BAB IV

HUKUM OHM

4.1 Tujuan

1. Memahami dasar-dasar Hukum Ohm.

2. Mengetahui data terbaik dari Hukum Ohm.

3. Menghitung besar arus listrik dengan dasar Hukum Ohm.

4. Mengetahui resistansi dari rangkaian seri parallel serta dapat

membandingkannya.

5. Mengetahui peranan Hukum Ohm dikehidupan sehari-hari

4.2 Dasar Teori

Hukum Ohm adalah tegangan jatuh dalam suatu tahanan alat listrik

sama dengan hasil kali kuat arus yang mengalir dengan nilai tahanannya.

Dalam masalah kelistrikan kita mengenal beberapa rumus dan hukum dasar,

seperti Hukum Ohm, dimana hukum tersebut beserta rumusnya berguna untuk

menganalisa rangkaian tertutup sederhana baik searah maupun bolak-balik.

Arus listrik mengalir di dalam kawat penghantar jika ada beda potensial

antara ujung-ujung penghantar itu. Dari percobaan yang dilakukan George

Simon Ohm dinyatakan bahwa kuat arus yang mengalir di dalam suatu kawat

penghantar berbanding lurus dengan beda potensial ujung-ujung penghantar

itu. Pernyataan tersebut dikenal sebagai Hukum Ohm. Perbandingan tegangan

listrik (V) dengan kuat arus (I) adalah tetap. Hasil bagi ini dinamakan hambatan

listrik atau resistansi dan diberi satuan ohm (Ω).

Karakterestik utama dari resistor yaitu resistansinya dan daya listrik yang

diboroskan. Resistor yang komposisi karbon terdiri dari sebuah unsur resisif

berbentuk tabung dengan kawat dan tutup logam pada kedua ujungnya. Bahan

resistor dilindungi dengan cat atau plastik.

Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit

elektronik, dan merupahkan salah satu komponen yang paling sering

digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam – macam komponen.

17

Pada dasarnya sebuah rangkaian listrik terjadi ketika sebuah penghantar

mampu dialiri electron bebas secara terus menerus. Aliran yang terus-menerus

ini yang disebut dengan arus, dan sering juga disebut dengan aliran, sama

halnya dengan air yang mengalir pada sebuah pipa.

Tenaga (the force) yang mendorong electron agar bisa mengalir dalam

sebauh rangkaian dinamakan tegangan. Tegangan adalah sebenarnya nilai dari

potensial energi antara dua titik. Ketika kita berbicara mengenai jumlah

tegangan pada sebuah rangkaian, maka kita akan ditujukan pada berapa besar

energi potensial yang ada untuk menggerakkan electron pada titik satu dengan

titik yang lainnya. Tanpa kedua titik tersebut istilah dari tegangan tersebut tidak

ada artinya.

Elektron bebas cenderung bergerak melewati konduktor dengan

beberapa derajat pergesekan, atau bergerak berlawanan. Gerak berlawanan ini

yang biasanya disebut dengan hambatan. Besarnya arus didalam rangkaian

adalah jumlah dari energi yang ada untuk mendorong electron, dan juga jumlah

dari hambatan dalam sebuah rangkaian untuk menghambat lajunya arus. Sama

halnya dengan tegangan hambatan ada jumlah relative antara dua titik. Dalam

hal ini, banyaknya tegangan dan hambatan sering digunakan untuk menyatakan

antara atau melewati titik pada suatu titik, untuk menemukan arti dari ketetapan

dari persamaan dalam rangkaian ini, kita perlu menentukan sebuah nilai

layaknya kita menentukan nilai masa, isi, panjang dan bentuk lain dari

persamaan fisika. Standard yang digunakan pada persamaan tersebut adalah

arus listrik, tegangan dan hambatan.

Dalam percobaan ini, sebelumnya kita telah mempelajari resistor yang

akan dipakai menghasilkan hambatan pada suatu rangkaian listrik. Telah kita

ketahui bahwa satuan dari hambatan adalah Ohm yang di ambil dari nama

George Ohm.

Simbol yang digunakan adalah standar alphabet yang digunakan pada

persamaan aljabar. Setiap unit ukuran ini dinamakan berdasarkan nama

penemu listrik. Ampere dari orang Perancis Andre M. Ampere, Volt dari

18

seorang Italia Alessandro Volta, dan ohm dari orang Jerman George Simon

Ohm.

Simbol matematika dari setiap satuan sebagai berikut “R” untuk

Resistance (Hambatan), V untuk Voltage (tegangan), dan I untuk Intensity

(arus), standar symbol yang lain dari tegangan adalah E atau Electromotive

Force. Simbol V dan E dapat dipertukarkan untuk beberapa hal, walaupun

beberapa tulisan menggunakan E untuk menandakan sebuah tegangan yang

mengalir pada sebuah sumber ( seperti baterai dan generator) dan V bersifat

lebih umum.

Satuan dan symbol dari satuan elektro ini menjadi sangat penting

diketahui ketika kita mengeksplorasi hubungan antara mereka dalam sebuah

rangkaian. Yang pertama dan mungkin yang sangat penting hubungan antara

tegangan, arus dan hambatan ini disebut Hukum Ohm. Ditemukan oleh George

Simon Ohm dan dipublikasikannya pada sebuah paper pada tahun 1827, The

Galvanic Circuit Investigated Mathematically. Prinsip Ohm ini adalah besarnya

arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar metal pada rangkaian,

Ohm menemukan sebuah persamaan yang simpel, menjelaskan bagaimana

hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan yang saling berhubungan.

…………

……………..................................………………………...……..(Persamaan 4.1)

Keterangan :

V = tegangan (Volt)

I = kuat arus (Ampere)

R = hambatan (Ohm)

4.3 Alat dan Bahan

4.3.1 Alat

1. Multimeter Analog

19

V = I . R

2. Potensiometer

3. Penjepit Buaya

4. Kabel Penghubung

4.3.2 Bahan

1. Baterai

2. Resistor

4.4 Prosedur Percobaan

4.4.1 Modul

1. Mengukur tegangan baterai sebelum diinstal.

2. Membuat rangkaian.

Resistor

Volt

Amperemeter

Potensiometer

Gambar 4.1 Rangkaian Listrik

3. Membuat rangkaian / digital multimeter dengan memutar

potensiometer seperti berikut (25 mA, 30 mA dan 35 mA).

4. Melengkapi tabel dengan menggunakan persamaan hokum Ohm.

4.4.1 Praktikum

20

1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2. Memastikan multimeter analog kearah 0 Ohm dengan mengkalibrasi

kearah 100 Ohm.

3. Memutar multimeter kearah 25 DCV.

4. Mengukur tegangan baterai dengan multimeter analog.

5. Memutar multimeter analog kearah 25 DCaM.

6. Putar potensiometer sampai mencapai angka 25 mA

7. Memutar multimeter analog pada skala

8. Mengulangi prosedur tersebut untuk I (30 mA, 35 mA).

9. Mencari nilai Rperhitungan dan memasukkannya dalam table hasil

pengamatan.

10. Merapikan alat dan bahat yang telah digunakan.

4.5 Hasil Pengamatan

Tabel 4.1

Hasil Percobaan Hukum Ohm

Percobaan VDC(Ω) I (A) (Ω) R Analog (Ω) RPerhitungan (Ω)

1 8,1 0,025 140 324

2 8,1 0,030 120 270

3 8,1 0,035 95 231,42

Masukkan warna Resistor

R1 = Hijau - Biru - Emas - Emas

Resistansi : Hambatan R1 sebesar 5,6 dengan toleransi 5%.

R2 = Cokelat - Hitam - Cokelat - Emas

Resistansi : Hambatan R2 sebesar 10 dengan toleransi 5%.

R3 = Merah - Jingga - Hitam - Emas

Resistansi : Hambatan R3 sebesar 23 dengan toleransi 5%.

4.4 Pengolahan Data

4.6.1 Percobaan Pertama

Diketahui :

VDC = 7,2 V

21

I = 0,025 A

RAnalog = 180

Ditanya :

RPerhitungan = …?

(RPerhitungan)2 = …?

(RAnalog)2 = …?

Jawab :

RPerhitungan = VI

= 7,20,025

= 288

(RPerhitungan)2 = (288)2

= 82944 2

(RAnalog)2 = (180)2

= 32400 2

4.6.2 Percobaan Kedua

Diketahui :

VDC = 7,2 V

I = 0,030 A

RAnalog = 150

Ditanya :

RPerhitungan = …?

(RPerhitungan)2 = …?

(RAnalog)2 = …?

Jawab :

RPerhitungan = VI

= 7,20,030

= 240

(RPerhitungan)2 = (240)2

22

= 57600 2

(RAnalog)2 = (150)2

= 22500 2

4.6.3 Percobaan Ketiga

Diketahui :

VDC = 7,2 V

I = 0,035 A

RAnalog = 100

Ditanya :

RPerhitungan = …?

(RPerhitungan)2 = …?

(RAnalog)2 = …?

Jawab :

RPerhitungan = VI

= 7,20,035

= 205,71

(RPerhitungan)2 = (205,71)2

= 42316,6 2

(RAnalog)2 = (10)2

= 10000 2

4.6.4 Data TerbaikDiketahui :RAnalog 1 = 180

RAnalog 2 = 150

RAnalog 3 = 100

Ditanya :

R = …?

(R)2 = …?

∑R2 = …?

∆R = …?

23

Jawab :

R=

Ranalog 1+Ranalog 2+Ranalog 33

= 180 + 150 + 1003

= 143,33

(R)2 = (143,33)2

= 20543,49 2

∑R2 = (RAnalog 1)2 + (RAnalog 2)2 + (RAnalog 3)3

= (180)2 + (150)2 + (100)2

= 64900 2

∆R =√ΣR ²-n( R )²n(n-1)

= √64900- 3(20543,49)2

3(3-1)

= √64900-61630,476

= √544,92= 23,33

R-∆R = 143,33 – 23,33

= 120

R+∆R = 143,33 + 23,33

= 166,66

Jadi, data terbaik yang didapat berkisar antara 120 Ω sampai

dengan 166,66 Ω.

Tabel 4.2

Hasil Pengolahan Data Hukum Ohm

Percobaan

VDC

(Volt)

I

(A)

Ranalog

Ω

Ranalog2

Ω

Rhitung

Ω

Rhitung2

Ω

1 8,1 0,025 140 19600 324 104976

24

2 8,1 0,030 120 14400 270 72900

3 8,1 0,035 95 9025 231,42 52555,22

R 118,33275,14

∑ R2

43025 231431,22

140 120 95

Col-umn1

RAnalog (Ω)

Ku

at A

rus

Lis

trik

(A

)

Grafik 4.1 RAnalog Terhadap Kuat Arus Listrik

324 270 231.42

Column1

RPerhitungan(Ω)

Ku

at A

rus

Lis

trik

(A

)

25

Grafik 4.2 RPerhitungan Terhadap Kuat Arus Listrik

4.7 Analisis Percobaan

Hukum Ohm adalah tegangan jatuh dalam suatu tahanan alat listrik

sama dengan hasil kali kuat arus yang mengalir dengan nilai tahanannya.

Dalam masalah kelistrikan kita mengenal beberapa rumus dan hukum dasar,

seperti Hukum Ohm, dimana hukum tersebut beserta rumusnya berguna untuk

menganalisa rangkaian tertutup sederhana baik searah maupun bolak-balik.

Arus listrik mengalir di dalam kawat penghantar jika ada beda potensial antara

ujung-ujung penghantar itu. Dari percobaan yang dilakukan George Simon

Ohm dinyatakan bahwa kuat arus yang mengalir di dalam suatu kawat

penghantar berbanding lurus dengan beda potensial ujung-ujung penghantar

itu. Pernyataan tersebut dikenal sebagai Hukum Ohm.

Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. Memastikan

multimeter analog kearah 0 Ohm dengan mengkalibrasi kearah 100 Ohm.

Memutar multimeter kearah 25 DCV. Mengukur tegangan baterai dengan

multimeter analog. Memutar multimeter analog kearah 25 DCaM. Putar

potensiometer sampai mencapai angka 25 mA Memutar multimeter analog

pada skala Mengulangi prosedur tersebut untuk I (30 mA, 35 mA). Mencari nilai

Rperhitungan dan memasukkannya dalam table hasil pengamatan. Merapikan

alat dan bahat yang telah digunakan

Setelah dicari dengan menggunakan persamaan tersebut didapat hasil

untuk R1, R2 dan R3 secara berurutan adalah 820 Ω, 410 Ω dan 273,3 Ω.

Apabila dicari nilai resistansi dengan mengghunakan multimeter analog didapat

hasil secara berurutan untuk R1, R2 dan R3 adalah 400 Ω, 180 Ω dan 100 Ω.

Dan data terbaik untuk resistansi secara perhitungan adalah berkisar antara

136,98 Ω sampai 316,36 Ω, sedangkan data terbaik dari multimeter analog

berkisar antara 336,84 Ω sampai 665,36 Ω. Dari grafik 4.1 bisa di baca bahwa

nilai resistansi secara perhitungan semakin besar kuat arus maka nilai

26

hambatan akan semakin kecil begitu juga dengan multimeter analog hasilnya

sama dengan resistansi secara perhitungan.

4.8 Analisis Kesalahan

Dari percobaan ini terdapat beberapa kesalahan, diantaranya:

Membaca multimeter analog dengan kurang teliti.

Merangkai rangkaian listrik dengan tidak tepat.

Menghubungkan penjepit buaya dengan baterai pada kutub yang berbeda.

4.9 Kesimpulan

Pada percobaan Hukum Ohm ini bisa disimpulkan bahwa:

1. Dengan Hukum Ohm, hambatan dicari dengan membagi tegangan listrik (V)

dengan kuat arus ( I ).

2. Tegangan listrik bertambah maka hambatan listrik juga ikut bertambah.

3. Nilai VDC yang didapat adalah 7,2 volt.

4. Analisa warna pada setiap resistor yaitu :

Resistor pertama : Kuning – Ungu – Hitam – Emas

Resistor kedua : Jingga – Jingga – Emas - Emas

Resistor ketiga : Jingga – Jingga – Hitam – Emas

5. Tegangan baterai dari percobaan :

Pertama, kedua, dan ketiga sebesar 8,1 volt

6. Kuat arus yang di dapat yaitu :

Percobaan pertama sebesar 0,025 A

Percobaan kedua sebesar 0,030 A

Percobaan ketiga sebesar 0,035 A

7. Nilai resistansi analog yang didapat yaitu :

Percobaan pertama sebesar 140Ω

Percobaan Kedua sebesar 120 Ω

Percobaan Ketiga sebesar 95Ω

8. Nilai resistansi analog yang dikuadratkan yaitu :

27

Percobaan Pertama sebesar 19600Ω2

Percobaan Kedua sebesar 14400Ω2

Percobaan Ketiga sebesar 9025Ω2

9. Nilai resistansi perhitungan yang didapat yaitu :

Percobaan pertama sebesar 324Ω

Percobaan kedua sebesar 270Ω

Percobaan ketiga sebesar 231,42Ω

10. Nilai resistansi perhitungan yang dikuadratkan yaitu :

Percobaan pertama sebesar 104976Ω2

Percobaan kedua sebesar 72900Ω2

Percobaan ketiga sebesar 53555,21Ω2

11. Data terbaik dari nilai resistansi analog adalah berkisar antara 105,3Ω

sampai 131,36Ω.

12. Pembacaan grafik 4.1 yaitu kuat arus terhadap resistansi analog, dimana

pada saat kuat arus di titik 0,035 A dengan resistansi analog 95Ω, pada saat

kuat arus 0,030 A resistansi analognya tetap yaitu 120Ω, dan pada saat kuat

arusnya 0.025 A resistansi analognya mengalami kenaikan yaitu 140Ω

13. Pembacaan grafik 4.2 yaitu kuat arus terhadap resistansi perhitungan,

dimana pada saat kuat arus di titik 0,035 A dengan resistansi perhitungan

231,42 Ω, pada saat kuat arus 0,030 A resistansi perhitungan yaitu 270 Ω,

dan pada saat kuat arusnya 0.025 A resistansi perhitungan yaitu 324 Ω

28