KELISTRIKAN (PERCOBAAN ARUS DAN TEGANGAN LISTRIK)

KELISTRIKAN

(Percobaan Arus dan Tegangan Listrik) 

 

A.    Tujuan Percobaan

1.      Menjelaskan aliran arus dalam suatu rangkaian listrik.

2.      Menjelaskan pengaruh tegangan terhadap suatu rangkaian.

B.      Alat dan Bahan

1.      Baterai 1,5 Volt 3 buah

2.      Kabel penjepit secukupnya (merah dan hitam)

3.      Bola lampu 2,5 volt – 3,6 volt /0,007A 3 buah

4.      AVO meter 1 buah

5.      Dudukan baterai 3 buah

 

C.     Landasan Teori

Pada listrik dinamik terdapat arus listrik yang dihasilkan oleh adanya muatan listrik yang berubah terhadap waktu. Arus listrik dalam suatu rangkaian dapat mengalir apabila kawat penghantar tersebut merupakan penghantar listrik yang baik (bersifat konduktor). Sebaliknya, arus listrik dalam suatu rangkain tidak mungkin dapat mengalir apabila kawatnya bersifat isolator. Arah arus listrik mengalir berlawanan arah dengan aliran electron. Arus listrik mengalir karena ada beda potensial, yaitu mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.

Menutur hokum Ohm, besarnya arus listrik dalam suatu rangkaian selalu berbanding lurus dengan besarnya tegangan listrik dan berbanding terbalik dengan besarnya hambatan, yang secara matematis dapat dirumuskan.

(V = IR)

Dimana :

V = tegangan listrik (volt)                         R = hambatan listrik (Ohm)

I  = arus listrik (ampere)               

 Listrik dapat menimbulkan panas atau kalor. Melalui alat pengkonversi energi, energy listrik dapat diubah. Contohnya, pada bola lampu pijar, setrika listrik, dan kompor listrik, disini energy listrik diubah menjadi energy kalor.

D.    Prosedur Percobaan

a)      Percobaan (1) : Arus Listrik

1)      Susunlan 3 buah baterai secara seri! Buatlah gambar rangkaiannya

2)      Hubungkanlah kabel merah pada kutub (+) dan kabel hitam pada kutub (-).

3)      Salah satu ujung kabel merah dan hitam yang telah terpasang bola lampu (dipilih salah satu dari bola lampu 2,5 volt – 5,6 volt). Jika lampu menyala menandakan adanya aliran arus dari kutub (+) menuju kutub (-). Tetapi jika belum menyala periksalah sebabnya.

4)      Besarnya arus lisrik yang mengalir dalam rangkaian dapat menggunakan amperemeter yang dipasang secara seri, catat besarnya. Tetapi jika tidak tersedia AVO meter, nyala lampu sudah cukup membuktikan adanya arus listrik yang mengalir.

5)      Susunlah rankaian seperti gambar berikut.

b)      Percobaan (2) : Tegangan Lsitrik

1)      Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah ini :

Tutuplah saklar S, kemudian amatilah apakah lampu menyala? Mengapa demikian? 

2)      Kemudian buatlah rangkaian seperti gambar seperti gambar berikut :

3)      Lanjutkan dengan membuat rangkaian seperti gambar berikut ini :

4)      Lakukanlah hal yang sama pada langkah 1, 2 dan 3 dengan menggunakan 3 buah baterai yang dirangkai secara seri, amatilah dan berikan penjelasan!

5)      Mengapa pada  percobaan langkah 2, 3 dan 4 nyala lampu berbeda?

 

E.     Hasil Pengamatan

1.      Percobaan arus listrik

Apakah jenis bahan yang digunakan termasuk konduktor.

Hasil pengamatan terhadap jenis bahan

No.	Bahan	Lampu		Konduktor
		Menyala	Tidak	Ya	Tidak
1	Kawat besi	V		V
2	Kawat tembaga	V		V
3	Sendok perak	V		V
4	Kayu		V		V
5	Karet penghapus		V		V
6	Grafit (mata pensl)	V		V
7	Kertas		V		V
8	Tas plastic		V		V
9	Air keran		V		V
10	Air garam	V		V

 2.      Percobaan tegangan listrik

1. Tegangan Listrik

a.       Jika salah satu kabel arus listrik – atau + dilepas, maka lampu tidak menyala.

b.      Lampu dengan 1 baterai 1,5 V menyala redup. 

c.       Lampu dengan 2 baterai 1,5 V menyala lebih terang. 

d.      Lampu dengan 3 baterai 1,5 V menyala sangat terang. 

2. Karena semakin besar tegangan sumber listrik, maka semakin terang nyala lampu

 F.      Pembahasan

a.       Percobaan Arus Listrik

o   Logam (besi, tembaga, perak): Semua logam yang diuji dapat menghantarkan listrik dengan baik. Hal ini karena logam memiliki elektron bebas yang dapat bergerak dan membawa arus listrik. Tembaga paling sering digunakan sebagai kabel listrik karena konduktivitasnya tinggi dan harganya lebih murah dibanding perak. 

o   Grafit (mata pensil): Walaupun bukan logam, grafit dapat menghantarkan listrik karena memiliki struktur atom dengan elektron bebas pada lapisan karbon. Inilah sebabnya pensil dapat digunakan sebagai media percobaan konduktivitas. 

o   Kayu, karet, kertas, plastik: Semua bahan ini tidak dapat menghantarkan listrik karena tidak memiliki elektron bebas. Mereka disebut isolator. Dalam kehidupan sehari-hari, isolator digunakan sebagai pelindung kabel agar aman dari sentuhan langsung. 

o   Air keran: Mengandung mineral terlarut sehingga dapat menghantarkan listrik, meskipun lemah. 

o   Air garam: Menghantarkan listrik dengan sangat baik karena ion-ion garam (Na⁺ dan Cl⁻) dalam larutan berfungsi sebagai pembawa muatan. Hal ini menjelaskan mengapa air laut berbahaya jika terkena aliran listrik. 

 

b.      Percobaan Pada Tegangan listrik.

1.      Konsep Tegangan Listrik 

Tegangan listrik adalah beda potensial antara dua titik dalam rangkaian. Tegangan berfungsi sebagai “gaya dorong” yang membuat elektron bergerak. Tanpa tegangan, arus listrik tidak akan mengalir. Dalam praktikum ini, tegangan diamati melalui jumlah baterai yang digunakan dan efeknya terhadap nyala lampu.

 

2.      Pengaruh Jumlah Baterai terhadap Tegangan 

o   Satu baterai → tegangan kecil, lampu menyala redup. 

o   Dua baterai seri → tegangan bertambah, lampu lebih terang. 

o   Tiga baterai seri → tegangan semakin besar, lampu sangat terang. 

o   Susunan paralel → tegangan tetap sama dengan satu baterai, tetapi daya tahan lebih lama. 

Hal ini menunjukkan bahwa tegangan total pada susunan seri adalah hasil penjumlahan tegangan tiap baterai, sedangkan pada susunan paralel tegangan tetap sama.

 

3.      Hubungan Tegangan dengan Arus Listrik 

Berdasarkan hukum Ohm: 

I = V/R

Jika hambatan (R) tetap, maka arus (I) berbanding lurus dengan tegangan (V). Semakin besar tegangan, semakin besar arus yang mengalir. Praktikum ini membuktikan bahwa penambahan tegangan (jumlah baterai seri) menghasilkan arus lebih besar sehingga lampu menyala lebih terang.

 

4.      Analisis Percobaan 

-          Pada rangkaian dengan tegangan rendah, energi yang diberikan kepada elektron kecil sehingga arus yang mengalir sedikit → lampu redup. 

-          Pada rangkaian dengan tegangan tinggi, energi yang diberikan kepada elektron besar sehingga arus yang mengalir banyak → lampu terang.  

-          Jika tegangan terlalu tinggi, lampu bisa cepat putus karena filamen tidak mampu menahan panas akibat arus besar. 

 

5.      Kaitan dengan Kehidupan Sehari-hari 

-          Tegangan listrik rumah tangga di Indonesia adalah 220 V. Tegangan ini dipilih agar cukup kuat menyalakan peralatan listrik, tetapi tetap aman dengan pengaturan tertentu. 

-          Jika tegangan turun (misalnya hanya 180 V), lampu akan redup dan peralatan elektronik bisa rusak. 

-          Jika tegangan naik terlalu tinggi (misalnya 250 V ke atas), lampu bisa putus dan peralatan elektronik berisiko terbakar. 

-          Oleh karena itu, stabilitas tegangan sangat penting untuk keselamatan dan efisiensi penggunaan listrik.

 

6.      Aspek Keselamatan 

Praktikum ini juga menekankan bahwa tegangan tinggi harus digunakan dengan hati-hati. Kabel listrik dilapisi isolator (plastik/karet) agar arus tidak bocor ke tubuh manusia. Tegangan yang besar dapat berbahaya jika tidak dikendalikan.

 

G.    Kesimpulan

Arus listrik adalah aliran elektron yang hanya dapat terjadi pada rangkaian tertutup. Besarnya arus dipengaruhi oleh tegangan dan hambatan. Dalam praktikum, semakin besar tegangan (jumlah baterai seri), semakin besar arus yang mengalir sehingga lampu menyala lebih terang. Susunan paralel membuat baterai lebih tahan lama, sedangkan susunan seri menghasilkan arus lebih besar tetapi cepat menghabiskan energi

Tegangan listrik adalah faktor utama yang menentukan besar arus listrik dalam rangkaian. Semakin besar tegangan, semakin besar arus yang mengalir, sehingga lampu menyala lebih terang. Susunan baterai seri meningkatkan tegangan total, sedangkan susunan paralel menjaga tegangan tetap tetapi memperpanjang daya tahan. Praktikum ini membuktikan bahwa tegangan berperan sebagai “gaya dorong” elektron dan sangat menentukan intensitas nyala lampu.

 

H.    Pertanyaan

1.      Pengertian Arus Listrik dan Tegangan Listrik

-          Arus listrik adalah aliran muatan listrik (elektron) melalui penghantar dari potensial tinggi ke potensial rendah. Besarnya arus listrik dipengaruhi oleh tegangan dan hambatan penghantar. Satuan arus listrik adalah ampere (A). 

-          Tegangan listrik adalah beda potensial antara dua titik dalam rangkaian listrik yang menjadi “gaya dorong” bagi elektron untuk bergerak. Tegangan diukur dalam volt (V). Semakin besar tegangan, semakin besar energi yang diberikan kepada elektron untuk mengalir.

 

 Mengapa pada percobaan 1 baterai disusun secara seri?

-          Baterai disusun seri agar tegangan total bertambah. 

-          Contoh: 1 baterai 1,5 V → tegangan 1,5 V. Jika 3 baterai disusun seri → tegangan total 4,5 V. 

-          Dengan tegangan lebih besar, arus listrik yang mengalir juga lebih besar sehingga lampu menyala lebih terang. 

-          Susunan seri digunakan untuk meningkatkan energi listrik yang tersedia dalam rangkaian.

3.      Hubungan antara Arus Listrik dengan Tegangan Listrik

o   Berdasarkan Hukum Ohm: 

  I = V/R

  Arus listrik (I) berbanding lurus dengan tegangan (V) jika hambatan (R) tetap. 

o   Artinya: 

-          Jika tegangan dinaikkan, arus listrik juga naik. 

-          Jika tegangan diturunkan, arus listrik juga turun. 

-          Contoh praktis : Lampu akan semakin terang jika tegangan dinaikkan karena arus yang mengalir lebih besar, sehingga filamen lampu lebih panas dan menghasilkan cahaya lebih kuat.

 

4.      Mana yang lebih tahan lama: 3 baterai seri atau paralel?

-          Susunan seri : Tegangan bertambah, arus lebih besar, lampu menyala lebih terang tetapi baterai lebih cepat habis. 

-          Susunan parallel : Tegangan tetap sama dengan satu baterai, tetapi kapasitas (daya tahan) lebih lama karena beban dibagi. Lampu menyala dengan intensitas normal, tetapi baterai lebih awet. 

-          Kesimpulan : Susunan paralel lebih tahan lama dibanding susunan seri, karena energi total yang tersedia lebih besar dan tidak cepat habis.

 

I.       LINK VIDEO PRAKTIKUM

No	Judul kegiatan praktikum	Link Video
1.	Modul 8 Kegiatan Praktikum 1 : KELISTRIKAN (Percobaan Arus dan Tegangan Listrik).	https://youtu.be/j3-MVScLIq0?si=sHv33R_yh4URvD2E

DAFTAR PUSTAKA

-          Rumanta, maman. Dkk, (2025). BMP Modul Praktikum IPA di SD. Universitas Terbuka.

-          Depdiknas. (2006). Ilmu Pengetahuan Alam untuk SD/MI Kelas V. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional. 

-          Trianto. (2010). Model Pembelajaran Terpadu dalam Teori dan Praktik. Jakarta: Kencana Prenada Media Group. 

-          Modul PDGK4107. (2020). Listrik dan Magnet. Universitas Terbuka. 

-          Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2014). Fundamentals of Physics (10th Edition). Hoboken: Wiley. 

-          Purwanto, N. (2011). Fisika Dasar. Bandung: Remaja Rosdakarya.

#google_responsive_slot_preview