dan tabel 2 adalah hasil percobaan hukum kirchoff.

Percobaan ini berhasil mengetahui bahwa hukum ohm dan hukum kirchoff terbukti benar, dengan melalui percobaan yang kemudian dibandingkan dengan hasil perhitungan secara teori. Terbukti dengan nilai yang sama antara nilai I percobaan dan teori pada hukum ohm dan juga nilai V yang hampir sama pada percobaan hukum kirchoff, yang disebabkan oleh ketelitian alat yang berbeda. Jadi terbukti hukum ohm dan hukum kirchoff dapat digunakan untuk menyelesaikan perhitungan pada suatu rangkaian listrik.

Tabel1 Hasil percobaan hukum ohm

Hasil Pengukuran No

Hasil Perhitungan I=V/ V=I. R=V/ R R I

Error

V

R

I

1

6

1KΩ

6mA

6mA

6

1KΩ

0

2

6

1KΩ

6mA

6mA

6

1KΩ

0

3

6

1KΩ

6mA

6mA

6

1KΩ

0

Tabel2 Hasil percobaan hukum kirchoff

V Teori (volt)

Resistansi(kΩ) 6

9

22

V Eksperimen (volt) 6 9 22

R1

1

0,99

1,49

3,63

1

1,4

4

R2

15

3,81

5,72

14

3,8

5,2

14

R3

4,7

1,2

1,79

4,38

1,3

1,4

3,7

R4

6,8

5,01

7,51

18,4

5,2

7,2

18,5

Error (%) 1,010101

6,0402685

10,192837

0,2624672

9,0909091

0

8,3333333

21,787709

15,525114

3,7924152

4,1278296

0,5434783

Hasil percobaan yang lain akan di lampiran. Pada tabel 1 kita bisa perhatikan ada beberapa data, yaitu pertama membandingkan nilai arus (I) dari percobaan dan dari perhitungan secara teori. Digunakan tegangan 6v dan resistansi 1k ohm. Jika dihitung menggunakan persamaan (1) maka akan didapat hasil nilai arusnya adalah 6 mA. Kemudian setelah diambil data dengan melakukan percobaan ternyata juga didapat nilai 6mA, hal ini diuji dengan nilai error 0% yang dihitung dengan menggunakan persamaan (3). Pada tabel 2dapat kita perhatikan ada beberapa data dan variasi. Pertama yaitu membandingkan nilai tegangan (V) dari percobaan dan dari perhitungan secara teori, dengan adanya rangkaian dengan sebuah loop. Misalnya kita memakai data ke satu resistansi 1k ohm dengan tegangan 6v. Langkah pertama yang dilakukan adalah mencari nilai arus yang melewati setiap loopnya dengan menggunakan persamaan (2), setelah ditemukan nilai arusnya digunakan persamaan (1) untuk menentukan nilai tegangan pada setiap resistor yang ada. Dan pada hasil perhitungan pertamadidapati hasil nilai tegangan 0,99 volt, yang ternyata pada penggunaan alat ditemui nilai tegangannya adalah 1 volt. Hal itu ditandai dengan nilai error sebesar 1,010101% yang dihitung dengan menggunakan persamaan (3). Artinya data tersebut akurat karena memiliki nilai error yang sangat kecil. Hal-hal yang menjadi faktor tidak akuratnya data adalah antara penggunaan alat dan perhitungan alat adalah tingkat ketelitian alat yang hanya sampai 0,1 sedangkan pada perhitungan muncul hasil dengan ketelitian 0,01.

DAFTAR PUSTAKA [1] Alexander, C. K., 2013. Fundamentals Of Elctric Circuits. Fifth ed. New York: McGraw-Hill. [2] Alonso, Marcelo; J.Finn,Edward, 1992.Dasar-Dasar Fisika Universitas. Edisi 2. Jakarta: Erlangga [3] Nilsson, James W.; Riedel, Susan;, 2011. Electric Circuits. Ninth ed. Lowa: Prentice Hall. [4] Sears, Francis Weston; Zemansky, Mark W.;, 1964. University Physics. Third ed. London: AddisonWesley.