Lembar Kerja Peserta Didik 1 Alat Ukur Listrik dan Rangkaian Sederhana

Transkripsi

1 Lembar Kerja Peserta Didik 1 Alat Ukur Listrik dan Rangkaian Sederhana 1. Tujuan Untuk mengetahui cara mengukur arus dan tegangan listrik 2. Alat dan bahan a. Amperemeter b. Voltmeter c. Hambatan d. Sumber tegangan (baterai 4 buah) e. Kabel penghubung f. Panjepit buaya 4 buah 3. Dasar teori Besar kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar berbanding langsung dengan beda potensial antar ujung-ujung penghantar, asalkan suhu penghantar tetap Hukum ohm menggambarkan bagaiman arus, tegangan, dan tahanan berhubungan. George ohm menentukan secara eksperimental bahwa jika tegangan yang melewati sebuah tahanan bertambah nilainya, maka arusnya juga akan bertambah nilainya. Begitu juga sebaliknya. Hukum ohm dapat dituliskan dalam rumus sebagai berikut: V = IR Keterangan: V = tegangan R = tahanan I = kuat arus Hukum ohm juga menyatakan bahwa pada tegangan yang konstan, jika nilai tahanan diperkecil maka akan diperoleh arus yang lebih kuat. Begitu juga sebaliknya dan dapat ditulis sebagai berikut: I = V R Hukum ohm dapat diterapkan dalam rangkaian tahanan seri adalah tahanan dihubungkan ujung tahanan yang ada pada rangkaian ke ujung atau dalam suatu rantai. Untuk mencari arus yang mengalir pada rangkaian seri dengan tahanan lebih dari satu, diperlukan jumlah total nilai tahanan tersebut. Hal ini dapat dimengerti karena setiap

2 tahanan yang ada pada rangkaian seri akan memberikan hambatan bagi arus untuk mengalir. Resistor merupakan elemen pasif yang paling sederhana. Kita akan memulai bahasan kita dengan memperhatikan hasil kerja fisikawan jerman, georg simon ohm, yang pada tahun 1827 mempublikasikan sebuah pamflet yang memaparkan hasil-hasil dari usahanya mengukur arus dan tegangan serta hubungan matematika di antara keduanya. Salah satu hasil yang diperoleh adalah pernyatan tentang relasi fundamental yang saat ini kita sebut sebagai hukum ohm. Meskipun hal ini telah ditemukan 46 tahun sebelumnya di inggris oleh henry cavendish. Pamflet yang dipublikasikan oleh georg simon ohm banyak menerima kritik yang tak pantas dan menjadi bahan tawaan selama beberapa tahun setelah di publikasi pertamanya akhirnya karya itu diterima beberapa tahun setelahnya. Alat untuk mengukur arus yang mengalir melalui suatu komponen listrik, misalnya resistor adalah amperemeter. Bagian terpenting dari amperemeter adalah galvometer, yang berupa jarum petunjuk pada suatu skala tertentu. Galvometer bekerja dengan prinsip gaya antara medan magnet dan kumparan pembawa arus. Penyimpangan jarum galvometer sebanding dengan arus yang melewatinya. Sensitivitas arus skala penuh dari sebuah galvometer merupakan arus yang dibutuhkan agar jarum menyimpang dengan skala penuh. Alat ukur mengukur tegangan adalah voltmeter. Voltmeter juga terdiri dari galvometer dan resistor. Volt meter dapat dirangkai paralel dengan elemen rangkaian yang tegangannya akan diukur. Voltmeter digunakan untuk mengukur beda potensial antara dua titik dan kedua ujung kawatnya (kawat penghubung) dihubungkan ke kedua titik tersebut. Makin besar hambatan dalamnya, maka semakin kecil pengaruh terhadap rangkaian yang diukur. 4. Cara kerja a. Rangkailah alat dan bahan hingga terangkai dengan benar (kreativitas dituntut) b. Catat skala yang ditunjuk oleh alat yang telah dirangkai. 5. Data percobaan Tabel hasil percobaan Banyaknya baterai No (buah) Beda potensial V (V) Kuar arus I (A) Nilai V/I

3 Perhitungan hasil percobaan 7. Pertanyaan Apa yang anda dapatkan dari hasil perhitungan? 8. Kesimpulan

4 Lembar Kerja Peserta Didik 2 Rangkaian Tak Sederhana dan Aplikasi Arus Listrik Searah dalam Kehidupan Sehari-hari 1. Tujuan a. Mengukur beda potensial pada rangkaian listrik. b. Menerapkan Hukum Kirchoff pada rangkaian listrik. c. Menganalisa rangkaian seri dan paralel. 2. Alat dan bahan a. Catu daya b. Multimeter, Amperemeter, Voltmeter c. Papan rangkaian d. Kabel penghubung merah e. Kabel penghubung hitam f. Jembatan penghubung g. Kawat penghantar konstantan h. Kawat penghantar tembaga i. Kawat penghantar nikrom j. Saklar satu kutub k. Jepit steker 3. Dasar teori Arus searah adalah arus listrik yang nilainya hanya positif atau hanya negatif saja (tidak berubah dari positif ke negatif, atau sebaliknya). Pada rangkaian DC hanya melibatkan arus dan tegangan searah, yaitu arus dan tegangan yang tidak berubah terhadap waktu. Elemen pada rangkaian DC meliputi baterai, hambatan, dan kawat penghantar. Baterai menghasilkan e.m.f untuk menggerakkan elektron yang akhirnya menghasilkan aliran listrik. Sebutan rangkaian sangat cocok digunakan karena dalam hal ini harus terjadi suatu lintasan elektron secara lengkap meninggalkan kutub negatif dan kembali ke kutub positif. Hambatan kawat penghantar sedemikian kecilnya sehingga dalam prakteknya harganya dapat diabaikan. Bentuk hambatan (resistor) di pasaran sangat bervariasi, berharga mulai 0,1 Ω sampai 10 MΩ atau lebih besar lagi. Resistor standar untuk toleransi ±10 % biasanya bernilai resistansi kelipatan 10 atau 0,1 dari:

5 Sebuah rangkaian yang sangat sederhana terdiri atas sebuah baterai dengan sebuah resistor. Di pertengahan abad 19 Gustav Robert Kirchoff ( ) menemukan cara untuk menentukan arus listrik pada rangkaian bercabang yang kemudian dikenal dengan Hukum Kirchoff. Hukum ini berbunyi. Jumlah kuat arus yang masuk dalam titik percabangan sama dengan jumlah kuat arus yang keluar dari titik percabangan. Yang kemudian di kenal sebagai hukum Kirchoff I. Hukum Kirchoff 2 berbunyi : Dalam rangkaian tertutup, Jumlah aljabbar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol. Maksud dari jumlah penurunan potensial sama dengan nol adalah tidak ada energi listrik yang hilang dalam rangkaian tersebut, atau dalam arti semua energi listrik bisa digunakan atau diserap. 4. Cara kerja - Rangkailah alat dan hingga berhasil terangakai dengan benar - Anda dituntut untuk berkreasi 5. Data percobaan a. Beda potensial pada rangkaian V =... Volt No Warna cincin resistor Tori ( ) Praktek ( ) Interval ( ) Kuat arus (A) b. Hukum Kirchoff Itotal =...A No Hambatan ( ) Kuat arus (A)

6 c. Rangkaian seri dan paralel No Hambatan ( ) Tegangan (volt) Perhitungan hasil percobaan 7. Pertanyaan Apa yang anda dapatkan dari hasil perhitungan? 8. Kesimpulan