A. Definisi Listrik
Listrik berasal dari kata electrical, electric, electricity. Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, listrik adalah daya atau kekuatan yang ditimbulkan oleh adanya pergesekan atau melalui proses kimia, dapat digunakan untuk menghasilkan panas atau cahaya atau untuk menjalankan mesin.
Menurut Kamus Fisika, listrik merupakan suatu gejala yang diakibatkan oleh adanya gerak dari muatan-muatan (elektron-elektron atau ion-ion) yang menimbulkan gaya listrik.
Listrik adalah aliran elektron-elektron dari atom ke atom pada sebuah penghantar. Studi tentang listrik dibagi dua yaitu:
1. Listrik dinamis mempelajari tentang muatan-muatan listrik bergerak, yang menyebabkan munculnya arus listrik.
2. Listrik statis mempelajari tentang muatan listrik yang diam. B. Arus Listrik
Arus listrik adalah aliran partikel-partikel bermuatan positif yang mengalir melalui konduktor (walau sesungguhnya elektron-elektron bermuatan negatiflah yang mengalir melalui konduktor). Arus listrik hanya mengalir dalam satu rangkaian yang tertutup (Kanginan: 2002).
C. Sumber Arus Listrik
Arus listrik dapat mengalir dalam kawat penghantar apabila di antara kedua ujung kawatnya terdapat beda potensial (Kanginan: 2004).
Alat yang berfungsi untuk menimbulkan arus listrik disebut sumber arus listrik. Sumber arus listrik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu sumber arus listrik bolak-balik dan sumber listrik searah.
1. Sumber arus listrik bolak-balik adalah sumber arus listrik yang mengahasilkan arus bolak-balik. Contohnya, dinamo sepeda, genetaror arus bolak-balik, dan stopkontak.
2. Sumber arus listrik searah adalah sumber arus listrik yang menghasilkan arus searah. Contohnya, elemen volta, elemen kering (baterai), akumulator, dan dinamo arus searah.
D. Penghantar Arus Listrik
Dalam kemampuannya menghantarkan arus listrik, jenis bahan digolongkan
Isolator merupakan bahan-bahan yang sama sekali tidak dapat menghantarkan arus listrik. Contoh bahan-bahan yang termasuk isolator yaitu plastik, kayu kering, dan kertas.
3. Semikonduktor
Semikonduktor merupakan bahan yang memiliki sifat di antara isolator dan konduktor. Artinya, semikonduktor dapat menghantarkan arus listrik dan dapat pula tidak menghantarkan arus listrik.
E. Larutan Elektrolit dan Larutan Non Elektrolit 1. Larutan Elektrolit
Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan memberikan gejala berupa menyalanya lampu pada alat uji atau timbulnya gelembung gas dalam larutan. Larutan elektrolit digolongkan menjadi:
a) Larutan Elektroli Kuat
Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang banyak menghasilkan ion-ion karena terurai sempurna, sehingga dapat mneghantarkan arus listrik dengan sangat baik. Yang tergolong elektrolit kuat adalah asam kuat (HCl, HI, HBr, Fe(OH3), dan H2SO4),
basa kuat (NaOH, Ca(OH2), Mg(OH2), dan KOH), dan garam yang mudah larut
(NaCl, KCl, CuSO4, dan KNO3).
b) Larutan Elektrolit Lemah
Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang daya hantar listriknya lemah. Contoh larutan elektrolit lemah adalah asam lemah (HCN, H3PO4, CH3COOH, dan
C2O3), basa lemah (Al(OH3), Fe(OH3) dan NH4OH), dan garam yang sukar larut.
2. Larutan Non Elektrolit
F. Rangkaian Hambatan Listrik
Sebuah rangkaian listrik terdiri dari beberapa komponen. Komponen listrik adalah alat-alat yang digunakan untuk membuat sebuah peranti yang dapat berfungsi jika dialiri arus listrik (Prawirohartono: 2007)
Rangkaian listrik dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu: 1. Rangkaian Seri
Rangkaian komponen listrik yang disusun secara berderet dengan tidak ada cabang pada sumber arus listrik disebut dengan rangkaian listrik seri. Pada rangkaian listrik seri, kuat arus yang mengalir pada setiap rangkaian adalah sama sedangkan beda potensialnya berbeda.
Dua atau lebih hambatan yang disusun seri dapat diganti dengan sebuah hambatan pengganti yang nilainya merupakan jumlah nilai hambatan-hambatan tersebut (Subagya: 2007) 2. Rangkaian Paralel
G. Rangkaian Listrik Sederhana
Rangkaian listrik sederhana adalah suatu rangkaian listrik yang hanya tersusun atas sebuah sumber tegangan dan sebuah resistor. Rangkaian listrik sederhana terbagi atas:
1. Rangkaian Terbuka
Rangkaian terbuka adalah suatu rangkaian dengan ujung-ujungnya merupakan titik-titik yang bebas dan tidak terhubung.
2. Rangkaian Tertutup
Rangkaian tertutup adalah suatu rangkaian yang bermula dari suatu titik, berkeliling dan akhirnya kembali lagi ke titik tersebut.
II. PELAKSANAAN PRATIKUM
A. Pratikum I: Ternyata! Penghantar Baik dan Buruk 1. Alat
a. Rumah batu baterai 2 buah. b. Batu baterai 2 buah.
d. Melakukan hal yang sama dengan menggunakan alat berupa besi, aluminium, kayu, dan tembaga yang telah disiapkan.
e. Membuat tabel hasil pengamatan, dalam tabel tersebut dicantumkan keterangan tentang terbuat dari bahan apakah benda-benda yang digunakan sebagai penghantar tersebut.
B. Pratikum II: Bola Lampu 1. Alat
a. Aluminium foil.
b. Batu baterai 2 buah. c. Lampu pijar 1 buah. d. Lakban hitam besar 1 buah. e. Gelas kimia 1 buah. 2. Bahan
a. Air keran.
b. Garam secukupnya. 3. Langkah Kerja
a. Menyediakan alat yang dibutuhkan dalam pengamatan.
b. Mengambil batu baterai 2 buah, kemudian menyatukannya dengan cara memberi perekat di bagian tengah menggunakan lakban hitam besar.
c. Menggunting 2 buah aluminium foil masing-masing sepanjang 40 cm. d. Membuat 2 gulung aluminium foil yang sebelumnya telah digunting.
e. Ujung aluminium foil yang satu direkatkan pada bagian bawah kutub batu baterai. Ujung yang satunya dililitkan di bagian lampu pijar.
g. Menuangkan air ke dalam gelas kimia, lalu mengambil satu bagian aluminium foil ujungnya dihubungkan ke baterai dan ujung yang satu di masukkan ke dalam
air.
h. Mengambil satu bagian lagi aluminium foil, kemudian ujung yang satunya dililitkan pada lampu pijar dan ujung yang satu di masukkan ke dalam air. Mengamati apa yang terjadi.
i. Masih dengan susunan rangkaian yang sama, air yang digunakan sebelumnya ditambahkan garam secukupnya dan mengamati apa yang terjadi.
C. Pratikum III: Rangkaian Listrik Seri dan Rangkaian Listrik Paralel 1. Alat
a. Rumah batu baterai 2 buah. b. Batu baterai 2 buah.
c. Lampu pijar 2 buah (jumlah volt sama). d. Fitting lampu 2 buah.
e. Saklar 1 buah.
f. Kabel 6 buah (3 kabel merah dan 3 kabel hitam). 2. Bahan
-3. Langkah Kerja a. Rangkaian Seri
1) Menyediakan alat yang dibutuhkan.
2) Merangkai alat tersebut di atas hingga membentuk rangkaian seri. Mengamati apa yang terjadi pada lampu pijar A dan B.
3) Melepaskan kabel yang menghubungkan kutub negatif baterai. Mengamati apa yang terjadi pada lampu pijar.
4) Menyambungkan kembali kabel dengan kutub negatif kemudian, melonggarkan lampu A. Dan mengamati apa yang terjadi pada lampu B.
b. Rangkaian Paralel
1) Menyusun alat menjadi rangkaian paralel dan mengamati apa yang terjadi. 2) Membandingkan nyala lampu antara rangkaian seri dan rangkaian paralel.
3) Melepaskan salah satu kabel yang terhubung ke baterai dan mengamati apa yang terjadi.
4) Menghubungkan kembali alat kabel dengan baterai dan melonggarkan lampu A. Kemudian mengamati apa yang terjadi.
5) Mengencangkan kembali lampu A, kemudian melakukan hal yang sama pada lampu B dan mengamati apa yang terjadi.
III. HASIL PENGAMATAN PRATIKUM
IV. ANALISIS HASIL PENGAMATAN PRATIKUM
A. Analisis Hasil Pengamatan Pratikum I: Ternyata! Penghantar Baik dan Buruk
Pengamat pertama-tama menyiapkan alat dan bahan berupa rumah batu baterai 2 buah, batu baterai 2 buah, lampu pijar 2 buah, fitting lampu 2 buah, saklar, kabel 4 bauh, plastik, besi, aluminium, kayu dan tembaga. Bahan berupa lampu pijar 2 buah. Pengamat selanjutnya membuat rangkaian listrik sehingga lampu dapat menyala. Pengamat kemudian mengganti penghubung saklar dengan menggunakan plastik dan mengamati nyala lampu pijar. Selanjutnya, pengamat kembali mengganti penghubung saklar dengan menggunakan besi dan mengamati nyala lampu pijar. Pengamat kemudian melakukan hal yang sama dengan menggunakan aluminium, kayu, tembaga secara berurutan dan mengamati nyala lampu pijar pada setiap percobaan yang dilakukan. Pengamat selanjutnya mengisi tabel pengamatan yang telah dibuat.
Hasil yang diperoleh adalah pada saat menggunakan plastik sebagai penghubung saklar, kedua lampu tidak menyala (padam). Begitu pula pada saat menggunakan kayu sebagai penghubung saklar, lampu juga tidak menyala. Sedangkan, pada saat menggunakan besi sebagai saklar, ternyata lampu menyala, sama halnya ketika menggunakan aluminium dan tembaga sebagai penghubung saklar, kedua lampu juga menyala.
B. Analisis Hasil Pengamatan Pratikum II: Bola Lampu
Pengamat pertama-tama menyiapkan alat berupa aluminium foil, batu baterai 2 buah, lampu pijar, lakban hitam besar, dan gelas kimia. Bahan berupa air keran dan garam secukupnya. Pengamat selanjutnya mengambil 2 batu baterai yang telah disediakan dan menyatukannya dengan menggunakan lakban hitam besar. Pengamat kemudian memotong aluminium foil kira-kira sepanjang 40 cm sebanyak 2 buah. Aluminium foil yang telah dipotong selanjutnya digulung-gulung hingga terbentuk
dua buah gulungan. Selanjutnya, ujung gulungan aluminium foil yang pertama direkatkan pada bagian bawah kutub batu baterai (kutub negatif) dan ujung gulungan lainnya dililitkan di bagian lampu pijar. Setelah rangkaian selesai, pengamat kemudian meletakkan lampu pijar yang telah dililitkan aluminium foil di atas kutub positif baterai dan mengamati apa yang terjadi. Setelah pengamatan pertama selesai, pengamat selanjutnya menuangkan air ke dalam gelas kimia, kemudian memasukkan salah satu ujung aluminium foil ke dalam gelas kimia dan ujung lainnya dihubungkan ke baterai (kutub negatif baterai). Pengamat selanjutnya memasukkan salah satu ujung aluminium foil ke dalam gelas kimia dan ujung lainnya dililitkan pada lampu pijar. Pengamat kemudian meletakkan lampu pijar yang telah dililit aluminium foil di atas kutub positif baterai dan mengamati apa yang terjadi. Tanpa merubah rangkaian, pengamat kemudian memasukkan atau menambahkan garam secukupnya ke dalam gelas kimia yang berisi air dan mengamati apa yang terjadi.
foil di masukkan ke dalam gelas kimia yang berisi air dan kedua aluminium tersebut tidak bersentuhan, nyala lampu pijar redup. Sedangkan, pada saat kedua ujungnya saling bersentuhan, nyala lampu pijar lebih terang. Dan ketika air dalam gelas kimia ditambahkan dengan garam secukupnya, nyala lampu pijar lebih terang daripada hanya dengan menggunakan air saja baik saat kedua ujung aluminium foil bersentuhan maupun tidak, serta salah satu ujung aluminium foil menghasilkan gelembung-gelembung kecil.
Berdasarkan pengamatan di atas, diketahui bahwa aluminium foil dapat menghantarkan listrik (konduktor). Sedangkan, air keran dan air garam juga dapat digunakan sebagai penghantar listrik (larutan elektrolit).
C. Analisis Hasil Pengamatan Pratikum III: Rangkaian Listrik Seri dan Rangkaian Listrik Paralel Pengamat pertama-tama menyiapkan alat berupa rumah batu baterai 2 buah, batu baterai 2 buah, lampu pijar 2 buah (jumlah volt sama), fitting lampu 2 buah, saklar, dan kabel 6 buah (3 merah dan 3 hitam). Pengamat selanjutnya merangkai semua alat hingga membentuk rangkaian seri, tetapi pada rangkaian seri, pengamat hanya menggunakan 4 buah kabel (2 merah dan 2 hitam). Pengamat selanjutnya menandai lampu terdekat dari saklar sebagai lampu A dan lampu lainnya sebagai lampu B. Pengamat kemudian melepaskan kabel yang mnghubungkan kutub negatif baterai dan mengamati apa yang terjadi. Pengamat kemudian menghubungkan kembali kabel dengan kutub negatif, kemudian melonggarkan lampu A dan mengamati apa yang terjadi pada lampu B. Setelah melonggarkan lampu A, pengamat kemudian mengencangkan lampu A. Pengamat selanjutnya melonggarkan lampu B dan mengamati apa yang terjadi pada lampu B. Pengamat kemudian membuat tabel pengamatan dan membuat kesimpulan.
kabel dengan baterai. Pengamat selanjutnya melonggarkan lampu A dan mengamati apa yang terjadi pada lampu B. Pengamat kemudian mengencangkan kembali lampu A dan mengulang percobaan yang sama pada lampu B (melonggarkan lampu B) dan mengamati apa yang terjadi pada lampu A. Pengamat selanjutnya mengamati terang lampu apabila salah satunya dilonggarkan dan membuat kesimpulan dari percobaan.
Hasil yang diperoleh yaitu pada rangkaian seri, ketika kabel yang menghubungkan kutub negatif baterai dengan saklar dilepas maka kedua lampu akan padam begitupula pada saat lampu A dilonggarkan maka, kedua lampu juga akan padam sama halnya ketika lampu B dilonggarkan maka, kedua lampu juga padam. Sedangkan pada rangkaian paralel, ketika kabel yang menghubungkan kutub negatif baterai dengan saklar dilepas maka lampu A akan tetap menyala dan lampu B akan padam. Begitu pula pada saat lampu A dilonggarkan maka lampu B akan tetap menyala dan pada saat lampu B dilonggarkan maka lampu A akan tetap menyala. Nyala lampu pada rangkaian seri lebih redup dibanding nyala lampu pada rangkaian paralel.
V. KESIMPULAN
A. Kesimpulan Pratikum I: Ternyata! Penghantar Baik dan Buruk
Setiap jenis benda atau bahan memiliki kemampuan menghantarkan arus listrik baik sebagai konduktor, isolator, maupun sebagai semikonduktor.
B. Kesimpulan Pratikum II: Bola Lampu
Setiap jenis larutan memiliki kemampuan menghantarkan arus listrik baik sebagai larutan elektrolit kuat, larutan elaktrolit lemah, dan larutan non elektrolit. C. Kesimpulan Pratikum III: Rangkaian Listrik Seri dan Rangkaian Listrik
Paralel
DAFTAR PUSTAKA
Foster, Bob. 1999. Seribu Pena. Fisika SLTP Kelas 3. Bandung: Penerbit Erlangga. Foster, Bob. 2006. Eksplorasi Sains Fisika SMP Kelas 3. Bandung: Penerbit
Erlangga.
Kanginan, Marthen. 2002. Fisika SMA Kelas 1. Cimahi: Penerbit Erlangga. Kanginan, Marthen. 2004. Fisika SMA Kelas 1. Cimahi: Penerbit Erlangga.
Slamet Prawirohartono, dkk. 2007. Ilmu Pengetahuan Alam SMP Kelas 3. Jakarta: Bumi Aksara.
Subagya, Hari dan Agus Taranggono. 2007. Sains Fisika 3. Jakarta: Bumi Aksara. Supiyanto. 2004. Fisika SMA Kelas 1. Jakarta: Penerbit Erlangga.
