1

LAPORAN PERCOBAAN EKSPERIMEN FISIKA

HAMBATAN LUAR DAB HAMBATAN DALAM PADA

RANGKAIAN ARUS SEARAH

Disusun oleh:

Nama : Ummi lailatun N

Nim : 10005024

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMANSISWA

YOGYAKARTA

2012

2

Laporan percobaan fisika disusun guna memenuhi salah satu persyaratan mata

kuliah Eksperimen Fisika deprogram studi pendidikan Fisika

Disahkan tanggal , , 2012

Oleh

Dosen Pembimbing

Drs. Widodo Budhi, M.Si

3

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat rahmat,

taufiq, hidayah serta inayahnya kepada kita semuanya sehingga saya dapat

menyelesaikan laporan praktikum Eksperimen Fisika dapat menyelesaikan tepat

pada waktunya.

Laporan praktikum Eksperimen Fisika disusun guna melengkapi salah satu

syarat bagi mahasiswa dalam mengikuti mata kuliah Eksperimen Fisika sebagai

salah satu syarat penilaian strata 1 dijurusan pendidikan Fisika Universitas

Sarjanawiyata Tamansiswa (UST).

Tidak lupa saya ucapkan banyak terimakasih kepada:

Drs. Widodo Budhi, M.Si. selaku dosen mata kuliah Eksperimen Fisika yang

telah membimbing saya dalam pengajarannya.

saya menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangan, karena itu

saran dan kritik Bapak sangat saya perlukan. Dan saya berharap agar laporan

praktikum Eksperimen Fisika dapat diterima dan bermanfaat.

Yogyakarta, 6 Juli 2012

Penyusun

4

DAFTAR ISI

PENGESAHAN

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

B. RUMUSAN MASALAH

C. TUJUAN

D. MANFAAT

BAB II

DASAR TEORI

BAB III

METODOLOGI

A. TEMPAT DAN WAKTU EKSPERIMEN

B. VARIABEL-VARIABEL EKSPERIMEN

C. ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN

D. DESAIN PERALATAN/GAMBAR SUSUNAN PERALATAN

E. TEHNIK PENGUMPULAN DATA

F. TEHNIK ANALISIS DATA

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. HASIL EKSPERIMEN

B. PEMBAHASAN

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

B. SARAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

A. MENENTUKAN HAMBATAN LUAR

B. MENENTUKAN HAMBATAN DALAM

5

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG MASALAH

Sebagaimana kita ketahui, bahwa Hambatan luar dan Hambatan

dalam itu seperti halnya rangkaian paralel dan rangkaian seri. Dalam

rangkaian paralel ini, terdapat pembagian kuat arus listrik pada setiap

hambatan yang besarnya tergantung pada nilai hambatan dan semua

hambatan luar memperoleh beda potensial yang sama besar. Sedangkan

rangkaian seri sama pula dengan rangkaian paralel yang membedakan

penyusunan rangkaiannya. Dan di sebut dengan arus listrik searah.

Arus listrik searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif

atau hanya negatif saja (tidak berubah dari positif ke negatif, atau

sebaliknya).

Arus listrik searah dikenal dengan singkatan DC (Direct Current). Sesuai

dengan namanya listrik arus searah itu mengalir ke satu jurusan saja dalam

kawat penghantar, yaitu dari kutub positip (+) ke kutub negatip (-).

Penerapan arus listrik searah dapat dilihat di dalam rangkaian seri dan

rangkaian paralel. Selain itu, dalam penerapan Hukum Kirchoff pada

suatu rangkaian juga terdapat arus listrik searah.dan meneurut Hukum

Ohm “ Dalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus berbandingan terbalik

dengan beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan berbanding

terbalik dengan besaran hambatan kawat konduktor tersebut”.

B. RUMUSAN MASALAH

Hambatan luar

1. Bagaimana besar tegangan listik bila tahanan makin besar?

2. Bagaimana besarnya arus yang mengalir bila tahanan makin besar?

3. Bagaimana besar arus yang mengalir bila baterai dikurang 1 buah?

6

Hambatan dalam

1. Bagaimana hubungan antara besar arus dengan banyaknya elemen

baterai dalam rangkaian tersebut?

2. Bagaimana hubungan antara besar hambatan dalam dengan dengan

banyaknya elemen dari hasil percobaan?

3. Bagaimana besar arus yang mengalir bila hambatan diganti dengan

nilai yang lebih besar?

C. TUJUAN

Tujuan penelitian Eksperimen Hambatan luar dan Hambatan dalam

pada rangkaian Arus Searah merupakan jawaban dari rumusan masalah

agar suatu penelitian dapat lebih terarah dan ada batasan-batasanya tentang

objek yang diteliti. Adapun tujuan penelitian adalah:

1. Menetukan hambatan luar (R)

2. Menetukan hambatan dalam (r)

3. Dapat menerapkan Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff pada Hambatan

dan Arus Searah.

D. MANFAAT

M anfaat penelitian sebagai berikut.

1. Agar mahasiswa dapat memecahkan masalah dengan penelitian yang

telah dilakukan

2. Agar mahasiswa dapat mengetahui aplikasi dari hasil percobaan.

3. Agar mahasiswa dapat menyusun laporan percobaan

4. Agar mahasiswa dapat mengetahui rumus-rumus yang digunakan

dalam penelitian hambatan luar dan hambatan dalam pada rangkaian

arus searah.

7

BAB II

DASAR TEORI

Pada dasarnya perbandingan antara tegangan listrik dari suatu

komponen elektronik dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan

dinyatakan dalam suatu ohm (Ω). Seperti halnya komponen-komponen

listrik yang lain, elemen sendiri mempunyai hambatan dalam,yang

dinyatakan dengan r. Bila arus yang mengalir melalui rangkaian seri

maka hambatan seluruhnya yang dialami arus adalah R+r. Dengan

demikian electron bebas cenderung bergerak melewati konduktor

dengan beberapa derajat pergesekan atau bergerak berlawanan. Gerak

berlawanan ini biasanya disebut dengan hambatan elemen yang

mempunyai sumber arus volt dan tahanan dalam (r) ditutup oleh kawat

yang mempunyai hambatan luar R, arah menghasilkan kuat arus yang

besarnya:

I =

Keterangan :

I = Arus (Ampere)

E = Ggl (volt)

R = Hambatan luar (Ω)

r= Hambatan dalam (Ω)

dalam hambatan dapat dihubungka dengan susunan seri maupun

susunan parallel. Pada hubungan susunan seri dari beberanpa buah

baterai, bila kutup positif dihubungka dengan kutub negative, maka

besar hambatan dalam rangkaian susunan seri adalah:

rs = r1+r2+r3+……

bila beberpa elemen (n bua elemen) yang masing-masing mempunyai

Ggl, E volt disusun secara, kuat arus yang timbul,

8

E,r E,r E,r E,r

I =

bila beberapa elemen (n buah elemen) yang masing-masing

mempunyai Ggl, volt dan tahanan dalam r disusun secara parallel, kuat

arus yang timbul;

E, r

E, r I =

E, r Menurut Hukum Ohm:

“ Dalam suatu rantai aliran listrik, kuat arus berbanding lurus

dengan beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan berbanding

terbalik dengan besarnya hambatan kuat konduktor tersebut”. Pada

hubungan parallel dari beberapa buah baterai bila kutub positif baterai

dihubungkan dengan kutub negative baterai besar hambatan parallel:

Besarnya arus yang mengalir pada baterai yang sama Ggl dan

dihubungkan secara parallel:

9

BAB III

METODOLOGI

A. TEMPAT DAN WAKTU EKSPERIMEN

Praktikum Eksperimen yang dilaksanakan di laboratorium

(B) Pendidikan Fisika. Universitas sarjanawiyata Tamansiswa

(UST) yang dilaksanakan pada tanggal 18 Juni 2012.

B. VARIABEL-VARIABEL EKSPERIMEN

Variable yang digunakan untuk Eksperimen hambatan luar dan

hambatan dalam pada rangkaian arus searah adalah:

1. Variable control

a. Arus (I)

b. Tegangan (V)

2. Variabel terikat

a. Hambatan luar ( paralel) Ω

b. Hambatan dalam (seri). Ω

C. ALAT-ALAT YANG DIPERGUNAKAN

1. Empat buah batu baterai @ 1,5 Volt

2. Multimeter

3. Empat buah resistor

4. Saklar

5. Kabel penghubung

6. Computer

10

D. DESAIN PERALATAN/GAMBAR SUSUNAN PERALATAN

Gambaran hambatan luar

resistor (paralel)

Gambaran hambatan

dalam baterai (seri)

E. TEHNIK PENGUMPULAN DATA

Hambatan luar

1. Mencatat nilai batu baterai E1 dan R1

2. Membuat rangkaian seperti pada gambar dibawah ini.

Dimana:

E1= Batu Baterai 1

R1= Hambatan 1

R1 S = Saklar

A= Amperemeter

V= Voltmeter

3. Tutup saklar lalu catat penunjukkan pada voltmeter dan

amperemeter. Usahakan hubungan rangkaian tersebut tidak

lebih dari lima menit.

V A

11

4. Memutuskan arus dengan cara membuka saklar

5. Menganti R1 dengan R yang lain, lalu mengulang kembali no

1-4 dengan menggunakan nilai R yang berbeda.

Hambatan dalam

1. Mengambil salah satu hambatan dan mencatat nilainya

2. Mengambil sebuah batu baterai dan mencatat hasilnya

3. Membuat rangkaian seperti gambar dibawah ini.

S Dimana:

E1 E2 E3 E4 A= Amperemeter

V= Voltmeter

R= Hambatan

E1, E2, E3, dan E4 =

R Elemen (batu baterai)

S = Saklar

Menghubungkan arus dengan menutup saklar lalu mencatat

penunjuk skala pada amperemeter dan voltmeter. Usahakan agar arus

mengalir tidak melebihi 5 menit.

4. Memutuskan arus dengan membuka saklar

5. Mengulangi jalannya no 1-4 dengan menambah baterai E2, E3

dan E4.

6. Menghitung besarnya hambatan dalam baterai masing-masing.

F. TEHNIK ANALISIS DATA

Dalam tehnik menganalisis data menggunakan rumusan

Hambatan luar dan hambatan dalam pada rangkaian arus searah,

bila arus yang mengalir melalui rangkaian seri dengan demikian

arus yang mengalir:

I =

…………………………………………..…(1)

A

V

12

Keterangan :

I = Arus (Ampere)

E = Ggl (volt)

R = Hambatan luar (Ω)

r = Hambatan dalam (Ω)

Desarnya arus yang mengalir dari n buah baterai yang sama

dan gaya gerak listriknya dan dihubungkan seri menggunakan

sebagai berikut:

I =

………………………………………………(2)

Besarnya arus yang menglir untuk n baterai yang sama

gaya gerak listriknya dan di hubungkan secara paralel:

I =

………………………………………………..(3)

(

)

13

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. HASIL EKSPERIMEN

Hasil yang di peroleh percobaan tentang hambatan luar dan

hambatan dalam sebagai berikut.

No Nilai kode warna resistor Nilai hambatan yang terukur

1 R1= orange, hitam, coklat,

emas 30 x 102 5%

R1= 290 Ω

2 R2= orange, orange,

merah, emas 33 x

102

R2= 3240 Ω

3 R3= merah, merah, merah,

emas 22 x 102

R3= 2160 Ω

4 R4= coklat, hitam, coklat,

emas 10 x102

R4= 980 Ω

Table diatas membandingkan antara nilai resistor berdasarkan teori

dengan yang di ukur menggunakan multimeter.

Hambatan luar (E= 3V)

No Volmeter Amperemeter Hambatan luar

1 V1= 2,80 V I1= 2,68 x 10-3

A R1= 1044,78 Ω

2 V2= 2,89 V I2= 2,42 x 10-3

A R2=1194,21 Ω

3 V3= 2,89 V I3= 2,36 x 10-3

A R3= 1224,38 Ω

4 V4= 2,89 V I4= 2,46 x 10-3

A R4= 1174,797 Ω

14

Hambatan dalam

No Baterai Voltmeter Amperemeter Hambatan

luar

Hambatan

dalam

1 6 V V1= 5,60

V

I1= 2,98 x10-3

A

1879,19 Ω 5503,36 Ω

2 6 V V2= 5,64

V

I1= 2,77 x 10-3

A

2036,10 Ω 5978,34 Ω

3 6 V V3= 5,65

V

I1= 2,90 x 10-3

A

1948,28 Ω 5720,69 Ω

4 6 V V4= 5,62

V

I1= 2,80 x 10-3

A

2007,14 Ω 5885,71 Ω

B. PEMBAHASAN

Dari hasil percobaan yang berjudul Hambatan pada

Rangkaian Arus searah dalam, dengan menggunakan empat buah

resistor; yaitu R1= 290 Ω , R2= 3240 Ω, R3= 2160 Ω, R4= 980 Ω.

Sebagai berikut:

1. Hambatan luar

Diperoleh R rata-rata ( ) = 1134, 59175 dan = 33,34 ketidak

pastian 2,94% dan menghasilkan ketelitian 97,06%

2. Hambatan dalam

Diperoleh R rata-rata ( ) = 1967,67865% dan ∆R = 34,694%

ketidak pastian 1,763% dan menghasilkan ketelitian 98,237%.

15

Antara nilai resistor yang terhitung dengam terukur, hasinya tidak

jauh berbeda.

No Nilai kode warna resistor Nilai hambatan yang

terukur

1 R1= orange, hitam, coklat,

emas 30 x 102 5%

R1= 290 Ω

2 R2= orange, orange, merah,

emas 33 x 102

R2= 3240 Ω

3 R3= merah, merah, merah,

emas 22 x 102

R3= 2160 Ω

4 R4= coklat, hitam, coklat,

emas 10 x102

R4= 980 Ω

16

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Dalam percobaan ini, yaitu menetukan hambatan luar dan

hambatan dalam dengan menggunkan hukum ohm yang

berbunyi “ Dalam suatu rantai listrik, kuat arus berbanding

lurus dengan beda potensial antara kedua ujung-ujungnya dan

berbanding terbalik dengan besarnya hambatan kawat

kondukor tersebut”. Rangkaian hambatan luar dan hambatan

dalam memepelajari sistem rangkaian listrik seri dan rangkaian

listrik parallel.

Rangkaian listrik seri menggunakan rumus:

Rangkaian listrik parallel menggunakan rumus:

Untuk menetukan hambatan luar baik rangkaian seri maupun

rangkaian parallel, menggunakan rumus:

Rangkaian hambatan luar (resistor) dan hambatan dalam

(baterai) juga memepelajari bagaimana hambatan yang masuk

dan keluar pada arus yang mengalir,karena dengan mengetahui

nilai menggunakan multimeter sehingga bisa mendapatkan nilai

dari percobaan yang telah dilakukan. Dan karena keterbatasan

pada alat yang digunakan dan kurang ketelitian kita dalam

percobaan sehingga hasilnya yang diperoleh kurang maksimal.

17

B. SARAN UNTUK LABORATORIUM FISIKA

UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMANSISWA (UST)

Kritik dan saran untuk laboratorium Pendidikan Fisika

Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa (UST) percobaan

Hambatan pada arus searah, seperti keterbatasan alat dan bahan

yang digunakan praktikum sangat kurang memadai, mohon

sekiranya sebaiknya ditambah lagi.

18

DAFTAR PUSTAKA

Dechttp://alfredbudiono.blogspot.com/2010/12/rangkaian-arus-

searah_16.html

Giancoli C. Douglas. 1998. Fisika Jilid II Edisi ke V. Jakarta:

Erlangga.

http://www.google.co.id/search?num=10&hl=id&site=imgh

p&tbm=isch&source=hp&q=arus+searah&oq=arus+searah

&gs_l=img.3..0j0i24l9.17840.21471.0.22503.11.10.0.1.1.0.

590.2557.2j1j3j3j0j1.10.0...0.0.BIqLSp1v7oY&biw=1366

&bih=665&sei=DXPuT7S-IJGHrAeBm9i9DQ.

Sutrisno dan Tan Ik Gie. 1979. Fisika Dasar: Listrik,

Magnet dan Termofisika. ITB Bandung.

Tipler A. Paul. 1991. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi

ke III. Jakarta. Erlangga.

Wijayanti, Astuti M.Pd. dkk. 2010. Buku Petunjuk

Praktikum Listrik Magnet 1 : Yogyakarta.

Zemansky, sears. 1972. Fisika Universitas III. Bandung:

Bina Cipta.

19

DAFTAR LAMPIRAN

Hasil-hasil dalam perhitungan sebagai berikut:

A. Menetukan hambatan luar

R1=

R2=

R3=

R4=

NO R R2

1 R1= 1044,78 Ω 1091565,248

2 R2= 1194,21 Ω 1426137,524

3 R3= 1224,38 Ω 1264680,176

4 R4= 1174,797 Ω 1380147,991

∑ 4538,367 Ω 5162530,939

√ (∑

) (∑ )

√ ( )

√

√

Kesalahan relative

Ketelitia = 100% - kesalahan relative

20

= 100% - 2,94% = 97,06%

( ketidak pastian mutlak 1134, 59175 33,34)

B. Menentukan hambatan dalam

Tetapi sebelumnya menghitung hambatan luar

NO R R2

1 R1= 1879,195 Ω 3531373,848

2 R2= 2036,10 Ω 4145703,21

3 R3= 1948,28 Ω 3795794,958

4 R4= 2007,14 Ω 4028610,98

∑ 7870,715 Ω 15501483

√ (∑

) (∑ )

√ ( )

√

√

21

Kesalahan relative

Ketelitia = 100% - kesalahan relative

= 100% - 1,763% = 98,237%

( ketidak pastian mutlak 1967,67875 34,698)

C. Menentukan hambatan dalam

Karena n baterai disusun secara paralel, maka rumus yang digunakan:

(

)

| |

| |

| |

22

| |

√ (∑

) (∑ )

√ ( )

√

√

Kesalahan relative

Ketelitia = 100% - kesalahan relative

= 100% - 1,8% = 98,2%

(ketidak pastian mutlak 5772,025 104,21)

NO R R2

1 R1= 5503,36 Ω 30286971,29

2 R2= 5978,34 Ω 35740549,16

3 R3= 5720,69 Ω 32726294,04

4 R4= 5889,71 Ω 34641582,2

∑ 23088,1 Ω 133395396,7