Modul Panduan Praktikum Listrik Magnet

PENUNTUN PRAKTIKUM

LISTRIK MAGNET

Don Jaya Putra, S.P.d., M.Si.P.
Amzal Heri, S.Pd.

LABORATORIUM FISIKA DASAR
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA
UNIVERSITAS MUSAMUS
TAHUN AKADEMIK
2022/2023

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

PENUNTUN PRAKTIKUM

Listrik dan Magnet

M.Si.P. Oleh:
Don Jaya Putra, S.P.d.,
Amzal Heri, S.Pd.

i

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

KATA PENGANTAR

Ketersediaan penuntun praktikum Listrik Magnet untuk mahasiswa Jurusan Pendidikan
Fisika yang dapat digunakan secara menyeluruh di lingkungan Universitas Musamus
masih terbatas. Hal tersebut diatasi dengan menyusun Penuntun Praktikum Listrik
Magnet yang digunkaan sebagai acuan untuk melakukan praktikum di lingkungan
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Musamus.
Diharapkan Penuntun Praktikum ini memberikan banyak manfaat, terutama kepada
mahasiswa yang memprogramkan matakuliah Listrik Magnet. Disadari penuntun
praktikum Listrik Magnet ini belum sempurna, untuk itu kiranya pengguna dapat
memberikan masukan yang bermanfaat untuk penyempurnaan penyusunan penuntun
praktikum ini kedepannya.

Merauke, Juli 2022
Penyusun

ii

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

DAFTAR ISI

SAMPUL Halaman
i
KATA PENGANTAR ii
iii
DAFTAR ISI iv
1
TATA TERTIB PRAKTIKUM 6
9
UNIT 1 : Percobaan Oersted 17
22
UNIT II : Hubungan Medan Magnetik dengan Sudut 27

UNIT III : Voltmeter dan Amperemeter

UNIT IV : Jembatan Wheatstone

UNIT V : Kesetaraan Energi Listrik

UNIT VI : Rangkaian Arus dan Tegangan Listrik Bolak Balik (AC)

iii

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

TATA TERTIB PRAKTIKUM

1. Praktikan diwajibkan datang 10 menit sebelum praktikum dimulai.
2. Praktikan harus dapat menjaga etika dan sopan santun saat berada dalam

laboratorium.
3. Praktikan diwajibkan untuk mengenakan jas lab atau catlepack saat menjalankan

praktikum.
4. Alat dan bahan praktikum dapat dipergunakan apabila mendapat izin dari

penanggung jawab peralatan.
5. Pengguna laboratorium diharapkan untuk menjaga kegunaan dari alat dan bahan

praktikum.
6. Praktikan diharapkan untuk tidak mengaktifkan handphon saat praktikum sedang

berlangsung.
7. Menjaga keamanan dan keselamatan saat praktikum.
8. Praktikan wajib memahami dan melaksanakan prosedur kerja praktikum yang sedang

dilaksanakan.
9. Praktikan wajib meletakkan kembali alat dan bahan yang telah digunakan pada

tempatnya setelah praktikum selesai dilaksanakan.
10. Praktikum diharapkan dilaksanakan dengan baik, optimal dan efisien.
11. Segala kerusakan alat yang disebabkan tanpa SOP dibebankan kepada praktikan.

iv

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

1

Percobaan Oersted

A. TUJUAN PRAKTIKUM
Memahami medan magnetik akibat pengaruh arus listrik pada penghantar dalam medan
magnetik.

B. ALAT DAN BAHAN
1. Sumber tegangan arus searah
2. Kabel penghubung
3. Saklar
4. Kompas
5. Amperemeter

C. DASAR TEORI
Jika muatan listrik mengalir melalui kawat penghantar, akan timbul pengaruh magnetik
di sekitar kawat penghantar tersebut. Pengaruh magnetik ini mampu menarik bahan
magnetik yang lain. Jika serbuk besi disebarkan di sekitar kawat berarus listrik, serbuk
besi itu akan membentuk pola lingkaran yang teratur.
Hans Christian Oerstead mengadakan penelitian tentang pengaruh medan magnet di
sekitar kawat berarus listrik. Kawat berarus listrik menyebabkan jarum kompas bergerak.
Jadi, di sekitar kawat berarus listrik terdapat gaya magnet.

1

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

1. Kawat lurus berarus

Gambar 1.1. Arah arus dan medan magnetik di sekitar kawat penghantar berarus

Besar medan magnetik di sekitar kawat lurus yang dialiri arus listrik I yang berjarak a

dari kawat lurus adalah;

= 0.
2

2. Kawat melingkar berarus

Gambar 1.2. Arah arus dan medan magnet di sekitar kawat melingkar berarus

Besar medan magnetik di sekitar kawat melingkar yang dialiri arus listrik I yang berjarak

a dari pusat lingkaran kawat adalah;

= 0. .
2

2

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

3. Selenoida

Gambar 1.3. Arah arus dan arah medan magnetik pada selonoida
Besar medan magnetik di ujung selenoida adalah;

= 0. .
2 .

Besar medan magnetik di pusat selenoida adalah;

= 0. .


4. Toroida

Gambar 1.4. Besar medan magnetik di pusat toroida

3

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Besar medan magnetik di pusat toroida adalah;

= 0. .
2 .

Dimana, : Permeabilitas vakum (4π × 10−7 Wb/Am)
µ0 : Kuat medan magnet (Wb/m2 atau Tesala)
B

a : Jarak titik uji ke penghantar

l : Panjang selenoida

N : Banyaknya lilitan

D. DAFTAR PUSTAKA

Alonso and Finn. 1992. Dasar-dasar Fisika untuk Universitas (Medan dan Gelombang).
Jakarta; Erlangga.

Bambang Purwadi, dkk. 1996. Panduan Praktikum Fisika Dasar. Yogyakarta: FMIPA
UGM.

Sutrisno. 1994. Fisika Dasar (Gelombang dan Optik). Bandung: Penerbit ITB.

E. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Catatlah suhu ruang dan tekanan udara dalam ruangan.

2. Susunlah rangkaian percobaan seperti gambar di bawah ini;

Gambar 1.5. Rangkaian percobaan Oersted

4

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

3. Aturlah catu daya pada tegangan 3 volt DC,

4. Tutuplah saklar dan amati penyimpangan jarum kompas,

5. Bukalah saklar,

6. Ubahlah besarnya arus dengan mengatur tegangan pada 6 V, 9 V, dan 12 V,

7. Tukarlah arah polaritas dengan menukar masukan catu daya pada A dan B,

8. Catatlah suhu ruang dan tekanan udara dalam ruangan diakhir percobaan.

F. DATA PERCOBAAN
Tabel 1.1. Hubungan tegangan dan kuat arus terhadap besar simpangan

No. Tegangan Positif Negatif Arah Simpangan Besar Kuat

B Kiri Kanan Simpangan arus (I)
B
1. 3 A A
2. 6 A A
3. 9 B
4. 12 B

Tanggal pengambilan data :
G. PERTANYAAN

1. Buatlah grafik hubungan antara kuat arus (I) dan besar simpangan (V) yang terjadi.
2. Berdasarkan percobaan, hitunglah besar induksi magnetik B.

5

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

2

HUBUNGAN GAYA
MAGNET DENGAN
SUDUT

A. TUJUAN PERCOBAAN
1. Untuk mengetahui hubungan sudut terhadap besar gaya magnet yang ditimbulkan.
2. Membuktikan bahwa sudut 900 menimbulkan gaya magnetik paling besar dan sudut
00 tidak menimbulkan medan magnetik.

B. ALAT DAN BAHAN
1. Basic current balance
2. Neraca ohaus
3. Low voltage AC atau DC power supply
4. Large base dan support rod
5. Banana plug cord set -red
6. Banana pulg cord set-blue

C. DASAR TEORI
Kawat yang dialiri arus listrik yang terdapat dalam medan magnet akan mengalami gaya
yang dikenal dengan gaya magnet. Gaya magnet ini mempunyai besar dan arah dimana
nilainya dipengaruhi oleh besar dan arah arus (I); kuat medan magnet (B); panjang kawat
(L); dan sudut antara bidang dan kawat (). Gaya magnet ini dapat dijelaskan secara
matematis;
= . . .
dimana:
F = gaya yang diukur (N)

6

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

I = arus listrik (A)

B = medan magnet (tesla)

L = panjang kawat listrik yang dialiri listrik (cm)

 = sudut yang dibentuk oleh B dan I

Pada percobaan ini magnet ditempatkan sesuai susunannya kemudian diletakkan pada

neraca. (resolusi minimal 0,01 g). Salah satu dari jalur penghubung mempengaruhi

magnet. Neraca digunakan untuk mengukur massa magnet. Arus yang melewati jalur

penghubung tersebut, menghasilkan gaya. Perubahan yang terbaca saat seimbang bisa

diubah untuk menemukan gaya magnet diantara penghubung dengan batang magnetnya.

D. DAFTAR PUSTAKA
Louis_A._Bloomfield__How_Things_Work_The_Physics (BookFi).pdf. (n.d.).
Walker, J., Halliday, D., & Resnick, R. (2014). Fundamentals of Physics Halliday &
resnick 10ed. In Wiley.

E. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Catatlah suhu dan tekanan udara dalam ruangan.
2. Tempatkanlah pemegang magnet yang lebih kecil dari arus neraca di atas neraca.
3. Pasanglah aksesori neraca ke lengan neraca dan turunkan kumparan ke dalam bidang
tempat magnet. Koil tidak boleh menyentuh tempat magnet.
4. Siapkanlah neraca seperti yang ditunjukkan di atas.
5. Aturlah sudut ke 0º sehingga kumparan menghadap dimensi lebih pendek dari tempat
magnet (lihat gambar di bawah).

Gambar 2.1. Kalibrasi magnet Gambar 2.2. Pemutaran magnet
7

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

6. Menentukan massa magnet dan massa magnet tanpa aliran arus. Catatlah nilai pada

tabel 2.1 di bawah ini.

7. Hidupkanlah power supply dan mengatur arus antara 2,0 dan 3,0 Ampere. Catatlah

nilai pada tabel 2.1 di bawah ini.

8. Tentukanlah massa selanjutnya. Catatlah nilai pada tabel 2.1 di bawah ini.
9. Mengubahlah sudut 10º sampai 90 º, ulangi langkah 5 - 7. Catatlah nilai pada tabel

2.1 di bawah ini.
10. Ulangilah langkah 5 - 7 untuk sudut antara 0º sampai -90º.

11. Catatlah suhu ruang dan tekanan udara dalam ruangan diakhir percobaan.

F. DATA HASIL PENGAMATAN

Tekanan udara awal :

Tekanan udara akhir :

Suhu ruangan awal :

Suhu ruangan akhir :

Tabel 2.1. Hubungan besar sudut dengan gaya magnetik

Sudut (0) Massa (g) Gaya (N) Sudut (0) Massa (g) Gaya (N)
0 90
10 100
15 120
30 135
45 150
60 180

Tanggal pengambilan data :

G. PERTANYAAN
1. Bagaimana perubahan sudut di antara arus dan medan magnet yang mempengaruhi

gaya yang bekerja di antara arus dan medan magnet?
2. Mengapa besar sudut 00 menimbulkan gaya magnetik sama dengan nol?
3. Mengapa besar sudut 900 menimbulkan gaya magnetik dengan nilai maksimal?

4. Jelaskan hubungan percobaan yang sudah dilakukan ini dengan teori Gauss?

8

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

3

VOLTMETER DAN
AMPEREMETER

A. TUJUAN PRAKTIKUM
1. Mahasiswa dapat mengukur kuat arus dan beda tegangan pada rangkaian arus
searah.
2. Mahasiswa dapat mengukur hambatan dalam voltmeter ( Rv ) dan amperemeter
(RA).
3. Mahasiswa mahir menggunakan voltmeter dan amperemeter dalam pengukuran.

B. ALAT DAN BAHAN
1. Amperemeter
2. Voltmeter
3. Bangku hambatan
4. Kabel-kabel
5. Sumber tegangan DC
6. Variabel resistor

C. DASAR TEORI
1. Langkah mengukur kuat arus dan beda potensial
Untuk melakukan pengukuran kuat arus maka digunakan alat ukur kuat arus
amperemeter. Amperemeter dipasang seri seperti gambar 3.1 sedangkan untuk mengukur
beda tegangan maka digunakan alat ukur voltmeter yang dipasang seri seperti gambar
3.1.

9

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Gambar 3.1. Amperemeter dan voltmeter dirangkai seri
Jika amperemeter dan voltmeter digunakan secara bersamaan maka alat ukut dapat
disusun seperti pada gambar di bawah ini;

Gambar 3.2. Amperemeter dan voltmeter dirangkai parallel
Kesalahan pengukuran maka dapat dikoreksi dengn mengetahui hambatan yang ada dalam
alat.
2. Mengukur hambatan dalam

a. Amperemeter
Cara mengetahui nilai yang terbaca pada amperemeter dan voltmeter maka hambatan
dalam amperemeter dapat diketahui dengan rumus;

10

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET


=

Gambar 3.3. Mengukur hambatan dalam amperemeter
Cara lainnya adalah dengan melakukan pengukuran sebanyak 2 kali, saat Rb belum
dipasang san saat Rb sudah dipasang. Maka dituliskan arus yang terbaca sebelum dan
sesudah Rb terpasang adalah I1 dan I2, maka;

1 − 2
= 2
b. Voltmeter
Dengan mengetahui nilai yang terbaca pada voltmeter dan amperemeter, maka nilai hambatan
dalam volmeter dapat dirumuskan sebagai;


=

Cara lainnya adalah pengukuran dilakukan sebanyak dua kali sebelum dan sesudah Rb dipasang.
Jika tegangan sebelum dan sesudah Rb terpasang dinyatakan dengan V1 dan V2, maka nilai
hambatan dalam pada voltmeter dapat dihitung dengan;

1 − 2
= 2

11

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Gambar 3.4. Mengukur hambatan dalam voltmeter

3. Mengubah batas ukur alat ukur Amperemeter dan Voltmeter
Amperemeter/voltmeter mempunyai batas ukur yang tertentu, batas ukur ini bisa dirubah
sesuai kebutuhan praktikan. Simpangan maksimum yang terbaca pada alat ukur
menunjukkan harga sesuai batas ukur yang dipilih. Jika ingin mengubah batas ukur alat
tersebut harus ditambahkan sebuah tahanan, yang dipasang secara paralel dengan
amperemeter dan dipasang secara seri dengan voltmeter. Perhatikan gambar di bawah ini;

Gambar 3.5. Mengubah batas ukur amperemeter dan voltmeter

Untuk mengubah batas ukur amperemeter dari I ampere menjadi n x I ampere, harus

dipasang tahanan ( shunt ) sebesar :

1 =
− 1

Sedangkan untuk mengubah batas ukur voltmeter dari V volt menjadi n x V volt, harus
dipasang tahanan sebesar :

2 = ( − 1)

12

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

D. DAFTAR PUSTAKA

Louis_A._Bloomfield__How_Things_Work_The_Physics(BookFi).pdf. (n.d.).

Walker, J., Halliday, D., & Resnick, R. (2014). Fundamentals of Physics Halliday &

resnick 10ed. In Wiley.

E. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Catatlah suhu ruang dan tekanan udara dalam ruangan.

2. Susunlah rangkaian mengikuti gambar 3a.

3. Atur sumber tegangan sehingga dperoleh arus tertentu.

4. Catat nilai yang terbaca pada voltmeter dan amperemeter.

5. Ulangi langkah percobaan 2 dan 3 dengan memvariasikan nilai kuat arus.

6. Susun rangkaian mengikuti gambar 3b, tetapi hambatan ( RB ) belum dihubungkan.
7. Atur sumber tegangan sehingga didapat kuat arus tertentu.
8. Catat nilai yang terbaca pada amperemeter.

9. Hubungkan RB, catat harga RB yang digunakan dan catat juga nilai yang ditunjukkan
amperemeter.

10. Ulangi langkah percobaan 8 dengan memvariasikan nilai RB yang berlainan.
11. Susun rangkaian mengikuti gambar 4a. Atur sumber tegangan untuk mendapatkan

kuat arus tertentu.
12. Catat nilai yang terbaca pada voltmeter dan amperemeter.
13. Ulangi langkah percobaan 11 dan 12 dengan memvariasikan nilai arus.

14. Susun rangkaian seperti gambar 4b, hambatan ( RB ) belum dihubungkan.
15. Atur sumber tegangan untuk mendapatkan kuat arus tertentu.
16. Catat nilai yang terbaca pada voltmeter.

17. Hubungkan RB, catat harga RB yang digunakan dan catat juga nilai yang terbaca pada
voltmeter.

18. Ulangi langkah percobaan 17 untuk dengan memvariasikan nilai RB yang berlainan.
19. Ukur tegangan sumber dengan alat ukur yang presisi.
20. Catat batas ukur amperemeter dan voltmeter.

13

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

F. DATA PERCOBAAN

Tekanan udara awal :

Tekanan udara akhir :

Suhu ruangan awal :

Suhu ruangan akhir :

1. Mengukur tahanan dalam amperemeter

Rangkaian gambar 3A

Tabel 3.1. Mengukur tahanan dalam amperemeter

No. Nilai V ( ) Nilai I ( ) Nilai R ( )

1

2

3

4

5

Rangkaian gambar 3B

Tabel 3.2. Mengukur tahanan dalam amperemeter

No. Nilai RB ( ) I Tanpa RB ( ) I dengan RB ( )
1

2

3

4

5

14

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

2. Mengukur tahanan dalam voltmeter

Rangkain gambar 4A

Tabel 3.3. Mengukur tahanan dalam voltmeter

No. Nilai V ( ) Nilai I ( ) Nilai R ( )

1

2

3

4

5

Rangkaian pada gambar 4B

Tabel 3.4. Mengukur tahanan dalam voltmeter

No. Nilai RB ( ) V Tanpa RB ( ) V dengan RB ( )
1

2

3

4

5

V1=V tanpa dihubungkan dengan RB
V2=V dengan RB
Tanggal pengambilan data :
G. PERTANYAAN
1. Tentukan hambatan dalam amperemeter dengan

a. Hasil percobaan gambar 3A
b. Hasil percobaan gambar 3B
2. Tentukan hambtaan dalam voltmeter dengan
a. Hasil percobaan gambar 4A
b. Hasil percobaan gambar 4B

15

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

3. Apakah nilai koreksi tergantung pada nilai RB ! Jelaskan !

4. Hitung hambatan muka untuk voltmeter yang dipakai, jika batas ukur masing-masing

dijadikan 10 volt, 50 volt dan 100 volt !

16

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

4

JEMBATAN
WHEATSTONE

A. TUJUAN PRAKTIKUM
Menentukan nilai hambatan dengan metode jembatan wheatstone
B. ALAT DAN BAHAN
1. Sumber arus dan sumber tegangan DC
2. Resistor box
3. Komutator
4. Galvanometer
5. Dawai hambatan geser dengan mistar
6. Hambatan
7. Kabel-kabel

C. DASAR TEORI
Jembatan wheatstone adalah sebuah istilah untuk jembatan khusus dalam rangkaian
elektronik. Jembatan wheatstone mempunyai fungsi untuk mendapatkan ketelitian dalam
melaksanakan pengukuran terhadap suatu hambatan ukuran listrik yang nilainya relatif
sangat kecil misalnya kebocoran pada kabel tanah atau hubungan pendek.

17

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Jembatan wheatstone terdiri dari 4 hambatan yang disusun seperti gambar di bawah ini;

Gambar 4.1. Skema jembatan wheatstone
R1 dan R2 dapat digantikan sebuah kawat A-B seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar 4.2. Rangkaian jembatan wheastone
Gambar jembatan wheatstone
Jika jarum galvanometer ( G ) menunjuk nilai nol, berarti tidak ada arus yang melalui G.
Jadi tidak ada beda potensial antara titik C dan D, sehingga :
Vc=Vd

18

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Maka bisa dituliskan;

= 2
1

Jika kawat A-B serba sama dengan hambatan tiap satuan panjang, maka persamaan diatas

dapat dituliskan mebali menjadi :

= 2 .

1


Karena nilai dan A sama, maka persamaan di atas dapat disederhanakan menjadi;

= 2 .
1

D. DAFTAR PUSTAKA

Louis_A._Bloomfield__How_Things_Work_The_Physics (BookFi).pdf. (n.d.).

Walker, J., Halliday, D., & Resnick, R. (2014). Fundamentals of Physics Halliday &

resnick 10ed. In Wiley.

E. ROSEDUR PERCOBAAN

1. Catatlah suhu ruangan dan tekanan udara sebelum memulai percobaan

2. Susun rangkaian seperti pada gambar 4.2, komutator K tetap terbuka dan belum

dihubungkan dengan sumber arus.

3. Hubungkan komutator dengan sumber arus.

4. Hitung nilai hambatan resistor box.

5. Arus mula-mula dipasang minimum dengan cara mengatur hambatan pengatur yang ada

di dalam sumber arus atau tegangan yang terkecil.

6. Tingkatkan nilai arus sedikit demi sedikit, atur kontak geser D sehingga galvanometer

menunjukkan angka nol.

7. Ukur dan catat panjang L1 dan L2.
8. Ganti arah arus dengan mengubah kedudukan komutator K. Ulangi langkah percobaan

4 s/d 6.

9. Tukar letak RB dan RX ( RB terletak pada tempat RX semula ).

19

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

10. Ulangi langkah percobaan 2 s/d 6 untuk kedudukan ini.

11. Ulangi langkah percobaan 2 s/d 8 untuk RX yang lain.

12. Ulangi langkah percobaan 2 s/d 8 untuk tiga RX yang dihubungkan seri.

13. Ulangi langkah percobaan 2 s/d 8 untuk tiga RX yang dihubungkan paralel.

14. Catatlah suhu ruang dan tekanan udara dalam ruangan diakhir percobaan.

F. DATA PERCOBAAN

Tekanan udara awal :
Tekanan udara akhir :
Suhu ruangan awal :
Suhu ruangan akhir :

Tabel 4.1. Percobaan jembatan wheatstone

Sisi tahanan Kedudukan D Rx
Sebelum Sesudah
RB (Ω) Sebelum Sesudah komutasi Komutasi

Komutasi Komutasi 89

Sisi Sisi L1 L2 L1 L2

(cm) (cm) (cm) (cm)

1 2 3 4567
RB RX1

RX1 RB

RB RX2

RX2 RB

RB RX3

RX3 RB

RB RXseri

RXseri RB

RB RXParalel

RXParalel RB

Tanggal pengambilan data :

20

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

G. PERTANYAAN

1. Hitung nilai masing-masing RX dengan persamaan ( 3 ) dan ( 4 ).

2. Hitung RX dalam keadaan seri

3. Hitung RX dalam keadaan paralel

4. Tentukan nilai RX dalam keadaan seri menurut hasil percobaan dengan persamaan 3 dan

persamaan 4.

5. Hitung RX dalam keadaan paralel menurut hasil percobaan dengan persamaan ( 3 ) dan

( 4 ).

6. Bandingkan hasil percobaan no. 3 dengan percobaan no. 5 !

7. Bandingkan hasil percobaan no. 4 dengan percobaan no. 6 !

8. Sumber arus berbanding lurus dengan ketelitian. Mengapa demikian ? Jelaskan !

9. Apa guna dawai hambatan geser di dalam percobaan ini ?

21

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

5

KESETARAAN ENERGI
LISTRIK

A. TUJUAN PRAKTIKUM
1. Menentukan besar usaha yang ditimbulkan oleh energi listrik,
2. Menentukan jumlah kalor yang terjadi,
3. Menentukan kesertaraan energi listrik.

B. ALAT DAN BAHAN
1. Unit kalorimeter lengkap
2. Termometer
3. Voltmeter
4. Amperemeter
5. Stopwatch
6. Amperemeter
7. Neraca Ohaus

C. DASAR TEORI
Jika kumparan dialiri arus listrik maka akan menimbulkan energi panas. Energi panas yang
ditumbulkan akan diterima oleh air. Menurut hukum Joule, banyaknya kalor yang diterima
air selama selang waktu t adalah;

= . . ∆ dan =
Maka =W

Sehingga, . . ∆ = .

22

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Dimana,

Q= Energi kalor (Joule)

m = massa air (kg)
∆ = Perubahan suhu (0C)

W = Energi listrik (Joule)

I = Arus listrik (Ampere)

V= Tegangan listrik (Volt)

D. DAFTAR PUSTAKA

Louis_A._Bloomfield__How_Things_Work_The_Physics(BookFi).pdf. (n.d.).
Walker, J., Halliday, D., & Resnick, R. (2014). Fundamentals of Physics Halliday &

resnick 10ed. In Wiley.

E. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Catatlah suhu ruang dan tekanan ruang diawal percobaan.
2. Timbang massa kalorimetero kosong.
3. Timbang massa pengaduk.
4. Timbang massa iar, catat hasilnya dan masukkan kedalam kalorimeter.
5. Pastikan kawat pemanas kalorimeter terendam oleh air. Usahakan suhu awal air di bawah

suhu ruangan. Bisa dilakukan dengan menambahkan es. Massa es bisa diperhitungkan.
6. Susun rangkaian seperti gambar di bawah ini.
7. Hitung nilai I dengan amperemeter.
8. Nyalakan stopwach ketika aliran arus sudah mulai tersambung, catat tegangan yang

terbaca pada pada voltmeter dan catat temperatur air dalam kalorimeter setiap 30 detik.
Usahakan kuat arus kontan. Lakukan percobaan sampai suhu air menunjukkan 50C diatas
suhu ruang dan aduk air pelan-pelan.
9. Matikan aliran arus dan catat temperatur air dalam kalorimeter setiap 30 detik selama 5
menit sambil terus mengaduk berlahan.
10. Ulangai langkah-langkah di atas untuk kuat arus 1 A dan 1,5 A.
11. Ukur suhu ruangan dan tekanan udara ruangan diakhor percobaa.

23

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Gambar 5.1. Bagian-bagian kalorimeter

Gambar 5.2. Rangkaian percobaan

24

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

F. DATA PERCOBAAN
Tekanan udara awal :
Tekanan udara akhir :
Suhu ruangan awal :
Suhu ruangan akhir :

Tabel 5.1. Hubungan arus dengan suhu

Nilai I (A) t (sekon) Suhu (0C)
0,5

1

1,5
25

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Tanggal pengambilan data :
G. PERTANYAAN
1. Hitung besar energi kalor (Q) yang dihasilkan oleh arus untuk masing-masing kuat arus

yang digunakan.
2. Lukiskan grafik perubahan suhu terhadap waktu dari percobaan yang sudah Anda

lakukan.
3. Hitunglah energi listrik yang digunakan.
4. Hitunglah energi kalor yang diterima oleh air.
5. Apakah data hasil nomor 3 sama dengan nomor 4? Mengapa?
6. Bagaimana hubungan I dengan W dan Q?
7. Apa yang dapat dilakukan untuk mengurangi pengaruh pertukaran kalor dengan

lingkungan sekitar?

26

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

6

RANGKAIAN LISTRIK
BOLAK BALIK

A. TUJUAN PERCOBAAN
1. Mengamati adanya gejala resonansi dalam rangkaian arus bolak-balik.
2. Menentukan besar tahanan dan induksi diri dari induktor.

B. ALAT DAN BAHAN
1. Sumber tegangan AC
2. resisitor
3. Induktor
4. Kapasior
5. Box rangkaian
6. Osiloskop
7. Amperemeter AC
8. Kabel-kabel

C. DASAR TEORI
1. Arus dan Tegangan Sinusoida
listrik arus bolak-balik atau alternating current (AC) adalah arus listrik yang nilainya
berubah-ubah terhadap satuan waktu. Bentuk umumnya merupakan fungsi sinus. Sehingga
arus listrik bolek balik disebut juga arus sinusoida. Arus sinusoida dapat berupa gelombang
sinus dan bisa juga dalam beberapa kasus menggunakan gelombang cosinus. Persamaan arus
bolek balik dituliskan sebagai;

I = Im sin ( t + o )

27

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Dimana, : Arus sesaat
I : Arus maksimum
Im : fase
( t + o )  ecepatan sudut


o : Sudut awal

Sedangkan tegangan dapat dinyatakan sebagai;

V = Vm sin ( t + o )

Dimana,

V : Tegangan sesaat

Vm : Tegangan maksimum

2. Fasor Keluaran R, L dan C

Diagram fasor (phase vector) digunakan untuk analisa rangkain. Dengan menganggap

arus dan tegangan sebagai besaran vektor biasa. Fase adalah sudut simpangannya dan

amplitudo adanya sebagai besarannya. Agar penghitungan lebih sederhana biasanya

waktu dimulai dari nol. Selanjutnya dilakukan analisis tegangan output dari R, L dan

C jika dialiri arus sinusoida.

a. Resistor (R)

Jika resistor dipasang pada rangkaian yang dialiri arus listrik I = Im cos ( t ),

maka tegangan dapat dituliskan sebagai;
VR = I.R

VR = Im R cos ( t ) = Vm cos ( t )

Dimana Vm=Im.R

Pada rangkaian ini menghasilkan fasor keluraran VR sefase dengan fasor masukan.

28

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Gambar 6.1. Rangkaian resistor dan diagram fasor

b. Induktor

Jika induktor dipasang pada rangkaian yang dialiri arus listrik I = Im cos ( t ),

maka tegangan dapat dituliskan sebagai;

VL = I. XL

XL adalah reaktansi induktif yang bersifat hambatan pada induktor didapatkan dari,
= . = 2 .

Pada rangkaian induktor ini, fasor tegangan V mendahului fasor arus I sebesar 900
atau ⁄2.

VL = Im R cos ( t ) = Vm cos ( t+ ⁄2)
I = Im. cos (t - π⁄2)

Dimana Vm=Im.XL

Gambar 6.2. Rangkaian Resistor dan diagram fasor

c. Kapasitor
Jika kapasitor dipasang pada rangkaian yang dialiri arus listrik I = Im cos ( t ),
maka tegangan dapat dituliskan sebagai;

29

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

VC = I. XC

XL adalah reaktansi induktif yang bersifat hambatan pada induktor didapatkan

dari,

XC = 1 = 1
. 2 .

Pada rangkaian capasitor ini, fasor arus I mendahului fasor tengan V sebesar 900

atau π⁄2.

VL = Im. R cos (t ) = Vm cos (t-π⁄2)
I = Im. cos (t + π⁄2)

Dimana Vm=Im.XL

Gambar 6.3. Rangkaian kapasitor dan diagram fasor
d. Rangkaian seri RLC

Gambar 6.4. Rangkaian seri R,L dan C
Jika rangkaian R, L, dan C disusun secara seri dan dihubungkan dengan sumber
tegangan arus bolak balik (AC), maka berlaku rumus:

= √ 2 + ( − )2

30

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

= √ 2 + ( − )2

Nilai tegangan V juga dapat ditentukan dengan,

= .

Besar sudut fasor dapat ditentukan dengan,

= − = −


Dimana,

Z : Impedansi

D. DAFTAR PUSTAKA
Louis_A._Bloomfield__How_Things_Work_The_Physics(BookFi).pdf. (n.d.).
Walker, J., Halliday, D., & Resnick, R. (2014). Fundamentals of Physics Halliday &
resnick 10ed. In Wiley.

E. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Catatlah suhu dan tekanan ruangan diawal praktikum.
2. Susunlah resistor secara pada resistor box dan hubungkan ke sumber arus bolak-balik.
3. Sambungkan rangkaian ke osiloskop, amati dan gambar bentuk gelombang yang

terbentuk.
4. Rekam bentuk gelombang dan catat frekuensi gelombang yang ditampilkan osiloskop.
5. Lakukan percobaan 2 s.d. 4 dengan mengganti resistor dengan rangkaian seri induktor,

kapasitor, RL, RC dan RLC.
6. Catat suhu dan tekanan ruangan diakhir praktikum.
F. DATA HASIL PENGUKURAN
Tekanan udara awal :
Tekanan udara akhir :
Suhu ruangan awal :
Suhu ruangan akhir :

31

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

1. Bentuk gelombang pada rangkaian resistor murni

2. Bentuk gelombang pada rangkaian induktor murni

3. Bentuk gelombang pada rangkaian kapasitor murni
4. Bentuk gelombang pada rangkaian R dan L

32

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

5. Bentuk gelombang pada rangkaian R dan C

6. Bentuk gelombang pada rangkaian R, L dan C

Tabel 6.1. Perbandingan data dari perhitungan dan pengukuran pada rangkaian
resistor murni

Indikator yang diukur Nilai

Nilai I dari perhitungan

Nilai I dari pengukuran

Nilai V dari perhitungan

Nilai V dari pengukuran

Nilai f dari perhitungan

Nilai f dari pengukuran

33

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Tabel 6.2. Perbandingan data dari perhitungan dan pengukuran pada rangkaian
induktor murni

Indikator yang diukur Nilai

Nilai I dari perhitungan

Nilai I dari pengukuran

Nilai V dari perhitungan

Nilai V dari pengukuran

Nilai f dari perhitungan

Nilai f dari pengukuran

Tabel 6.3. Perbandingan data dari perhitungan dan pengukuran pada rangkaian
kapasitor murni

Indikator yang diukur Nilai
Nilai I dari perhitungan
Nilai I dari pengukuran
Nilai V dari perhitungan
Nilai V dari pengukuran
Nilai f dari perhitungan
Nilai f dari pengukuran

Tabel 6.4. Perbandingan data dari perhitungan dan pengukuran pada
rangkaian R dan L

Indikator yang diukur Nilai
Nilai I dari perhitungan
Nilai I dari pengukuran
Nilai V dari perhitungan
Nilai V dari pengukuran
Nilai f dari perhitungan
Nilai f dari pengukuran
Nilai Z dari perhitungan

34

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

Nilai Z dari pengukuran

Tabel 6.5. Perbandingan data dari perhitungan dan pengukuran pada
rangkaian R dan C

Indikator yang diukur Nilai
Nilai I dari perhitungan
Nilai I dari pengukuran
Nilai V dari perhitungan
Nilai V dari pengukuran
Nilai f dari perhitungan
Nilai f dari pengukuran
Nilai Z dari perhitungan
Nilai Z dari pengukuran

Tabel. Perbandingan data dari perhitungan dan pengukuran pada
rangkaian R, L dan C

Indikator yang diukur Nilai
Nilai I dari perhitungan
Nilai I dari pengukuran
Nilai V dari perhitungan
Nilai V dari pengukuran
Nilai f dari perhitungan
Nilai f dari pengukuran
Nilai Z dari perhitungan
Nilai Z dari pengukuran

Tanggal pengambilan data :

35

LABORATORIUM FISIKA FKIP
UNIVERSITAS MUSAMUS
UNIT LISTRIK MAGNET

G. PERTANYAAN

1. Apa kegunaan resistor, induktor dan kapasitor dalam bidang elektronika?

2. Adakah perbedaan bentuk gelombang yang terbentuk pada masing-masing rangkaian?

Mengapa demikian?

3. Kapan terjadi arus dan tegangan maksimum?

4. Adakah perbedaan data yang didapat dari perhitungan dan pengukuran? Mengapa

demikian?

5. Bagaimana perbandingan frekuensi pada rangkaian resistor murni dan induktor murni?

36

LABORATORIUM FISIKA DASAR
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUSAMUS

Jl. Kamizaun Mopah Lama, Merauke 99611
Telp. 0971-3306515
Faxs. 0971-325976

http://www.unmus.ac.id