Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff E1

(1)

Abstrak—Telah dilakukan percobaan E1 yang berjudul Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff. Percobaan ini memiliki tujuan diantaranya mempelajari hubungan antara tegangan (V), arus (I) dan resistansi (R) secara teori dan eksperimen dalam hukum Ohm dan membuktikan hukum Kirchhoff dengan membandingkan tegangan yang diperoleh melalui eksperimen dan teori. Percobaan ini menggunakan prinsip Hukum Ohm dimana bahwa besar arus listrik yang mengalir selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang telah diberikan. Sedangkan hukum Kirchoff dimana jumlah arus yang masuk sama dengan jumlah arus yang keluar dan nilai arus totalnya adalah nol. Pada percobaan kami menggunakan variasi tegangan sebesar 5V dan 9V.

Kata Kunci— Hukum Ohm, Hukum Kirchoff, Tegangan, Arus, Resistansi

I. Pendahuluan

i kehidupan kita sehari-hari kita banyak menggunakan barang-barang elektronik yang di dalamnya mengandung komponen-komponen elektronika. Di antara komponen tersebut diantaranya terdapat resistor atau hambatan. Pada percobaaan kali ini akan dilakukan analisa hubungan antara resistor (R), tegangan (V), dan arus (A).

D

Hukum Ohm menyatakan bahwa besar arus listrik yang mengalir pada suatu media penghantar berbanding lurus dengan besar tegangan yang diberikan pada media penghantar tersebut.

v

∝

i

………(1) Dalam hitungan matematisnya dapat ditulis sebagai berikut :

v

=

i× R

………… (2)

Arus listrik pada kawat didefinisikan sebagai jumlah total muatan yang melewatinya per satuan waktu pada suatu titik. Sedangkan tegangan listrik yang terkadang biasa disebut dengan Voltase merupakan perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik yang dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial sebuah medan listrik untuk menyebabkan aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Selanjutnya yaitu resistansi yaitu suatu kemampuan untuk melawan arus listrik dan diwakili dengan simbol R. Resistansi dari berbagai bahan yang mempunyai luas penampang seragam yang bergantung pada A dan panjangnya l secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut,

R

=

ρ

_A

I

……….. (3) Tidak semua rangkaian dapat kita selesaikan dengan menggunakan hukum Ohm. Untuk bentuk rangkaian yang lebih rumit kita dapat menyelesaikannya menggunakan hukum Kirchoff.

Hukum I Kirchoff menyatakan bahwa jumlah arus yang masuk pada suatu rangkaian adalah sama dengan jumlah arus yang keluar, dapat dinyatakan sebagai berikut,

∑

I masuk

=

∑

I keluar

…………...

(4)

Sementara hukum II Kirchoff menyatakan bahwa jumlah tegangan pada suatu rangkaian tertutup bernilai nol, dapat dituliskan sebagai berikut,

∑

E

+

¿

∑

IR

=

0 ¿

………... (5)

II. Metode Penilitian

Percobaan pertama menggunakan prinsip hukum Ohm, peralatan dan bahan yang digunakan yaitu multimeter (VOM), power supply, kabel, project board dan resistor dengan resistansi 10kΩ dan 6,8kΩ.

Langkah pertama yang dilakukan adalah menyiapkan alat dan bahan. Selanjutnya alat dirangkai sesuai gambar dibawah ini dan diberikan tegangan yang bervariasi yaitu 5v dan 9v.

Gambar 1 : Rangkaian percobaan hukum Ohm dengan resistensi 10kΩ dan tegangan 5v

Hukum Ohm dan Hukum Kirchhoff

(E1)

Anisah Rahmahnia

Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111

(2)

Gambar 2 : Rangkaian percobaan hukum Ohm dengan resistensi 10kΩ dan tegangan 9v

Gambar 3 : Rangkaian Percobaan hukum Ohm dengan resistensi 6,8kΩ dan tegangan 5v

Gambar 4 : Rangkaian Percobaan hukum Ohm dengan resistensi 6,8kΩ dan tegangan 9v

Setelah dirangkai seperti pada gambar, kemudian nilai arus yang muncul pada multimeter dicatat dan percobaan diulangi hingga tiga kali untuk setiap rangkaiannya.

Percobaan yang kedua menggunakan prinsip hukum Kirchhoff. Pada percobaan ini sama seperti percobaan sebelumnya. Dan resistansi resistor yang digunakan adalah 10kΩ, 4,7kΩ, 6,8kΩ, dan 15kΩ. Untuk variasi tegangan yang digunakan adalah 5v dan 9v. Setelah semua telah siap, dilanjutkan dengan merangkai alat seperti pada gambar dibawah ini,

Gambar 5 : Rangkaian percobaan hukum Kirchoff dengan tegangan 5v

Gambar 6 : Gambar Rangkaian hukum Kirchoff dengan tegangan 9v

Setelah itu dilakukan percobaan kemudian dicatat hasil arus listrik untuk setiap resistornya. Data yang telah diperoleh dilakukan pengolahan kembali agar bisa dibandingkan hasilnya dengan hasil secara teori. Untuk percobaan hukum Ohm digunakan persamaan matematis sebagai berikut,

v

=

iR

(1)

Kemudian dilanjutkan dengan mencari nilai tegangan pada percobaan yang kedua yaitu hukum Kirchhoff. Pertama-tama dicari terlebih dahulu arusnya dengan menggunakan persamaan matematisnya yaitu,

∑ V + ∑ I.R = 0 (2) Setelah diketahui arusnya kemudian digunakan pesamaan (1) untuk mencari tegangannya, sehingga dapat dibandingkan dengan tegangan pada percobaan yang telah dilakukan. Setelah semua data diperhitungkan dan dibandingkan, kemudian dicari nilai error alatnya dengan cara sebagai berikut,

Error

=

¿

h asil eksperimen

−

h asil teori

∨

_{h asil teori ×}

¿

100 %

¿

(3)

III. Hasil dan Pembahasan

Setelah melakukan percobaan dan melakukan pengolahan data, didapatkan beberapa hasil data. Tabel dibawah ini merupakan table hasil perhitungan percobaan Hukum Ohm.

Table 3.1. Data hasil percobaan Hukum Ohm menggunakan tegangan 5V dan resistansi sebesar 6,8 KΩ

No Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan

Error (%)

V R I I=V/R V=I.R R=V/I

1 5 6,8KΩ 0,7mA 0,7mA 5 6,8KΩ 0

2 5

6,8K Ω

0,7m A

0,7m

A 5

6,8K

Ω 0

3 5 6,8KΩ 0,8mA 0,7mA 5 6,8KΩ 14,2

Table 3.2. Data hasil percobaan Hukum Ohm menggunakan tegangan 9V dan resistansi sebesar 6,8 KΩ

No Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan Error(%)

(3)

R R I tegangan 5V dan resistansi sebesar 10 KΩ

No Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan Error_(%) V R I I=V/R V=I.R R=V/I

Table 3.4. Data hasil percobaan Hukum Ohm menggunakan tegangan 9V dan resistansi sebesar 10 KΩ

No Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan

Erro tegangan masuk sebesar 5 V

Resistansi V percobaan tegangan masuk sebesar 9 V

Resistansi V percobaan

Dari hasil percobaan yang tertera diatas pada percobaan Hukum Ohm didapatkan nilai arus (I) pada hasil pengukuran dan hasil perhitungan bernilai relatif sama, namun pada hasil pengukuran, nilai arus (I) ada yang muncul berbeda. Tetapi perbedaan tersebut dalam range yang bisa dikatakan tidak terlalu jauh.

Pada percobaan hukum Kirchoff didapatkan nilai tegangan (V) pada hasil pengukuran dan hasil perhitungan bernilai persen terjadi kesalahan dalam pengambilan data. Kesalahan dalam data bisa terjadi ketika praktikan salah membaca ukuran yang tertera pada alat ukur dimana di percobaan ini kami memakai alat ukur multimeter analog.

IV. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat ditarik kesimpulan bahwa percobaan dengan menggunakan teori hukum Ohm bisa dikatakan berhasil karena nilai arus (I) yang didapatkan antara hasil pengukuran dan hasil perhitungan relatif sama. Hal tersebut sesuai dengan teori hukum ohm sendiri dimana nilai arus, tegangan, dan resistansi saling berbanding lurus. Sementara untuk percobaan dengan menggunakan teori hukum Kirchoff juga dapat dikatakan berhasil karena nilai tegangan (V) yang didapatkan antara hasil pengukuran dan hasil perhitungan juga menunjukkan nilai yang relatif sama.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Alexander Charles K. 2013. “Fundamental of Electric circuit 4th

edition”. New Yourk. Mc Gaw Hill

[2] Halliday. 2010. Fisika Dasar Jilid 2 Edisi 7. Jakarta : Erlangga.

(4)

Lampiran

A. Perhitungan Manual untuk Percobaan Hukum Ohm Untuk rangkaian dengan menggunakan tegangan sebesar 5V dan resistansi 6,8 kΩ

I

=

V

_R

I

=

₆₈₀₀

5 I

=

0,7

mA

Untuk rangkaian dengan menggunakan tegangan sebesar 5V dan resistansi 10 kΩ

I

=

V

_R

I

=

₁₀₀₀₀

5 I

=

0,5

mA

Untuk rangkaian dengan menggunakan tegangan sebesar 9V dan resistansi 6,8 kΩ

I

=

V

_R

I

=