rangkaian beberapa lampu dan dayanya Moslem.Blog: rangkaian beberapa lampu dan dayanya

rangkaian beberapa lampu dan dayanya

Thursday, May 6, 2010


RANGKAIAN BEBERAPA LAMPU DAN DAYANYA
(RL.4)









Nama                                            : Ni Putu Frida Oktaningtias W.
NIM                                              : 0908105017
Kelompok                                     : 1
Tanggal                                         : 28 April 2010
Dosen                                           : Ida Bagus Paramarta, S.Si, M.Si
Pengawas/Pembimbing                : Desak Putu Risky Vidika Apriyanthi
                                                                                      Gede Guntur Aditya Mertha






JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2010

I.       TUJUAN
·        Dapat memahami tingkat terang dan redupnya lampu dan hubungannya dengan  daya yang diterima.
·        Dapat memahami dan menerapkan Hukum Kirchoff.

II.                DASAR TEORI
Rangkaian listrik merupakan suatu hal yang sangat penting karena memudahkan untuk mewakili suatu alat atau sistem. Adapun rangkaian listrik pada lampu dapat disusun secara seri, paralel dan gabungan seri-paralel dimana rangkaian tersebut digunakan sesuai dengan kebutuhannya.
       Rangkaian Seri
Rangkaian seri merupakan rangkaian listrik yang disusun secara berhubungan (tertutup) dimana arus yang mengalir dalam masing-masing unsur atau sumber besarnya sama sehingga hanya ada arus tunggal yang mengalir dalam rangkaian tersebut.
Rangkaian Paralel
Rangkaian paralel merupakan rangkaian listrik yang bertujuan untuk memperkecil hambatan, dengan beda potensial ditiap hambatan adalah sama namun kuat arusnya berbeda.                   
                                                                                
1.  Hukum Pertama Kirchoff
Hukum pertama Kirchoff (hukum titik cabang) berdasarkan atas kekekalan muatan. Hukum ini menyatakan ”Pada setiap titik cabang, jumlah semua arus yang memasuki cabang harus sama dengan semua arus yang meninggalkan cabang tersebut”. Contohnya adalah pada gambar 2 dimana jumlah I1 dan I2 yang keluar harus sama dengan I yang masuk. Sehingga dapat dinyatakan dengan:
Suatu titik hubung dalam rangkaian adalah titik dengan tiga atau lebih unsur. Titik hubung rangkaian itu disebut simpul dan dapat digambarkan menjadi:
                        I2                                                     
Σ I masuk   =  Σ I keluar
 
 I1                                                                                     
 

              I4               I3
Gambar 4.  Titik Hubung Rangkaian
Bukti hukum arus Kirchoff tersebut sudah jelas karena dalam hal ini tidak ada muatan yang tertimbun dalam simpul dan tidak ada arus yang mengalir ke luar simpul menuju ke ruang bebas. Jadi paling sedikit harus ada satu jalur yang membawa muatan keluar simpul itu. Sehingga pada gambar jika satu atau lebih arus itu harus bernilai negatif dan jika ternyata arus yang sebenarnya mengalir berlawanan arah dengan tanda panah maka dikatakan bahwa arus itu arus negatif. Dalam penggunaan Hukum Kirchoff tampak bahwa arus disuatu simpul adalah nol jika diandaikan arah positif adalah arah arus yang menuju simpul dan negatif untuk arus yang meninggalkan simpul tersebut. Dapat dinyatakan dengan persamaan:  

                    I1 + I2 + I3 + I4 = 0.

Pembatasan berlakunya hukum Kirchoff ini adalah tidak boleh ada muatan yang tertimbun dalam simpul. Pengecualian penting untuk hukum ini terjadi jika simpul terletak di tengah-tengah kapasitor, karena muatan yang tersimpan dalam kapasitor tersebut akan membatalkan hukum ini.

2. Hukum Kedua Kirchoff
            Hukum Kirchoff II ini menjelaskan mengenai perubahan jumlah tegangan dalam suatu rangkaian tertutup (loop), bunyinya:
            Dalam rangkaian tertutup, jumlah aljabar GGL (E) dan jumlah penurunan potensial sama dengan nol".
∑V = 0
            Gaya gerak listrik () dalam sumber tegangan menyebabkan arus listrik (I) mengalir sepanjang loop, dan arus listrik yang mendapat hambatan (R)  menyebabkan penurunan tegangan, sehingga persamaan di atas dapat ditulis menjadi:
+ ∑ IR = 0
“ Hasil penjumlahan dari jumlah ggl dalam sumber tegangan dan penurunan tegangan sepanjang rangkaian tertutup (loop) sama dengan nol.”
Sebuah lampu akan menyala lebih terang apabila diberi tegangan yang lebih besar dari tegangan spesifikasi yang tertulis pada lampu. Hal itu dikarenakan arus yang mengalir pada lampu lebih besar sehingga daya disipasi (output) lampu lebih besar dari daya spesifikasinya. Demikian pula sebaliknya, jika lampu diberi tegangan yang lebih kecil dari tegangan spesifikasinya yang tertulis pada lampu maka lampu akan menyala lebih redup.


III. ALAT DAN BAHAN
Ø  Catu daya
Ø  Beberapa lampu pijar
Ø  1 Buah multitester
Ø  4 Buah amperemeter
Ø  2 Buah saklar
Ø  Kabel penghubung


IV.              LANGKAH PERCOBAN
Untitled-Scanned-01
ATAU

㿷ᛷɤ

Peralatan dirangkai separti gambar diatas. Sumber tegangan diatur < 4 volt.
1.      Saklar S1 ditutup dan S2 terbuka, lampu A dan B diamati. Lampu yang lebih terang…………………………………………………………...
2.      Saklar S1 terbuka dan S2 tertutup, lampu C dan D diamati. Lampu yang lebih terang…………………………………………………………...
3.      Saklar S1 dan S2 tertutup, lampu A, B, C, dan D diamati. Yang diamati……………………………………..………………………………….
4.      Saklar S1 dan S2 tertutup, arus diukur
Io = …………A           sehingga     I2 = …………….A
I3 = …………A                              I1 = ……………..A
5.  Saklar S1 dan S2 tertutup, tegangan jepit antara a dan b; c dan d ; e 
     dan f diukur : Vab =……......V ;  Vcd =……......V ; Vef = …….......V.            


V.    DATA PENGAMATAN
Saklar 1 (S1)
Saklar 1 (S2)
Lampu
Hasil
Ditutup
Dibuka
A dan B
Hidup (lampu A sama terang dengan lampu B)
Dibuka
Ditutup
C dan D
Hidup (lampu C lebih terang dari lampu D)
Ditutup
Ditutup
A,B,C dan D
Hidup (lampu A paling terang, lampu B, lampu C, lampu D paling redup)


·        Bila saklar S1 dan S2 tertutup, maka didapat nilai kuat arus (I) :
No
I0(A)
I1(A)
I2(A)
I3(A)
1
0,3
0,15
0,2
0,1
2
0,3
0,15
0,2
0,1
3
0,3
0,1
0,2
0,12
4
0,3
0,1
0,2
0,12
5
0,3
0,1
0,2
0,12

·        Bila saklar S1 dan S2 tertutup, maka tegangan jepit (V):
No
Vab
Vcd
Vef
1
2,75
1
0,5
2
2,75
1
0,5
3
2,75
1
0,5
4
2,75
1
0,5
5
2,75
1
0,5



VI.   PERHITUNGAN
 Perhitungan untuk daya (watt)
Daya pada lampu A (Pa)
     Diketahui     :  I1       =  0,15 A
                           Vab    =  2,75 Volt
      Ditanya       :   Pa     = .......watt
      Jawab        :   Pa     =   I1 x Vab
                                    =   0,15 x 2,75
                            Pa     =   0,4125 watt
      Dengan cara yang sama diperoleh:  
Percobaan ke-
Arus lampu A (I1) Ampere
Tegangan lampu A (Vab)
Daya pada lampu A (Pa)
1
0,15
2,75
0,4125
2
0,15
2,75
0,4125
3
0,1
2,75
0,275
4
0,1
2,75
0,275
5
0,1
2,75
0,275


Daya pada lampu B (Pb)
      Diketahui    :  I2       =  0,2 A
                           Vab    =  2,75 Volt
      Ditanya       :   Pb     = .........watt
      Jawab        :   Pb     =   I2 x Vab
                                    =   0,2 x 2,75
                            Pb     =   0,55 watt
Dengan cara yang sama diperoleh:        
Percobaan ke-
Arus lampu B (I2) Ampere
Tegangan lampu B (Vab)
Daya pada lampu B (Pb)
1
0,2
2,75
0,55
2
0,2
2,75
0,55
3
0,2
2,75
0,55
4
0,2
2,75
0,55
5
0,2
2,75
0,55


Daya pada lampu C (Pc)
      Diketahui    :  I3       =  0,1 A
                           Vcd    =  1 Volt
      Ditanya       :   Pc     = .........watt
      Jawab        :   Pc     =   I3 x Vcd
                                    =   0,1 x 1
                            Pc     =   0,1 watt
      Dengan cara yang sama diperoleh:  
Percobaan ke-
Arus lampu C (I3) Ampere
Tegangan lampu C (Vcd)
Daya pada lampu C (Pc)
1
0,1
1
0,1
2
0,1
1
0,1
3
0,12
1
0,12
4
0,12
1
0,12
5
0,12
1
0,12


Daya pada lampu D (Pc)
      Diketahui    :  I3       =  0,1 A
                           Vef     =  0,5 Volt
      Ditanya       :   Pd     = .........watt
      Jawab        :   Pd     =   I3 x Vef
                                    =   0,1 x 0,5
                            Pd     =   0,05 watt
      Dengan cara yang sama diperoleh:  
Percobaan ke-
Arus lampu D (I3) Ampere
Tegangan lampu D (Vef)
Daya pada lampu D (Pd)
1
0,1
0,5
0,05
2
0,1
0,5
0,05
3
0,12
0,5
0,06
4
0,12
0,5
0,06
5
0,12
0,5
0,06


VII.   RALAT KERAGUAN
1.      Ralat untuk arus (ampere)
·      Ralat untuk arus sumber (I0)
I0
0,3


0,3
0
0
0,3
0
0
0,3
0
0
0,3
0
0
0,3
0
0

Σ = 0

Δ I = 
                         =   == 0
A
Ralat nisbi = 0%
Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100%


·           Ralat untuk arus pada lampu A ()
0,15
0,12
0,03
9 x 10-4
0,15
0,03
9 x 10-4
0,1
-0,02
4 x 10-4
0,1
0
4 x 10-4
0,1
0
4 x 10-4

= 0,012
A
Ralat nisbi = 10%
Kebenaran praktikum = 100% - 10% = 90%


·           Ralat untuk arus pada lampu B ()
0,2
0,2
0
0
0,2
0
0
0,2
0
0
0,2
0
0
0,2
0
0


0
A
Ralat nisbi = 0%
Kebenaran praktikum = 100% - 0% =  100%


  • Ralat untuk arus pada lampu C dan D ()
0,1
0,112
-0,012
1,44.10-4
0,1
-0,012
1,44.10-4
0,12
0,008
6,4.10-5
0,12
0,008
6,4.10-5
0,12
0,008
6,4.10-5

4,89.10-3
A
Ralat nisbi = 4,37%
Kebenaran praktikum = 100% - 4,37% = 95,63%

1.         Ralat untuk tegangan (Volt)
·        Ralat untuk tegangan pada lampu A dan B ()
2,75
2,75
0
0
2,75
0
0
2,75
0
0
2,75
0
0
2,75
0
0


0
A
Ralat nisbi =
Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100%


  • Ralat untuk tegangan pada lampu C ()
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0


volt
Ralat nisbi = 0%
Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100%
                                                                                                  
  • Ralat untuk tegangan pada lampu D ()
0,5
0,5
0
0
0,5
0
0
0,5
0
0
0,5
0
0
0,5
0
0


volt
Ralat nisbi = 0%
Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100%





  1. Ralat untuk daya (wattt)
  • Ralat untuk daya pada lampu A ()
                =
                =
                =
Ralat nisbi = 0%
Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100%

  • Ralat untuk daya pada lampu B ()
               =
               =
               =
Ralat nisbi = 0%
Kebenaran praktikum = 100% - 0% = 100 %

  • Ralat untuk daya pada lampu C ()
                            =
                            =
                            =
Ralat nisbi = 0%
Kebenaran praktikum = 100% - 0%= 100%

  • Ralat untuk daya pada lampu D ()
                           =
                           =
                           =  
Ralat nisbi = 0%
Kebenaran praktikum = 100% - 0%= 100%



VIII.   PEMBAHASAN
      Pada percobaan rangkaian beberapa lampu dan dayanya bertujuan untuk dapat memahami tingkat terang dan redupnya lampu dan hubungannya dengan daya yang diterima serta untuk dapat memahami dan menerapkan Hukum Kirchoff. Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah catu daya, beberapa lampu pijar, satu buah multitester, empat buah amperemeter, dua buah saklar, dan kabel penghubung.
Pada praktikum ini diperoleh nilai I dan V untuk tiap-tiap lampu, pada rangkaian seri dan paralel. Dari data tersebut dapat dicari besarnya nilai daya pada tiap-tiap lampu dengan rumus P = V.I
Dari hasil perhitungan diperoleh daya listrik pada lampu A adalah 0,4125 Watt. Sedangkan pada lampu B memiliki daya lampu sebesar 0,55 Watt, lampu C sebesar 0,1 Watt, dan pada lampu D, daya listriknya sebesar 0,05 Watt. Sehingga nilai P pada masing-masing lampu yaitu B>A>C>D. Dan dari pengamatan pada nyala lampu, diperoleh hasil yang berbeda pada saat saklar 1 dan 2 ditutup, lampu A yang menyala paling terang dibandingkan lampu B, C, dan D.
Untuk membuktikan hukum kirchoff I  yaitu  I0 = I1 + I2 + I3, tidak ditemukan hasil yang sesuai karena I0= 0,3 lalu untuk I1 ;I2 ;I3 berturut-turut adalah 0,15 A; 0,2 A; dan 0,1 A.  Sementara untuk nilai V  seharusnya memenuhi persamaan V = Vab = Vcd+Vef. Tetapi dalam praktikum, juga tidak didapatkan hasil yang sesuai, karena Vab ≠ Vcd+Vef, yang mana Vab= 2,75 volt, Vcd= 1 volt dan Vef= 0,5 volt.
Perbedaan hasil yang diperoleh dengan konsep yang terdapat pada literatur dapat terjadi karena kesalahan dalam pembacaan skala tegangan yang terdapat pada alat multitester dan kondisi lampu yang kurang stabil.


IX.    KESIMPULAN
1.      Hukum I Kirchoff dapat digunakan untuk mengetahui nyala lampu redup jika dipasang seri dan terang jika dipasang paralel.
Terang lampu A > lampu B > lampu C > lampu D.
2.      Tingkat terangnya lampu ditentukan oleh daya yang diterima atau arus yang melewati lampu.
3.      Daya listrik pada lampu A adalah 0,4125 Watt. Sedangkan pada lampu B, daya listriknya sebesar 0,55 Watt, lampu C sebesar 0,1 Watt, dan pada lampu D, daya listriknya sebesar 0,05 Watt.
4.      Perbedaan hasil yang diperoleh dengan konsep yang terdapat pada literatur dapat terjadi karena kesalahan dalam pembacaan skala tegangan yang terdapat pada alat multitester dan kondisi lampu yang kurang stabil.






















DAFTAR PUSTAKA

Mismail, Budiono. 1995. Rangkaian Listrik Jilid Pertama. Bandung : Penerbit ITB.

Paramarta, Alit. 2004. Fisika Dasar II. Bukit Jimbaran : Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Udayana.

Sears, Francis dan Zemansky, Mark. 1994. Fisika untuk Universitas II Listrik, Magnet. Jakarta : Bina Cipta.

Soeharto, Drs. 1996. Panduan  Mahasiswa Fisika Dasar II. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama.


0 comments:

Post a Comment

There was an error in this gadget