LAPRAK WATAK LAMPU PIJAR NUR INSANIA

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR 3

PERCOBAAN WATAK LAMPU PIJAR UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH

( Praktikum Fisika Dasar 3)

Yang diampu oleh Ibu Nuril Munfahrida, S.Pd, M.Pd, Ph.D

Disusun Oleh : Kelompok 3

Nur Insania (220322609529)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM S1 FISIKA

APRIL 2023

(2)

Percobaan Watak Lampu Pijar A. Tujuan praktikum

1. Memahami hukum ohm

2. Memperagakan rangkaian pengukuran arus dan tegangan suatu lampu pijar.

3. Mengkaji watak lampu pijar melalui interpretasi grafik hubungan antara:

a. Kuat arus terhadap tegangan terpasang b. Tahanan lampu terhadap tegangan terpasang

c. Daya yang diserap terhadap tegangan tang dipasang.

4. Praktikan terampir menggunakan alat-alat listrik seperti regulator, voltmeter, dan amperemeter.

B. Dasar teori

Bola lampu pijar merupakan penemuan revolusioner yang membuat perbedaan besar dalam pembuatan lampu buatan, bola lampu pijar memiliki sifat yang menarik karena memanfaatkan banyak penemuan baru tentang sifat kelistrikan pada saat itu. Bola lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan dengan mengarahkan arus listrik melalui filamen, yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya (klipstein, Donald L; 2006).

Komponen utama lampu pijar adalah bola lampu dibuat dari kaca, filamen terbuat dari tungsten, alas terbuat dari filamen, bola lampu, pengisi gas, dan lampu kaki (Maulana, Rachmat; 2011). Cara kerja lampu pijar, pada dasarnya filamen pada lampu pijar adalah resistor. Saat dinyalakan, filamen menjadi sangat panas, mulai dari 2800⁰ Kelvin hingga 3700⁰ Kelvin. Hal ini mengakibatkan warna cahaya yang dipancarkan oleh lampu pijar biasanya berwarna kuning kemerahan (Eng, Alexander; 1999).

Efek lampu pijar tidak bergantung pada jenis lampunya. Warna lampu pijar biasanya putih kekuning-kuningan, memberikan kesan hangat pada orang.

Lampu pijar sangat tidak efisien dalam mengenali warna dan juga menghasilkan panas hingga 60⁰𝐶. Hal ini mengurangi kenyamanan bekerja. Kerugian lainnya adalah tidak tahan lama, karena vakum di dalam tabung tidak optimal dan cepat

(3)

aus, mendorong oksidasi di dalam tabung. Lampu pijar memiliki keuntungan karena tidak mahal dan tidak mengalami stabilitas tegangan (Monroe, 1999).

Menurut hukum Ohm, arus-tegangan karakteristik pada lampu pijar dinyatakan dengan rumus berikut:

𝐼 =𝑉 𝑅 Dimana ;

I : arus yang mengalir pada lampu pujar V : tegangan sumber input

R : hambatan pada lampu

Lampu pijar menyala ketika arus mengalir melalui filamen kabel, dan kemudian suhu filamen naik, menyebabkan lampu menyala. Filamen memiliki resistansi variabel. Jika suhu meningkat, resistansi kawat tungsten lebih tinggi, sehingga peningkatan voltase menyebabkan peningkatan resistansi, yang juga menyebabkan sedikit peningkatan arus. Resistansi filamen sekitar seperempat dari keadaan suhu normalnya saat dingin. Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam karakteristik lampu pijar tersebut adalah pengaruh tegangan pada lampu tersebut (Maulana, Rachmat; 2011).

Lampu pijar membutuhkan listrik untuk menghasilkan cahaya yang lebih terang daripada sumber cahaya buatan lainnya seperti lampu neon dan dioda pemancar cahaya, sehingga ketersediaannya secara bertahap mulai terbatas di beberapa negara (Mohammad; 2001).

Jika arus mengalir dalam konduktor, energi listrik hilang dalam konduktor itu dan diubah menjadi panas. Dikatakan telah menghilangkan listrik.

Energi yang hilang atau daya yang hilang per detik adalah P = VI (watt atau joule per detik). Karena ada energi yang hilang sebagai panas, ini menjelaskan perubahan resistansi lampu pijar sebagai perubahan tegangan. Dalam percobaan karakteristik lampu pijar, praktisi menyelidiki hubungan antara I dan V, R dan V, P dan V. Perilaku lampu pijar mengacu pada hubungan berikut:

▪ Kuat arus terhadap tegangan yang terpasang

▪ Tahanan lampu terhadap tegangan yang terpasang

▪ Daya yang diserap terhadap tegangan yang dipasang.

(4)

Daya listrik adalah daya listrik per satuan waktu. Jika daya dinyatakan dalam joule dan waktu diukur dalam detik, maka satuan daya listrik adalah watt atau joule per detik. Daya AC merupakan fungsi waktu, sehingga yang biasa disebut dengan daya AC pada dasarnya adalah daya rata-rata dalam kurun waktu tertentu (Harten, Van; 2002).

C. Alat dan bahan

NO. Alat dan Bahan Fungsi

1 Tiga buah bola lampu

Dalam percobaan ini, tiga buah bola lampu berperan sebagai variabel kontrol dalam percobaan yang lakukan.

2 Amperemeter AC Berfungsi sebagai alat yang digunakan dalam mengetahui besar kecil nilai kuat arus yang mengalir pada rangkai listrik AC dalam percobaan yang dilakukan.

3 Voltmeter AC Sebagai alat untuk mengukur nilai efektif dari tegangan pada suatu rangkaian arus bolak-balik pada percobaan yang dilakukan.

4 Kabel penghubung Berfungsi sebagai penghubung dalam suatu rangkaian yg dilakukan pada saat percobaan

(5)

5 Variak Berfungsi sebagai alat untuk memperbesar ataupun

memperkecil tegangan listrik pada saat percobaan berlangsung.

D. Prosedur percobaan TP-01: Pemilihan Bagan

1. Membuat rangkaian seperti gambar dibawah. Kemudian mula-mula mengukur beda tegangan pada lampu pijar dengan memasang voltmeter (V) secara paralel terhadap lampu ( dengan memasang ujung-ujung V pada titik 2 dan 5). Mengatur variak transformator sedemikian hingga voltmeter menunjukkan angka 25 volt; mencatat petunjukan ini sebagai V. setelah itu mengukur kuat arus yang melalui lampu pijar (L) dengan cara melepas ujung-ujung voltmeter dari titik 2 dan 5, melepas pula kabel-kabel yang menghubungkan titik-titik 1 dan 2, dan memasang ujung-ujung amperemer (3 dan 4) ke titik 1 dan 2. Mencatat penunjukan amperemeter sehingga I.

2. Mengulangi langkah1, dengan V= 50 volt untuk ketiga lampu pijar yang disediakan.

3. Memasang bahan I, melakukan kegiatan 1 dan 2, mencatat pembacaan voltmeter dan amperemeter sebagai V’ dan I’.

4. Memasang bagan I, melakukan kegiatan 1 dan 2, mencatat pembacaan voltrmeter dan amperemeter sebagai V’’ dan I’’.

(6)

5. Dari data pada langkah 1,2,3 dan 4 diatas, menentukan bagan yang praktikan pilih berdasarkan persamaan (5). Menjelaskan, jika ada perbedaan antara (R/rv) dan (ra/R). menjelaskan pula jika tidak terdapat perbedaan.

Menguraikan jawaban praktikan pada tugas penyusunan TL-O2.

TP-02: Watak Lampu Pijar

➢ Memasang bagan yang telah praktikan pilih untuk masing-masing lampu pada langkah 5 dari TP-01, kemudiaan malakukan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Mengatur variak sehingga voltmeter menunjukkan angka 10 volt, kemudian membaca amperemernya. Mencatat besar tegangan dan kuat arus tersebut sebagai 𝑉_𝑜 dan 𝐼_𝑜.

2. Mengulangi langkah 1 diatas untuk berbagai variasi tegangan dengan selang 10 volt hingga 80 volt. Mencatat hasil pengamatan pada lembar data.

E. Skema percobaan

F. Data pengamatan

Percobaan 1 : Pemilihan Bagan

V (volt) 25 ± 2,5 50 ± 2,5 75 ± 2,5

(7)

I (Ma) 16 ± 0,5 22 ± 0,5 28 ± 0,5

V’(volt) 25 ± 2,5 50 ± 2,5 75 ± 2,5

I’(Ma) 16 ± 0,5 23 ± 0,5 29 ± 0,5

V’’(volt) 25 ± 2,5 50 ± 2,5 75 ± 2,5

I’’(mA) 16 ± 0,5 23 ± 0,5 28 ± 0,5

R/rv 0 -0,04348 -0,03448

ra/R 1 0,95652173 1

R/ rv rerata -0,025987

ra/R rerata 0,9855072

Kesimpulan Jadi, (R/rv < ra/R) , maka dipilih bagan 1

Percobaan 2 : Watak Lampu Pijar

V (volt) 10 20 30 40 50 60 70 80

I (mA) 12 15 18 21 23 26 28 30

R (ohm) 833,3 1333,3 1666,6 1904,761 2173,913 2307,7 2500 2666,6 P (watt) 0,12 0,3 0,54 0,84 1,15 1,56 1,96 2,4

Nst Miliampere : 1 mA

½ Nst : 0,5 mA Nst Voltmeter : 5 volt

½ Nst : 2,5

Variabel bebas : Tegangan Variabel terikat : Daya

Variabel kontrol : Hambatan, Kuat arus

G. Analis data

Perhitungan data 1. Percobaan 1

V (volt) 25 ± 2,5 50 ± 2,5 75 ± 2,5

I (Ma) 16 ± 0,5 22 ± 0,5 28 ± 0,5

V’(volt) 25 ± 2,5 50 ± 2,5 75 ± 2,5

(8)

I’(Ma) 16 ± 0,5 23 ± 0,5 29 ± 0,5

V’’(volt) 25 ± 2,5 50 ± 2,5 75 ± 2,5

I’’(mA) 16 ± 0,5 23 ± 0,5 28 ± 0,5

R/rv 0 -0,04348 -0,03448

ra/R 1 0,95652173 1

Dalam pemilihan bagan percobaan ini menggunakan pedoman:

• Jika (^𝑅

𝑟𝑣) > (^𝑟𝑎

𝑟𝑣) , 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑑𝑖𝑝𝑖𝑙𝑖ℎ 𝑏𝑎𝑔𝑎𝑛 𝐼

• Jika (^𝑟𝑎

𝑟𝑣) > (^𝑅

𝑟𝑣) , 𝑚𝑎𝑘𝑎 𝑑𝑖𝑝𝑖𝑙𝑖ℎ 𝑏𝑎𝑔𝑎𝑛 𝐼𝐼

Dengan menggunakan persamaan berikut untuk menentukan (^𝑅

𝑟𝑣) (^𝑅

𝑟𝑣) = ^𝑉

𝑉′(^𝐼

𝐼′− 1) 𝑑𝑎𝑛 (^𝑟𝑎

𝑅) =

𝑉′′

𝐼′′

(^𝑉

𝐼)−^{(𝑉−𝑉′)} 𝐼′

▪ Menentukan besar ^𝑅

𝑟𝑣 pada tegangan 25 volt (^𝑅

𝑟𝑣) = ^𝑉

𝑉′(^𝐼

𝐼′− 1) = ²⁵

25(¹⁶

16− 1) = 0

𝑟𝑣) = ^𝑉

𝑉′(^𝐼

𝐼′− 1) = ⁵⁰

50(²²

23− 1) = -0,04348

𝑟𝑣) = ^𝑉

𝑉′(^𝐼

𝐼′− 1) = ⁷⁵

75(²⁸

29− 1) = -0,03448

➢ Sehingga ^𝑅

𝑟𝑣 rerata adalah

𝑅

𝑟𝑣 𝑟𝑒𝑟𝑎𝑡𝑎 = ^∑

𝑅 𝑟𝑣 𝑛

(9)

= 0+(−0,04348)+(−0,03448)

3

= −0,07796102

3

= −0,025987

Dengan menggunakan persamaan berikut untuk menentukan (^𝑟𝑎

𝑅)

▪ Menentukan besar ^𝑟𝑎

𝑅 pada tegangan 25 volt (^𝑟𝑎

𝑅) =

𝑉′′

𝐼′′

(^𝑉_𝐼)−^{(𝑉−𝑉′)}_𝐼′

=

25 16 (²⁵

16)−^(25−25) 16

= 1

𝑅) =

𝑉′′

𝐼′′

(^𝑉_𝐼)−^{(𝑉−𝑉′)}_𝐼′

=

50 23 (⁵⁰₂₂)−^(50−50)₂₃ = 0,9565217

𝑅) =

𝑉′′

𝐼′′

(^𝑉

𝐼)−^{(𝑉−𝑉′)} 𝐼′

=

75 28 (⁷⁵₂₈)−^(75−75)₂₉ = 1

➢ Sehingga ^𝑟𝑎

𝑅 rerata adalah

𝑟𝑎

𝑅 𝑟𝑒𝑟𝑎𝑡𝑎 = ^∑

𝑟𝑎 𝑅 𝑛

= 1+0,9565217+1

3

= ^2,9565217

3 = 0,9855072

(10)

Dari perhitungan data diatas dapat diketahui bahwa nilairata- rata (^𝑅

𝑟𝑣) lebih kecil dibandingkan dengan nilai rata-rata (^𝑟𝑎

𝑅). Sehingga, bagan yang digunakan untuk menentukan pengkajian watak lampu pijar yaitu bagan I.

2. Percobaan 2

V (volt) 10 20 30 40 50 60 70 80

I (mA) 12 15 18 21 23 26 28 30

R (ohm) 833,3 1333,3 1666,6 1904,761 2173,913 2307,7 2500 2666,6 P (watt) 0,12 0,3 0,54 0,84 1,15 1,56 1,96 2,4

o Menghitung besar hambatan dan daya, digunakan rumus sebagai berikut:

- Menghitung hambatan: 𝑅 =^𝑉

𝐼 - Menghitung daya listrik : 𝑃 = 𝑉. 𝐼

• Data ke-1 𝑅 = ^𝑉

𝐼 = ¹⁰

12 × 10⁻³ = 833,333 Ω

𝑃 = 𝑉. 𝐼 = 10 × (12 × 10⁻³) = 0,12 watt

𝐼 = ²⁰

15× 10⁻³ = 1333,333 Ω

𝑃 = 𝑉. 𝐼 = 20 × (15 × 10⁻³) = 0,15 watt

𝐼 = ³⁰

18× 10⁻³ = 1666,667 Ω

𝑃 = 𝑉. 𝐼 = 30 × (18 × 10⁻³) = 0,18 watt

𝐼 = ⁴⁰

21× 10⁻³ = 1904,762 Ω

𝑃 = 𝑉. 𝐼 = 40 × (21 × 10⁻³) = 0,021 watt

• Data ke-5

(11)

𝑅 = ^𝑉

𝐼 = ⁵⁰

23× 10⁻³ = 2173,913 Ω

𝑃 = 𝑉. 𝐼 = 50 × (23 × 10⁻³ ) = 0,023 watt

𝐼 = ⁶⁰

26× 10⁻³ = 2307,692 Ω

𝑃 = 𝑉. 𝐼 = 60 × (26 × 10⁻³) = 0,026 watt

𝐼 = ⁷⁰

28× 10⁻³ = 2500 Ω

𝑃 = 𝑉. 𝐼 = 70 × (28 × 10⁻³) = 0,028 watt

𝐼 = ⁸⁰

30× 10⁻³ = 2666,667 Ω

𝑃 = 𝑉. 𝐼 = 80 × (30 × 10⁻³) = 0,030 watt

a. Menentukan hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan kuat arus (I)

NO X = V (volt) Y = I (A) 𝑋² 𝑌² XY

1 10 0,012 100 0,000144 0,12

2 20 0,015 400 0,000225 0,3

3 30 0,018 900 0,000324 0,54

4 40 0,021 1600 0,000441 0,84

5 50 0,023 2500 0,000529 1,15

6 60 0,026 3600 0,000676 1,56

7 70 0,028 4900 0,000784 1,96

8 80 0,03 6400 0,0009 2,4

∑ 360 0,173 20400 0,004023 8,87

∑² 129600 0,029929 416160000 0,00016184 78,6769

o Menghitung nilai a 𝑎 = ^{(∑𝑦)(∑𝑥}²)−(∑𝑥)(∑𝑥𝑦)

𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)² = (0,173)(20400)−(360)(8,87)

8(20400)−(129600)

(12)

= 0,01

o Mencari nilai gradien (b) 𝑏 = 𝑛(∑𝑥𝑦)−(∑𝑥)(∑𝑦)

𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)² = 8(8,87)−(360)(0,173)

8(20400)−(129600) = 0,00025833 o Mencari nilai 𝑆̅_𝑦

𝑆̅_𝑦 = √ ¹

𝑛−2|∑𝑦²−^(∑𝑥²^)(∑𝑦²)−2(∑𝑥)(∑𝑦)(∑𝑥𝑦)+𝑛(∑𝑥𝑦²) 𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)² |

= √ ¹

8−2|0,004023(20400)(0,004023)−2(360)(0,173)(8,87)+8(78,6769)

8(20400)−(129600) |

= √0,000000263889 = 0,000513701

o Mencari nilai 𝑆̅_𝑎 𝑆̅_𝑎 = 𝑆̅_𝑦√ ^(∑𝑥²⁾

𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)²

= 0,000513701√8(20400)−(129600)²⁰⁴⁰⁰ = 0,000400273

o Mencari nilai 𝑆̅_𝑏

𝑆̅_𝑏 = 𝑆̅_𝑦√_𝑛(∑𝑥2)−(∑𝑥)^𝑛 ²

= 0,000513701√8(20400)−(129600)⁸ = 0,00000792658

o Menghitung Ralat relatif 𝑅̅_𝑎 = |^𝑆̅^𝑎

𝑎 × 100%|

= |0,000400273

0,01 × 100|

= 4,0027% (3𝐴𝑃)

𝑅̅_𝑏 = |^𝑆̅^𝑏

𝑏 × 100%|

(13)

= |0,00000792658

0,00025833 × 100|

= 3,068% (3𝐴𝑃)

Grafik hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dan kuat arus (I)

b. Menentukan hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan Hambatan (R)

NO X = V (volt)

Y = R (ohm)

𝑋² 𝑌² XY

1 10 833,3 100 694388,89 8333

2 20 1333,3 400 1777688,89 26666

3 30 1666,6 900 2777555,56 49998

4 40 1904,761 1600 3628114,467 76190,44

5 50 2173,913 2500 4725897,732 108695,65

6 60 2307,7 3600 5325479,29 138462

7 70 2500 4900 6250000 175000

8 80 2666,6 6400 7110755,56 213328

∑ 360 15386,174 20400 32289880,39 796673,09

y = 0,0003x + 0,01 R² = 0,9944

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035

0 20 40 60 80 100

y (I)

x (v)

Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan kuat arus (I)

Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan kuat arus (I) Linear (Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan kuat arus (I))

(14)

∑² 129600 236734350 416160000 1,04264 × 10¹⁵ 6,3468 × 10¹¹

𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)²

= (15386,174 )(20400)−(360)(796673,09) 8(20400)−(129600) = 805,822537

𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)²

= 8(796673,09)−(360)(15386,174) 8(20400)−(129600) = 24,83220476

o Mencari nilai 𝑆̅_𝑦 𝑆̅_𝑦 = √ ¹

𝑛−2|∑𝑦²−^(∑𝑥²^)(∑𝑦²)−2(∑𝑥)(∑𝑦)(∑𝑥𝑦)+𝑛(∑𝑥𝑦²) 𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)² |

=

√ ¹

8−2|32289880,39 (20400)(32289880,39)−2(360)(15386,174)(796673,09)+8(6,3468 × 10¹¹ )

8(20400)−(129600) |

= √18034,22365 = 134,2915621

𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)²

= 134,2915621√8(20400)−(129600)²⁰⁴⁰⁰ = 104,6391422

𝑆̅_𝑏 = 𝑆̅_𝑦√_𝑛(∑𝑥₂_{)−(∑𝑥)}^𝑛 ₂

= 134,2915621 √8(20400)−(129600)⁸

(15)

= 2,07216379 o Menghitung Ralat relatif

𝑅̅_𝑎 = |^𝑆̅^𝑎

𝑎 × 100%|

= |104,6391422

805,822537 × 100|

= 12 % (2𝐴𝑃)

𝑅̅_𝑏 = |^𝑆̅^𝑏

𝑏 × 100%|

= |2,07216379

24,83220476 × 100|

= 8,34% (3𝐴𝑃)

Grafik hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan hambatan (R )

c. Menentukan hubungan antara tegangan (V) yang terpasang

dengan Daya (P)

NO X = V (volt) Y = R (ohm) 𝑋² 𝑌² XY

1 10 0,12 100 0,0144 1,2

2 20 0,3 400 0,09 6

3 30 0,54 900 0,2916 16,2

y = 24,832x + 805,82 R² = 0,9599

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

0 20 40 60 80 100

y (I)

x (v)

Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan hambatan (R)

Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan hambatan (R) Linear (Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan hambatan (R))

(16)

4 40 0,84 1600 0,7056 33,6

5 50 1,15 2500 1,3225 57,5

6 60 1,56 3600 2,4336 93,6

7 70 1,96 4900 3,8416 137,2

8 80 2,4 6400 5,76 192

∑ 360 8,87 20400 14,4593 537,3

∑² 129600 78,6769 416160000 209,0713565 288691,29

𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)² =(8,87)(20400)−(360)(537,3)

8(20400)−(129600)

= −0,3714285

𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)² = 8(537,3)−(360)(8,87)

8(20400)−(129600) = 0,032892857 o Mencari nilai 𝑆̅_𝑦

𝑆̅_𝑦 = √ ¹

𝑛−2|∑𝑦²−^(∑𝑥²^)(∑𝑦²)−2(∑𝑥)(∑𝑦)(∑𝑥𝑦)+𝑛(∑𝑥𝑦²) 𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)² |

= √ ¹

8−2|14,4593 −20400(78,6769)−2.360.8,87.537,3+8.288691,29 8(20400)−(129600) | = 0,115859

𝑛(∑𝑥²)−(∑𝑥)² =0,115859√ ²⁰⁴⁰⁰

8(20400)−(129600) = 0,090276291

(17)

𝑆̅_𝑏 = 𝑆̅_𝑦√_𝑛(∑𝑥2)−(∑𝑥)^𝑛 ² = 0,115859√ ⁸

8(20400)−(129600) = 0,001787737

o Menghitung Ralat relatif 𝑅̅_𝑎 = |^𝑆̅^𝑎

𝑎 × 100%|

= |^0,0902766

−0,3714285× 100%| = 24% (2𝐴𝑃)

𝑅̅_𝑏 = |^𝑆̅^𝑏

𝑏 × 100%|

= |^0,00178774

0,0328929 × 100%| = 5,35 % (3AP)

Grafik hubungan antara tegangan (V) yang dipasang dengan daya (P)

H. Pembahasan

y = 0,0329x - 0,3714 R² = 0,9826

-0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

0 20 40 60 80 100

y (I)

x (v)

Hubungan antara tegangan (V) dengan daya (P) yang serap

Hubungan antara tegangan (V) dengan daya (P) yang serap Linear (Hubungan antara tegangan (V) dengan daya (P) yang serap)

(18)

Menurut percobaan karakteristik lampu pijar, hubungan antara intensitas arus dan tegangan instalasi, hubungan antara resistansi tabung lampu dan tegangan instalasi, dan hubungan antara resistansi tabung lampu dan tegangan instalasi diperoleh. daya yang diserap dan tegangan yang diberikan.

Berdasarkan percobaan watak lampu pijar yang telah dilakukan, didapat hasil perhitungan yang terdiri dari, hubungan antara kuat arus terhadap tegangan terpasang, hubungan antara tahanan lampu terhadap tegangan terpasang dan hubungan antara daya yang diserap terhadap tegangan yang dipasang. Pada ketiga hubungan tersebut, didapatkan dengan menggunakan analisis metode kuadrat terkecil dan metode grafik yang dihasilkan dalam beberapa persamaan sebagai berikut:

➢ Hubungan antara kuat arus terhadap tegangan terpasang.

Pada lampu pijar, hubungan antara arus dan tegangan bergantung pada karakteristik filamen. Secara umum, semakin besar tegangan yang diberikan pada filamen, maka filamen akan semakin panas, yang pada gilirannya akan memancarkan cahaya yang lebih terang. Namun, ada batas maksimum suhu yang dapat ditahan oleh filamen. Jika tegangan berlebih diterapkan pada filamen, suhu filamen dapat melebihi batas maksimum, dan filamen dapat rusak atau bahkan putus.

Oleh karena itu, tegangan yang diterapkan pada lampu pijar harus selalu dalam batas yang ditentukan oleh pratikan. Sebaliknya, jika voltase yang diberikan terlalu rendah, filamen tidak akan cukup panas untuk memancarkan cahaya yang cukup terang, sehingga cahaya yang dihasilkan akan redup. Sehingga, pada lampu pijar, hubungan antara arus dan tegangan sangat penting untuk memastikan lampu beroperasi secara normal.

Tegangan yang diterapkan pada lampu harus selalu sesuai dengan rekomendasi pabrikan, dan arus yang mengalir melalui filamen harus cukup untuk memanaskan filamen dan menghasilkan cahaya yang diinginkan, tetapi tidak terlalu besar untuk merusaknya.

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, dapat dikatakan bahwa hubungan antara V dan I itu berbanding lurus atau membentuk linear. Dapat dilihat pada grafik dibawah ini. Dan diperoleh nilai a = (0,01 ± 0,000400)

(19)

V dengan ralat relatifnya sebesar 4,002% (3AP). Sedangkan nilai b sebesar (0,000258 ± 0,000000792) V dengan ralat relatifnya sebesar 3,068% (3AP).

Dari hasil perhitungan ini, didapatkan persamaan garis yakni y = 0,0003x + 0,01.

➢ Hubungan antara tahanan lampu terhadap tegangan terpasang

Resistansi lampu pijar dipengaruhi oleh karakteristik filamen yang digunakan pada lampu. Filamen pada lampu pijar biasanya terbuat dari tungsten yang tahan terhadap panas dan korosi. Dalam lampu pijar, resistansi filamen mempengaruhi hubungan antara arus dan tegangan yang diberikan. Resistensi filamen meningkat seiring dengan meningkatnya suhu filamen, yang menyebabkan lebih sedikit arus yang mengalir melalui filamen, yang pada akhirnya menghasilkan cahaya redup.

Namun, ada juga batas maksimum yang dapat ditoleransi untuk resistensi filamen. Jika resistansi filamen terlalu tinggi, sangat sedikit arus yang mengalir melalui filamen, menghasilkan cahaya yang sangat redup atau tidak ada sama sekali. Oleh karena itu, resistansi filamen harus selalu dalam batas yang ditentukan oleh pabrikan. Selain itu, hubungan antara resistansi lampu pijar dan tegangan terpasang juga dipengaruhi oleh resistansi

y = 0,0003x + 0,01 R² = 0,9944

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035

0 20 40 60 80 100

y (I)

x (v)

Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan kuat arus (I)

Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan kuat arus (I) Linear (Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan kuat arus (I))

(20)

rangkaian lain yang terhubung ke lampu tersebut. Resistansi sirkuit lain, seperti kabel yang digunakan untuk menyambungkan lampu, juga memengaruhi arus listrik dan voltase lampu pijar.

Di sirkuit yang kompleks, resistansi lampu secara tidak langsung dapat mempengaruhi hubungan antara tegangan dan arus yang diberikan dengan memengaruhi resistansi sirkuit lain. Oleh karena itu, saat memilih dan menggunakan lampu pijar, penting untuk mempertimbangkan semua faktor yang mempengaruhi hubungan antara resistansi lampu dan voltase pemasangan.

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, dapat dikatakan bahwa hubungan antara V dan R itu berbanding lurus atau membentuk linear. Dapat dilihat pada grafik dibawah ini. Dan diperoleh didapat nilai a sebesar (80 ± 10) dengan ralat relatif sebesar 12% (2AP) dan nilai b sebesar (24,8 ± 2,07) dengan ralat relatif sebesar 8,34% (3 AP). Dari hasil perhitungan ini, didapatkan persamaan garis yakni y = 24,832x + 805,82.

➢ Hubungan antara daya yang diserap terhadap tegangan yang dipasang Hubungan antara daya yang ditarik oleh lampu pijar dan tegangan yang diterapkan tergantung pada hukum Ohm dan karakteristik filamen.

y = 24,832x + 805,82 R² = 0,9599

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

0 20 40 60 80 100

y (I)

x (v)

Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan hambatan (R)

Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan hambatan (R) Linear (Hubungan antara tegangan (V) yang terpasang dengan hambatan (R))

(21)

Hukum Ohm menyatakan bahwa daya yang diserap oleh lampu pijar sebanding dengan kuadrat tegangan yang diterapkan pada lampu dan berbanding terbalik dengan resistansi, atau resistansi, filamen. Oleh karena itu, jika tegangan lampu pijar dinaikkan, daya yang diserap lampu akan meningkat sebanding dengan kuadrat tegangan.

Namun, jika resistansi filamen konstan, ada batas maksimum daya yang dapat ditarik oleh lampu. Jika tegangan yang terlalu tinggi diterapkan pada lampu pijar, daya yang ditarik dapat melebihi batas maksimum dan menyebabkan kerusakan filamen. Sebaliknya, jika lampu pijar dialirkan dengan voltase terlalu rendah, daya yang diserap oleh tabung lampu juga akan berkurang sehingga membuat cahaya yang dipancarkan menjadi redup. Oleh karena itu, saat memilih dan menggunakan lampu pijar dengan benar, hubungan antara daya, tegangan, dan resistansi filamen harus diperhatikan.

Singkatnya, hubungan antara daya yang diserap oleh lampu pijar dan tegangan yang diterapkan sangat penting dalam menentukan kinerja dan umur lampu.

Perhatian yang tepat terhadap voltase dan resistansi filamen membantu memastikan bahwa daya yang dialirkan oleh lampu pijar memenuhi persyaratan dan toleransi yang ditetapkan oleh pabrikan.

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, dapat dikatakan bahwa hubungan antara V dan P, itu berbanding lurus atau membentuk linear. didapat nilai a sebesar (0,37 ± 0,090) dengan ralat relatif sebesar 32% (2 AP) dan nilai b sebesar (0,0327 ± 0,00178) dengan ralat relatif sebesar 5,35% (3 AP), didapatkan persamaan garis yakni y = 0,0329x – 0,3714.

(22)

I. Kesimpulan

1. Hukum Ohm menyatakan bahwa arus melalui perangkat selalu sebanding dengan perbedaan potensial, atau tegangan, yang diterapkan di seluruh rangkaian.

2. Pengukuran arus untuk lampu pijar diperoleh dengan menghubungkan resistansi lampu dengan ammeter secara seri dengan sumber tegangan.

Pengukuran tegangan diperoleh dengan menghubungkan voltmeter secara paralel dengan resistor dan ammeter. Rangkaian diagram kelistrikan yang digunakan adalah bagan 1 yang didapatkan pada perhitungan ^𝑟

𝑅 <^𝜌

𝑟

3. Berdasarkan hasil grafik yang diketahui, nilai daya berbanding lurus dengan arus dan tegangan yang digunakan. Semakin besar tegangan yang digunakan, semakin banyak daya yang diperoleh di sirkuit Semakin banyak daya yang Anda dapatkan di sirkuit, semakin terang filamen dalam lampu pijar.

J. Daftar pustaka

Eng, Alexander (1999). “Temperature of an Incandescent Light Bulb”

Harten, Van. 2002. Instalasi Listrik Arus 2. Jakarta: Trimitra Mandiri Klipstein, Donald L (2006). “The Great Internet Light Bulb Book Part 1”.

y = 0,0329x - 0,3714 R² = 0,9826

-0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

0 20 40 60 80 100

y (I)

x (v)

Hubungan antara tegangan (V) dengan daya (P) yang serap

Hubungan antara tegangan (V) dengan daya (P) yang serap Linear (Hubungan antara tegangan (V) dengan daya (P) yang serap)

(23)

Monroe, 1999, Electric Light, WorldBook, Chicago

Maulana, Rachmat. 2011. Interfacing PC dan Multimedia Eksperimen Karakterisasi Lampu Pijar. Depok: Universitas Indonesia

Muhaimin. 2001. Teknologi Pencahayaan. Bandung: PT. Refika Aditama Tim Fisika Dasar. 2023. Modul praktikum fisika dasar 3. Malang: jurusan fisika FMIPA UM.

K. Lampiran

Dokumentasi kegiatan

(24)