MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR II "HAMBATAN JENIS"

I.          TUJUAN

Mempelajari hubungan antara hambatan kawat penghantar dengan panjang, luas penampang, dan jenis kawatnya.

II.        DASAR TEORI

Pernahkah Anda memperhatikan laju kendaraan di jalan raya? Di jalan seperti apa sebuah mobil dapat melaju dengan cepat? Ada beberapa factor yang memengaruhinya, di antaranya lebar jalan, jenis permukaan jalan, panjang jalan dan kondisi jalan. Jalan dengan kondisi sempit dan berbatu akan mengakibatkan laju mobil menjadi terhambat. Sebaliknya, jalan yang lebar dan beraspal mulus dapat mengakibatkan laju mobil mudah

dipercepat. Demikian pula, panjang jalan akan memengaruhi seberapa cepat mobil dapat melaju. Ketika mobil dapat melaju dengan cepat, dapat dikatakan bahwa hambatan jalannya kecil dan sebaliknya, ketika laju mobil menjadi lambat karena faktor jalan, dapat dikatakan bahwa hambatan jalannya besar.

Gambar 3.1. Penampang Kawat

Kuat arus listrik dapat dianalogikan dengan laju mobil di atas. Kuat arus listrik akan kecil ketika melalui konduktor yang luas penampangnya kecil, hambatan jenisnya besar, dan panjang. Sebaliknya, kuat arus listrik akan besar ketika melewati konduktor yang luas penampangnya kecil, hambatan jenisnya besar, dan pendek. Ketika kuat arus listrik kecil, berarti hambatan konduktornya besar dan sebaliknya, ketika kuat arusnya besar, berarti hambatan konduktornya kecil. Bukti percobaan menunjukkan bahwa luas penampang, hambatan jenis, dan panjang konduktor merupakan faktor-faktor yang menentukan besar kecilnya hambatan konduktor itu sendiri. Secara matematis, hambatan listrik sebuah konduktor dapat ditulis sebagai berikut.

(3.1)

dengan: R = hambatan listrik konduktor (Ω ),

  ρ = hambatan jenis konduktor (Ω m),

              l = panjang konduktor (m), dan

 A = luas penampang konduktor (m²).

Jika penampang konduktor berupa lingkaran dengan jari-jari r atau diameter d, luas penampangnya memenuhi persamaan.

sehingga Persamaan (3.1) dapat juga ditulis

(3.2)

Persamaan (1) atau (2) menunjukkan bahwa hambatan listrik konduktor sebanding dengan panjang konduktor dan berbanding terbalik dengan luas penampang atau kuadrat jari-jari (diameter) konduktor. Hal ini menunjukkan bahwa semakin panjang konduktornya, semakin besar hambatan listriknya. Di lain pihak, semakin besar luas penampangnya atau semakin besar jari-jari penampangnya, hambatan listrik konduktor semakin kecil.

Tabel 1. Hambatan jenis berbagai bahan pada suhu 20⁰C

Selain itu, Persamaan (3.1) atau (3.2) juga menunjukkan bahwa hambatan listrik konduktor bergantung pada hambatan jenis konduktor. Semakin besar hambatan jenis konduktor, semakin besar hambatannya. Konduktor yang paling baik adalah konduktor yang hambatan jenisnya paling kecil. Di lain pihak, bahan yang hambatan jenisnya paling besar merupakan isolator paling baik. Hambatan jenis konduktor bergantung pada suhunya. Semakin tinggi suhunya, semakin tinggi hambatan jenis konduktor dan semakin tinggi pula hambatan konduktor tersebut. Pengaruh suhu terhadap hambatan konduktor dapat dituliskan dalam persamaan berikut.

dengan:  R         = hambatan konduktor pada suhu t^oC,

   R₀       = hambatan konduktor pada suhu t₀^oC,

   t          = t - t₀ = selisih suhu (^oC).

   lamda = koefisien suhu hambatan jenis (/^oC).

III.       METODE PERCOBAAN

Alat dan Bahan

1. Meter dasar 90                                2 buah

2. Kabel penghubung merah               4 buah

3. Kabel penghubung hitam                4 buah

4. Jembatan penghubung                    3 buah

5. Papan rangkaian                              1 buah

6. Kawat konstan                                1 buah

7. Saklar 1 kutub                                 1 buah

8. Kawat nikrom                                 1 buah

9. Jepit steker                                      4buah

10. Catu daya                                      1 buah

Gambar 2. Set up Peralatan Hambatan Jenis

Prosedur Percobaan

1.         Set-Up Peralatan Pengukuran Hambatan Jenis

a.   Persiapkan peralatan / komponen sesuai daftar alat/ bahan.

b.   Buat rangkaian seperti gambar diatas.

      Kawat nikrom digunakan sebagai kawat penghantar.

      Saklar dalam posisi terbuka (posisi 0)

      Sebuah meter dasar 90 sebagai amperemeter dengan batas ukur 1 A

      Meter dasar lainnya sebagai voltmeter dengan batas ukur 10 volt.

c.   Hubungkan catu daya ke sumber tegangan (alat catu daya masih dalam keadaan mati).

d.   Pilih tombol tegangan keluaran catu-daya 3 volt DC.

e.   Hubungkan rangkaian ke catu daya (gunakan kabel penghubung)

f.    Periksa kembali rangkaian.

2.         Langkah Percobaan

a.   Pilih panjang kawat 1 L dengan cara memasang ujung kabel B masuk ke jepit steker 2, 

       ( panjang kawat = jarak jepit steker 1-2 =1L).

b.   Tutup saklar S (posisi1), kemudian baca tegangan dan kuat arus yang mengalir pada kawat. Catat hasilnya ke dalam tabel pada hasil pengamatan.

c.   Buka saklar S (posisi 0), kemudian pindahkan ujung kabel B ke jepit steker 3 (panjang kawat = jarak jepit steker 1-3 = 2L).

d.   Tutup saklar S (posisi 1). Kemudian baca tegangan dan kuat arus yang mengalir pada kawat.

e.   Ulangi langkah c dan d dengan memindahkan ujung kabel B ke jepit steker 4 (panjang kawat = 3L). catat hasilnya kedalam tabel hasil pengamatan.

f.    Sekarang gunakan dua kawat nikrom dan ulangi langkah (a-e) dan catat hasilnya dalam tabel hasil pengamatan.

g.   Ganti kawat nikrom dengan kawat konstantan, kemudian lakukan langkah (a-f).

IV.       TUGAS PENDAHULUAN

1. Buktikan persamaan (3.1) !
2. Faktor apa sajakah yang mempengaruhi besar hambatan jenis (resistivitas) kawat?
3. Apakah besar tegangan dan arus listrik mempengaruhi hambatan jenis? Jelaskan!
4. Apa yang dimaksud material ohmic dan material non-ohmic?

V.        TUGAS AKHIR

1. Buatlah grafik hubungan tegangan V dan arus I dari data percobaan !
2. Dari grafik yang dihasilkan tentukan besar hambatan R dan kesalahannya.
3. Tentukan hambatan jenis kawat nikrom dan kawat konstantan dengan persamaan (1) dan bandingkan hasil tersebut dengan literature.
4. Simpulkan hasil yang diperoleh dalam percobaan.

BACA JUGA :

= Cara Berbisnis Dropship, Jasa dan Menjadi Seorang Affiliate Tanpa Modal =

= Cara Advanced FB ADS dan IG ADS =

= Teknik List Building dan Email Marketing =

= Membuat Video Profesional dengan Power Point =

VI.       DAFTAR PUSTAKA

1.  Serway, R. “Physics for scientist & Engineers With Modern Physics” , James Madison University Harrison burg, Virginia, 1989.

2.  Resnick & Haliday, “ Fisika Jilid 11 ”  Bab 20 Erlangga (Terjemahan).

3.  Tipler, P. ”Fisika Untuk Sains dan Teknik Jilid 11” Erlangga (Terjemahan).

VII.     LAMPIRAN

	Panjang kawat  (m)	Penampang A			Penampang 2A
		V (volt)	I (Ampere)	R=V/I (ohm)	V (volt)	I (Ampere)	R=V/I (ohm)
Kawat Nikrom	1L
	2L
	3L
Kawat Konstantan	1L
	2L
	3L

Metode Grafik

Tentukan hambatan dengan pendekatan persamaan garis linier y = a+bx, diperoleh hambatan kawat sebesar :

Maka diperoleh besarnya hambatan :

Dan hambatan jenis sebesar     :

Kesalahan hasil percobaan : unjtuk rumusnya Klik Disini