web materi praktikum fisika

http://fisika.lab.gunadarma.ac.id/

MODUL PRAKTIKUM KELOMPOK 21,22,23B - L4

LISTRIK
4 Hukum Ohm
I. Tujuan Percobaan
1. Menpelajari Hukum Ohm
2. Menetukan Hambatan dalam dari Ampermeter dan Voltmeter
3. Menentukan Hambat Jenis dari kawat penghantar
II. Peralatan
1. Kawat penghantar
2. Lampu filamen
3. Catu daya arus searah
4. Multimeter dua buah
5. Hambatan standard
III. Teori
Jika suatu kawat penghantar diberi beda tegangan pada ujung-ujungnya dan diukur arus yang melewati penghantar tersebut, maka menurut Hukum Ohm akan dipenuhi persamaan :
V = I R (1)
dengan V merupakan beda tegangan, I adalah arus yang lewat pada penghantar dan R hambatan dari penghantar. Persamaan (1) menunjukkan bahwa Hukum Ohm berlaku jika hubungan antara V dan I adalah linier.
Arus listrik dapat diukur dengan menggunakan Ampermeter. Rangkaian dasar dari Ampermeter DC adalah seperti pada gambar (1) :
Gambar 1
Beda tegangan listrik diukur dengan menggunakan Voltmeter DC yang mempunyai rangkaian dasar pada gambar 2 :
+
Rs
I
Is
Im
Rm
-+
24
Gambar 2
Dengan :
Rm = hambatan dalam dari petunjuk skala
Rs = hambatan shunt dari Ampermeter
Rv = hambatan pengali dari Voltmeter
Im = arus simpangan skala penuh dari petunjuk skala
Is = arus shunt
V = tegangan pada voltmeter
I = arus yang lewat ampermeter
Hambatan suatu penghantar dipengaruhi oleh panjang penghantar (L), luas penampang (A), jenis material ( = hambat jenis ) dan T temperatur atau dapat ditulis sebagai :
R = f (L,A, ,T ) (2)
IV. Cara kerja
A. Menentukan hambatan dalam dari Ampermeter
1. Susun rangkaian seperti gambar 3 dengan R adalah hambatan standar
2. Tentukan besar tegangan yang digunakan dan usahakan agar selalu tetap selama percobaan
3. Ganti R sebanyak 10 kali
4. Catat arus yang terbaca pada ampermeter
Gambar : 3
B. Mengukur hambatan dalam dari Voltmeter
1. Susun rangkaian seperti gambar 4 dengan R adalah hambatan standar
2. Tentukan besar arus yang lewat dan jaga supaya selalu konstan selama percobaan
3. Ubah tegangan sumber dan R sebanyak 10 kali
4. Catat besar tegangan pada voltmeter
Gambar : 4
Im
Rm
RV
V
+
-
V
I2
R
i1
A
i2
-
+ E -
25
C. Mengukur hambat jenis dari kawat penghantar
1. Susun rangkaian seperti gambar 5 dengan mengganti R dengan kawat penghantar
2. Ukur panjang, diameter kawat dan tentukan jenis kawat tersebut
3. Ubah besar tegangan
4. Catat arus yang melewati ampermeter
5. Catat besar tegangan yang melalui voltmeter
Gambar : 5
V. Tugas pendahuluan
1. Jelaskan faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi hambat jenis suatu kawat ?
2. Jelaskan prinsip pengukuran hambatan dengan volmeter dan ampermeter dan buatkan gambar rangkaian nya yang menunjukkan posisi masing-masing alat ukur tersebut ?.
3. Apakah pengaruh temperatur pada hambatan ?
4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Ohmik dan non Ohmik ?
VI. Tugas Akhir
1. Hitung besar RA (tahanan dalam ampermeter) dan Rv (tahanan dalam voltmeter) !
2. Hitung hambatan jenis kawat dan buat grafik antara i terhadap V !
3. Buat kesimpulan dan analisa dari percobaan ini !

MODUL PRAKTIKUM 21,22,23B - M1

MEKANIKA
1 Bandul Matematis
I. Tujuan Percobaan
1. Menyelidiki gerakan bandul matematis
2. Menghitung percepatan gravitasi
II. Peralatan
1. Bandul
2. Statip
3. Tali
4. Mistar
5. Stopwatch
III Teori
Pada bandul matematis, berat tali diabaikan dan panjang tali jauh lebih besar dari pada
ukuran geometris dari bandul. Pada posisi setimbang, bandul berada pada titik A. Sedangkan
pada titik B adalah kedudukan pada sudut di simpangan maksimum (). Kalau titik B adalah
kedudukan dari simpangan maksimum, maka gerakan bandul dari B ke A lalu ke B’ dan
kemudian kembali ke A dan lalu ke B lagi dinamakan satu ayunan. Waktu yang diperlukan untuk
melakukan satu ayunan ini disebut periode (T).
Gambar : 1
f =
P =
N =
l =
 =
Komponen w menurut garis singgung pada
lintasan bandul
Gaya tegang tali
Komponen normal dari W = m . g
Panjang tali
Sudut simpangan
Dengan mengambil sudut  cukup kecil sehingga BB’ = busur BAB’, maka dapat dibuktikan
bahwa :
T
l
g
 2 (1)
Dengan mengetahui panjang tali dan periode, maka percepatan gravitasi bumi dapat dihitung.
4
IV. Cara Kerja
1. Mula-mula panjang tali diambil 120 cm. Bandul diayunkan dengan sudut simpangan tidak melebihi 30. Tentukan waktu yang diperlukan untuk 10 ayunan.
2. Lakukan langkah 1 sebanyak 10 kali untuk panjang tali berturut - turut lebih pendek 5 cm, dengan cara menurunkan penjepit statip.
V. Tugas Pendahuluan
1. Jelaskan perbedaan antara percepatan gravitasi (g) dan konstanta gravitasi (G) serta berapa masing-masing nilainya !
2. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi percepatan gravitasi di suatu tempat !
3. Jelaskan mengapa gkutub > gkhatulistiwa !
4. Terangkan perbedaan antara frekuensi den periode !
VI. Tugas Akhir
1. Hitunglah percepatan garfitasi g dari percobaan untuk  = 30 dengan metode matematis, hitung kesalahan relatif dan kesalahan literaturnya (glit = 980 cm/det2).
2. Hitung pula dengan metoda kuadrat terkecil, hitung kesalahan literatur dan buat grafinya !
3. Bandingkan harga g yang didapat antara metode matematis dan kuadrat terkecil!
4. Berikan kesimpulan dan analisa dari percobaan yang sudah dilakukan !

MODUL PRAKTIKUM KELOMPOK 21,22,23B - L1

LISTRIK

1 Hukum Kirchoff

I. Tujuan Percobaan

1. Mempelajari hambatan yang dipasang secara seri dan paralel

2. Mempelajari multiloop.

II. Peralatan

1. Papan rangkaian yang terdiri dari : hambatan 6 buah dan catu daya 3 buah

2. Multimeter

III. Teori

Gambar 1

Jika suatu sumber tegangan dihubungkan dengan beban luar, maka akan terjadi

rangkaian tertutup. Arus yang mengalir pada rangkaian tertutup itu tergantung dari beban luar

yang dipergunakan. Untuk rangkaian tertutup yang mempunyai loop lebih dari satu (multiloop

circuit), arus yang mengalir pada masing-masing loop dihitung dengan menggunakan Hukum

Kirchoff.

Gambar 2

17

Menurut Hukum Kirchoff :

I = I1 + I2 (1)

E1 = I (R2 + R4 ) + I1 R2 (2)

- E2 = -I1 R2 + I2 R3 (3)

Dari ketiga persamaan di atas diperoleh :

I

E R R E R

R R R R R R

=

+ −

+ + +

1 2 3 2 2

2 3 4 1 2 3

( )

( )( )

(4)

I

R E E E R R

R R R R R R

1

2 1 2 2 4 1

2 3 4 1 2 3

=

− − −

+ + +

( ) ( )

( )( )

(5)

I

E R E R R

R R R R R R

2

1 3 2 4 1

2 3 4 1 2 3

=

+ +

+ + +

( )

( )( )

(6)

IV. Cara Kerja

A. Mempelajari rangkaian seri

Gambar 3

1. Susun rangkaian seperti gambar 3

2. Ukur tegangan sumber (E1) dalam keadaan terangkai.

3. Ukur arus yang mengalir di tititk A.

4. Ukur tegangan AB, BC dan AC.

B. Mempelajari rangkaian paralel

1. Susun rangkaian seperti gambar 4

2. Ukur tegangan sumber (E1) dalam keadaan terangkai.

3. Ukur arus yang mengalir pada setiap R.

18

Gambar 4

C. Mempelajari rangkaian multiloop

a. Susun rangkaian seperti gambar 5 :

Gambar 5

1. Ukur masing-masing tegangan sumber E1 dan E2 dalam keadaan terangkai.

2. Ukur arus yang mengalir pada I, I1 dan I2

Gambar 6

19

b. Susun rangkaian seperti gambar 6:

1. Ukur masing-masing tegangan sumber E1, E2 dan E3 dalam keadaan terangkai.

2. Ukur arus yang mengalir pada I, I1 dan I2

Untuk gambar 6 berlaku :

I

R E E R E E

R R R R R R

=

+ + −

+ +

2 1 3 3 1 2

1 2 1 3 2 3

( ) ( )

(7)

I

R E E R E E

R R R R R R

1

3 1 2 1 2 3

1 2 1 3 2 3

=

− − +

+ +

( ) ( )

(8)

I

R E E R E E

R R R R R R

2

1 2 3 2 1 3

1 2 1 3 2 3

=

+ + +

+ +

( ) ( )

(9)

V. Tugas pendahuluan

1. Tuliskan dan jelaskan hukum Kirchoff I dan II !

2. Apa fungsi ampermeter dan voltmeter, serta jelaskan cara penggunaannya !

3. Jelaskan karakteristik untuk tahanan yang disusun :

a. secara seri

b. secara paralel

4. Jelaskan fungsi dari hambatan dalam (R shunt) !

VI. Tugas Akhir :

1. Hitunglah besar masing-masing hambatan dan juga hambatan pengganti dengan

menggunakan hukunm Ohm. Bandingkan hasilnya dengan pengamatan khusus untuk

gambar 3 dan gambar 4 !.

2. Hitunglah besar arus pada rangkaian gambar 5 dan gambar 6 dengan persamaan

yang ada. Bandingkan hasilnya dengan pengamatan !.

3. Tuliskan kesimpulan dan analisa dari percobaan yang anda lakukan !

MODUL TUGAS PRAKTIKUM 21,22,23B - M11

MEKANIKA

11 Osilasi

I. Tujuan Percobaan

1. Mempelajari sistem osilasi

2. Menentukan hubungan antara Periode Osilasi dengan panjang tali dan jarak antara tali secara grafis

II. Peralatan

1. Statis

2. Tali

3. Batang beban D L

4. Stop watch

5. Mistar

Gambar 1. Sistem Osilasi

III. Teori

Suatu sistem osilasi (gambar 1) mempunyai periode yang dipengaruhi oleh panjang tali (L) dan jarak kedua tali (D), secara umum ditulis :

T =  Da Lb (1)

dengan a, b adalah eksponensial dan  adalah tetapan. Dalam percobaan ini akan dicari nilai-nilai a, b dan 

IV. Cara Kerja

1. Buatlah L tetap dan ukurlah T untuk beberapa harga D.

2. Buatlah D tetap dan ukurlah T untuk beberapa harga L.

V. Tugas Pendahuluan

1. Jelaskan yang dimaksud dengan gerak osilasi !

2. Berikan contoh dari gerak osilasi yang sederhana !

12

3. Sebuah benda yang berosilasi, lama kelamaan akan berhenti, apa yang menyebabkan terhentinya osilasi tersebut? jelaskan dalam bentuk gambar grafik gelombangnya?

4. Pada peristiwa osilasi akan terjadi gelombang, jelaskan proses terjadinya gelombang dari peristiwa osilasi ? Jelaskan tipe gelombang yang terjadi dan gambarkan bentuk gelombangnya ?

VI. Tugas Akhir

1. Carilah harga , a dan b dengan menggunakan grafik (metode kuadrat terkecil).

2. Tulislah bentuk akhir dari T = f (L,D).

3. Ujilah persamaan tersebut secara grafik.

4. Buat analisa dan kesimpulan dari percobaan yang sudah anda lakukan !

MODUL TUGAS PRAKTIKUM 21,22,23B - L2

LISTRIK

2 Jembatan Wheatstone

I. Tujuan Percobaan

1. Menentukan besar hambatan

2. Menentukan koefisien temperatur termistor

II. Peralatan

1. Kawat geser

2. Hambatan standard dan hambatan geser

3. Hambatan yang tidak dikatahui nilai hambatannya

4. Termistor

5. Galvanometer

6. Catu daya DC

7. Beaker glass yang berisi minyak parafin dan pengaduk

8. Termometer

9. Kompor listrik

10. Kontak geser

III. Teori

Jembatan Wheatstone adalah rangkaian yang terdiri dari empat buah hambatan seperti pada gambar di bawah ini :

Gambar 1

R1 , R2 dan R3 merupakan hambatan yang sudah diketahui, sedangkan Rx adalah hambatan yang akan di cari besarnya. Pada keadaan setimbang, galvanometer akan menunjukkan angka nol. Karena tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer tersebut. Dalam keadaan ini berlaku hubungan : 21

(1) R RR R x  12 3

Namun pada percobaan ini, jembatan Wheatstone yang kita manfa'atkan adalah tampak seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar 2

L adalah kawat homogen, sehingga panjang kawat sebanding dengan nilai hambatannya. Rs adalah hambatan standar yang nilainya dapat kita tentukan dengan mengatur variabel yang ada. Untuk harga Rs tertentu dan dengan mencatat kedudukan kontak geser K yaitu panjang l1 dan l2, maka pada saat galvanometer menunjukan harga nol hubungan persamaan (1) menjadi :

(2) R ll R x s  12

Pada umumnya nilai hambatan suatu bahan berubah terhadap temperatur. Untuk kenaikan temperatur yang sama, dua bahan yang berbeda jenis akan mengalami perubahan nilai hambatan yang berbeda pula. Hal ini dipengaruhi oleh suatu besaran yang disebut koefisien temperatur. Hubungan antara besar hambatan dengan temperatur suatu bahan semikonduktor didekati dengan persamaan :

(3) R Be T bT 

dengan : RT = besar hambatan pada suatu temperatur tertentu

B = konstanta temperatur

b = koefisien temperatur

T = temperatur dalam kelvin.

Untuk keadaan tertentu pers. (3) dapat diubah menjadi :

(4) R R e T o b T  

dengan : RT = hambatan semikonduktor pada temperatur awal T

T = perbedaan temperatur terhadap temperatur awal 22

IV. Cara Kerja

A. Mengukur hambatan murni

1. Susun rangkaian seperti pada gambar 2.

2. Tentukan harga Rs. Atur kontak geser sehingga galvanometer menunjukan angka nol.

3. Catat panjang l1 dan l2 .

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk 10 macam Rs. Tanyakan kepada asisten besarnya Rs tersebut.

B. Menentukan koefisien temperatur semikonduktor

1. Susun rangkaian seperti pada gambar 2 tetapi dengan mengganti Rx dengan termistor yang telah dicelupkan ke dalam beaker glass yang berisi minyak parafin. Termistor ini kita sebut saja sebagai RT.

2. Letakkan bejana di atas kompor listrik. Celupkan termometer ke dalam bejana. Tetapi jangan sampai bersentuhan dengan bejana (melayang dalam minyak parafin). Catat temperatur minyak tersebut.

3. Tentukan harga Rs dan aturkontak geser sehingga jarum galvanometer menunjukan angka nol.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk 10 macam kenaikkan temperatur. Tanyakan kepada asisten besar kenaikkan suhu.

V. Tugas Pendahuluan

1. Jelaskan apa kegunaan dari “Rangkaian Jembatan Wheatstone“ dan bagaimana prinsip bekerjanya jembatan wheatstone tersebut !

2. Apa yang dimaksud dengan Koefisen Temperatur dari sebuah penghantar dan apakah setiap penghantar mempunyai Koefisien Temperatur?

3. Dari sifat menghantar listriknya penghantar dapat di bagi menjadi : Konduktor, Isolator, Semikonduktor dan Super Konduktor, jelaskan bagaimana sifat-sifat dari penghantar tersebut, dan tuliskan beberapa contoh pemakaiannya dalam kehidupan sehari-hari?

4. Apa yang dimaksud dengan NTC dan PTC pada sebuah penghantar semikonduktor, jelaskan beserta gambar grafiknya ?

VI. Tugas Akhir

1. Hitunglah besar Rx untuk hambatan murni beserta kesalahan relatif dan literaturnya !.

2. Dengan menggunakan metode least square, tentukan koefisien temperatur. Buat pula grafiknya ! Tetapi sebelumnya tentukan dulu besar RT untuk setiap T tertentu !

3. Berikan kesimpulan dan analisa dari percobaan saudara !