Hukum Ohm dan listrik pararel dan seri

• Percobaan I. Hukum Ohm

1. Siapkan alat dan bahan praktikum.

2. Buka Proteus kemudian buat lembar kerja baru.

3. Cari resistor, baterai, amperemeter, dan voltmeter pada library devices yang telah disediakan.

4. Buatlah rangkaian seperti gambar pada tugas:

5. Gunakan catu daya/sumber tegangan 4.5 , 6, dan 9 Volt.

6. Gunakan resistor dengan nilai 560 Ohm dan nilai resistor yang diawali dengan angka 2 dan diakhiri dengan 2 digit terakhir NIM saudara.

7. Ukur besarnya arus (A) dan tegangan (V) yang melewati rangkaian dengan masing-masing hambatan dan tegangan sumber yang berbeda tersebut.

Diketahui:

V= 9V, 6V, dan 4,5V

R= 221Ω

R= 220Ω

R= 560Ω

Dit: I ?

   

   Dalam hukum Ohm arus listrik (I) yang mengalir pada suatu rangkaian sebanding dengan tegangannya atau beda potensial (V), jika tegangannya diperbesar maka arus yang mengalir akan semakin besar mengikuti tegangannya, jika diperkecil tegangannya maka arus yang mengalir akan ikut mengecil. Namun, jika terdapat hambatan maka arus akan berubah dan tidak sebanding dengan tegangannya, jika kita rumuskan:

I=V  atau   I=V/R  atau  V=I.R

8. Tulis hasil pengukuran pada kolom yang telah disediakan.

9. Screenshot gambar rangkaian dari Proteus yang telah saudara buat pada laporan praktik

1.V= 4,5V dan R= 221Ω                                        1. V= 6V dan R= 560Ω

2. V= 6V dan R= 221Ω                                        2. V= 6V dan R= 560Ω

3. V= 9V dan R= 221Ω                                        3. V= 9V dan R=560Ω

• Percobaan II. Hukum Kirchoff – Tegangan.

1. Buatlah rangkaian seperti gambar pada tugas, ganti nilai 2 digit terakhir R2 dengan 2 digit terakhir NIM saudara:

2. Lakukan pengukuran pada rangkaian dan tulis hasilnya pada kolom yang telah disediakan.

   Perhitungan pada percobaan rangkaian seri, arus total yang mengalir pada rangkaian seri dan besarnya nilai tegangan resistor pada R1, R2 dan R3 dan apakah tegangan pada resistor sama dengan tegangan sumbernya, bila semua ditulis dengan rumus dan perhitungan sebagai berikut:        E = V1 + V2 + V3              I = I1 = I2 = I3               V4 = (R2 + R3) x I

 

 

  

Percobaan III. Rangkaian Paralel

1. Buatlah rangkaian seperti gambar pada tugas:

2. Pilih resistor sebagai beban kelistrikan dengan nilai yang bervariasi, namun dengan selisih nilai yang tidak terlalu besar. (Nilai R3 diganti dengan 2 digit terakhir NIM saudara)

3. Ukur besarnya arus yang melewati tiap rangkaian (I1, I2, I3 dan I)

   Pada rangkaian paralel, arus yang mengalir merupakan penjumlahan arus pada resistor 1,2 dan 3, bila ditulis perhitungannya adalah sebagai berikut :

Itot = I1 + I2 + I3                     E = V1 = V2 = V3

Diketahui:

 

Diketahui:

   Dapat dibuktikan bahwa dalam rangkaian paralel nilai tegangan resistor sama dengan tegangan sumbernya jadi tidak perlu lagi untuk dihitung. Perhitungan sumber tegangan dengan tegangan resistor hanya membuktikan apakah benar, bahwa tegangan resistor pada rangkaian paralel sama dengan tegangan sumbernya dan terbukti bahwa tegangan resistor yang dihasilkan oleh rangkaian paralel itu sama dengan tegangan sumbernya.

   Itu dapat terjadi karena dalam rangkaian paralel tidak terjadi pembagian tegangan pada masing-masing R1, R2, dan R3 terhadap tegangan sumbernya, berbeda dengan rangkaian seri yang masing-masing R1, R2 dan R3 nya terdapat pembagian tegangan dengan tegangan sumbernya.

4. Tulis hasil pengukuran pada kolom yang telah disediakan.

• Percobaan IV. Rangkaian seri-paralel

1. Buatlah rangkaian seperti gambar pada tugas:

   Keterangan : Setelah mencoba rangkaian diatas, coba ubah resistor-resistor tersebut dari kisaran 500Ω s/d 1500Ω

1. V=6V, 9V dan 12V. R1=50, R2=150, R3=200

2. V=6V, 9V dan 12V.  R1=550, R2=770, R3=1210

2. Lakukan pengukuran pada rangkaian dan hasilnya pada kolom yang telah disediakan.

3. Screenshoot gambar rangkaian dari Proteus yang telah saudara buat.

1. V= 6V, R1=50Ω, R2=150Ω, R3= 200Ω.       1. V= 6V, R1=550Ω, R2=770Ω, R3= 1210Ω

2. V= 9V, R1=50Ω, R2=150Ω, R3= 200Ω.        2. V= 9V, R1=550Ω, R2=77pΩ, R3=1210Ω

1. V= 12V, R1=50Ω, R2=150Ω, R3= 200Ω.     3. V= 12V, R1=550Ω, R2=770Ω, R3= 1210Ω

Data Hasil Praktikum

- Job ke-	:		- Nama	:
- Tanggal Pratikum	:	21 Februari 2021	- NIM
- Dosen			- Dosen 2	:

1. Percobaan I. Hukum Ohm

R : 220 ohm

R : 221 ohm

R : 560 ohm

Catu Daya (V)	4,5V		6V		9V
	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung
Arus (I)	0,02 A	0,02045 A	0,02 A	0,0273 A	0,04 A	0,0409 A
Arus (I)	0,02 A	0,02036 A	0,02 A	0,0271 A	0,04 A	0,0407 A
Arus (I)	0,00 A	0,008 A	0,01 A	0,0107 A	0,01 A	0,0161 A

2. Percobaan II. Hukum Kirchoff – Tegangan.

R1 : 100 ohm,   R2 : 220 ohm,   R3 : 330 ohm

E (Volt)	Itot (A)		V1		V2		V3		V4
	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung
4,5	0,00	0,00692	0,69	0,69	1,52	1,52	2,28	2,28	3,81	3,81
6	0,00	0,00923	0,92	0,92	2,03	2,03	3,05	3,05	5,08	5,08
9	0,01	0,01385	1,38	1,38	3,05	3,047	4,57	4,57	7,62	7,6175

R1 : 100 ohm,   R2 : 221 ohm,   R3 : 330 ohm

E (Volt)	Itot		V1		V2		V3		V4
	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung
4,5	0,00	0,00691	0,69	0,69	1,52	1,52	2,28	2,28	3,81	3,807
6	0,00	0,0093	0,92	0,92	2,03	2,03	3,05	3,05	5,08	5,08
9	0,01	0,01382	1,38	1,38	3,06	3,06	4,56	4,56	7,62	7,62

3. Percobaan III. Rangkaian Paralel.

V= 6V,9V dan 12V.   R1 : 100ohm,   R2 : 500ohm,   R3 : 200ohm

E (Volt)	I1 (A)		I2 (A)		I3 (A)		Itot (A)
	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung
6	0,06	0,06	0,01	0,012	0,03	0,03	0,10	0,102
9	0,09	0,09	0,01	0,018	0,04	0,045	0,15	0,153
12	0,12	0,12	0,02	0,024	0,06	0,06	0,20	0,204

V= 6V, 9V dan 12V.    R1 : 100ohm,   R2 : 500ohm,   R3 : 200ohm

E (Volt)	I1 (A)		I2 (A)		I3 (A)		Itot (A)
	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung
6	0,06	0,06	0,01	0,012	0,03	0,02715	0,10	0,0991
9	0,09	0,09	0,01	0,018	0,04	0,041	0,15	0,149
12	0,12	0,12	0,02	0,024	0,05	0,0543	0,20	0,1983

4. Percobaan IV. Rangkaian seri-paralel

V= 6V, 9V dan 12V.    R1 : 50ohm,   R2 : 150ohm,   R3 : 200ohm

E (Volt)	V1		V2		V3		I		I2		I3
	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung
6	2,21	2,21	3,79	3,792	3,79	3,792	0,04	0,044	0,03	0,025	0,01	0,0189
9	3,32	3,32	5,68	5,688	5,68	5,688	0,06	0,066	0,03	0,0378	0,02	0,0284
12	4,42	4,42	7,58	7,58	7,58	7,58	0,08	0,088	0,05	0,0505	0,03	0,0379

V= 6V, 9V dan 12V.    R1 : 550ohm,   R2 : 770ohm,   R3 : 1210ohm

E (Volt)	V1		V2		V3		I		I2		I3
	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung
6	3,23	3,23	2,77	2,69	2,77	2,662	0,00	0,0058	0,00	0,0035	0,00	0,0022
9	4,85	4,84	4,15	4,158	4,15	4,15	0,00	0,0088	0,00	0,0054	0,00	0,00343
12	6,47	6,49	5,53	5,467	5,53	5,529	0,01	0,0118	0,00	0,0071	0,00	0,00457

5. Pertanyaan dan Tugas

1. Berdasarkan hasil percobaan I, bagaimana hubungan antara Tegangan (V), Arus listrik yang mengalir (I) dan Hambatan listrik (R)? Gambarkan grafiknya!

Jawaban:

   Tegangan akan berbanding lurus dengan arus yang mengalir dan hambatannya. Arus listrik akan berbanding lurus dengan beda potensial atau tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatannya, jika beda potensial atau tegangan yang mengalir semakin besar maka arus yang mengalir juga akan semakin besar namun saat terdapat hambatan maka arus yang mengalir akan mengecil sesuai dengan besarnya hambatan, jika hambatannya semakin besar arus yang mengalir akan semakin kecil dan jika hambatannya mengecil maka arus yang mengalir akan semakin besar. Dan hambatan akan mempengaruhi arus yang mengalir dari beda potensial. Jika ditulis secara matematis maka:

• Hukum ohm tentang tegangan: V= I x R

• Hukum ohm tentang arus: I= V/R

• Hukum ohm tentang tegangan: R = V/I

Dimana:

V (volt)= tegangan atau beda potensial

I (Ampere) = arus listrik

R (ohm Ω) = hambatan atau resistensi.

Jika, digambarkan dengan grafik sebagai berikut:

2. Berdasarkan hasil percobaan II, apakah Hukum Kirchhoff – Tegangan terbukti? Jelaskan alasannya!

   Terbukti, karena pada saat percobaan tegangan pada setiap beban mengalami penurunan tegangan setelah melewati hambatannya dan jumlah penurunan tegangan dari setiap hambatan yaitu masing-masing R1, R2 dan R3 terhadap tegangan sumbernya adalah sama terhadap tegangan sumbernya E= V1+V2+V3. Hal ini sesuai dengan hukum 1 Kirchoff atau hukum tegangan Kirchoff (Kirchoff’s Voltage Law) yang berbunyi total beda potensial (tegangan) pada rangkaian tertutup adalah nol, artinya tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian atau semua energi listrik diserap dan digunakan.

3. Jelaskan kerugian apabila suatu beban kelistrikan dirangkai secara seri!

Jawaban:

1. Jika salah satu beban dalam rangkaian tidak terhubung ataupun putus maka aliran arus yang mengalir keseluruh beban akan terputus atau terhenti.

2. Tegangan di setiap beban pada rangkaian seri berbeda-beda karena tergantung dari besarnya hambatan, sehingga menyebabkan lampu yang menyala pada rangkaian seri tidak akan sama terang. 

4. Gambarlah contoh rangkaian kelistrikan pada kendaraan yang menyerupai rangkaian di atas sehingga hukum tersebut dapat digunakan dalam menganalisis masalah.

5. Buatlah laporan praktikum dilengkapi cara perhitungan nilai I, maupun V secara perhitungan serta jawaban dari pertanyaan diatas tersebut!

jawaban:

1. Rangkaian lampu mobil dirangkai secara paralel dan menggunakan beberapa komponen seperti baterai 12V, resistor, lampu, amperemeter, voltmeter dan ground.

2. Rangkaian disusun secara paralel dengan rangkaian baterai 12V, R1 3Ω, R2 5Ω, R3 5 Ω, R4 3Ω, lampu 1 dan 4 dengan resistansi 2 ohm, lampu 2 dan 3 dengan resistensi 6 ohm dan ground. Untuk amperemeter dengan dengan kepresisian 2 dan voltmeter dengan kepresisian 2.

3. Hitung tegangan (V) dan arus (A) yang mengalir pada rangkaian dengan menggunakan hukum ohm dimana arus yang mengalir dari beda potensial atau tegangan akan berbanding lurus dan akan berbanding terbalik dengan hambatannya, dan tegangan pada rangkaian akan berbanding lurus dengan arus listrik dan hambatannya. Untuk rumus matematisnya sebagai berikut:

V= I.R       I= V/R    Itot= I1+I2+I3+I4    E= V1=V2=V3=V4

Dimana:

I = arus listrik (A atau ampere)

V = tegangan (V atau volt)

R= hambatan atau resistensi (Ω atau ohm)

• Perhitungan dan tabelnya.

Diketahui dalam rangkaian:

V= 12V

R1 = 5Ω

R2 = 11Ω

R3 = 11Ω

R4 = 5Ω

Dit: E dan Itot ?

Itot = I1+I2+I3+I4

     = V/R1 + V/R2 + V/R3 + V/R4

     = 12/5 +12/11 + 12/11 +12/5

     = 2,4+1,09+1,09+2,4

     = 6,98A

E= V1=V2=V3=V4

  = I1.R1 = I2.R2 = I3.R3 = I4.R4

  = 2,4×5 = 1,09×11 = 1,09×11 = 2,4×5

E = 12V = 12V = 12V = 12V

   Pada percobaan rangkaian paralel tersebut sesuai karena tegangan di semua beban sama dan arus listrik yang mengalir berbeda di setiap beban. Dan arus yang masuk dalam suatu percabangan dengan arus yang keluar percabangan itu sama ini sesuai dengan hukum 1 kirchoff.

E (Volt)	I1 (A)		I2 (A)		I3 (A)		I4 (A)		Itot (A)
	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung	Ukur	Hitung
12	2,4	2,4	1,1	1,09	1,1	1,09	2,4	2,4	6,9	6,98

6. Screenshoot gambar rangkaian dari Proteus atau electrical circuit studio yang telah saudara buat pada laporan praktik.

Daftar Pustaka

• https://muh-amin.com/rangkaian-listrik-dc-seri-paralel-dan-hukum-kirchoff/

• https://abdulelektro.blogspot.com/2019/07/rangkaian-campuran-resistor-seridanpararel-dan.html?m=1

• https://totalotomotif.com/rangkaian-kelistrikan-sepeda-motor/

• https://tianphysics.wordpress.com/2013/11/05/rangkaian-seri-dan-rangkaian-paralel/

• https://www.ruangguru.com/blog/penjelasan-hukum-i-dan-ii-kirchoff