LAPORAN PRAKTIKUM IPA TERAPAN

ALAT PEMOTONG GABUS

P2

Dosen : Joko Sudomo, MA.

Disusun Oleh :

Nisrina Iftikhar (11315244025)

Rafika Febrianti Wildarini (12315244001)

Sofyan Dwi Nugroho (12315244002)

JURUSAN PENDIDIKAN IPA INTERNASIONAL

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2015

A. TUJUAN PRAKTIKUM

Perubahan energi listrik menjadi energi panas

B. DASAR TEORI

Hambatan Jenis Kawat

Hambatan kawat penghantar sebanding dengan panjang kawat. Kawat yang

panjang hambatannya besar sehingga menyebabkan kuat arus kecil. Besar hambatan

kawat penghantar bergantung pada jenis kawat. Kawat yang jenisnya berbeda,

hambatannya juga berbeda. Hal itu dikarenakan kawat yang hambatan jenisnya besar

akan menyebabkan hambatan kawat penghantar juga besar. Hambatan jenis beberapa

jenis bahan disajikan pada Tabel berikut.

Dengan menggunakan kawat sejenis dengan panjang yang sama, tetapi luas

penampangnya berbeda maka dihasilkan hambatan yang berbeda pula. Hambatan

makin kecil, apabila luas penampang kawat besar. Hubungan antara hambatan kawat

penghantar, panjang kawat, luas penampang kawat, dan jenis kawat secara matematis

dirumuskan

R = hambatan kawat satuan ohm (Ω )

ρ = hambatan jenis kawat satuan ohm meter ( Ω.m)

l = panjang kawat satuan meter (m)

A = luas penampang kawat satuan meter kuadrat (m2)

Penggunaan kawat penghantar yang panjang menyebabkan turunnya tegangan

listrik. Tegangan listrik yang diberikan pada kawat yang panjang tidak dapat merubah

besar hambatan, tetapi hanya merubah besar arus listrik yang mengalir melalui kawat

itu. Jika kawat penghantar itu panjang, kuat arus listrik yang mengalir kecil seiring

turunnya tegangan listrik. Oleh karena itu diperlukan tegangan yang tinggi untuk

mengalirkan arus listrik. Hal ini diterapkan pada jaringan kabel listrik yang panjangnya

mencapai ratusan kilometer. Agar listrik dapat dinikmati konsumen diperlukan

tegangan listrik yang tinggi sampai ribuan megavolt.

Hubungan antara Energi Panas (Q), Kuat Arus (I), Waktu (t) dan Hambatan (R)

Arus Listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu.

Tegangan listrik adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian

listrik dan dinyatakan dalam satuan volt. Energi listrik adalah energi akhir yang

dibutuhkan bagi peralatan listrik untuk menggerakkan motor, lampu penerangan,

memanaskan, mendinginkan ataupun untuk menggerakkan kembali suatu peralatan

mekanik untuk menghasilkan bentuk energi lain. Besarnya energi ini dapat ditulis

dalam persamaan sebagai berikut :

W= Q.V

Keterangan:

W: energi (joule)

Q: besar muatan yang dipindahkan (coulomb)

V: beda potensial (V)

Jika beda potensial ditulis V, kuat arus I, dan waktunya t maka energi yang dilepaskan

oleh alat dan diubah menjadi energi kalor W adalah :

W=V.I.t

Keterangan:

V: beda potensial (volt)

I : kuat arus (ampere)

t : waktu (sekon)

W: energi yang dilepaskan oleh sumber tegangan (joule)

Satuan energi dalam SI memang joule. Namun untuk energi kalor sering

digunakan satuan lain, yaitu kalori (kal) atau kilokalori (kkal). Hubungan antar satuan

kalori dengan joule adalah

1 kal = 0, 24 joule

Oleh karena itu dalam peristiwa perubahan energi listrik menjadi energi kalor, berlaku

persamaan energi yang bersatuan kalori :

W= 0, 24 V.I.t

Menurut persamaan Hukum Ohm:

V= I.R

Dengan demikian, persamaan W= VIt dapat diubah menjadi :

W=I.R.I.t

C. ALAT DAN BAHAN

1. Kawat nikelin (panjang kira-kira 15 cm; diameter 0,2cm dan 0,1 cm)

2. Baterai 4 buah(1,5 volt)

3. bolpen 2 buah

4. Styrofom

5. Lem karet

6. kabel

7. Selotip

D. PROSEDUR KERJA

Pasang Kawat nikelin pada 2buah bekas bolpen kemuadian bentuk seperti huruf v .

Susunlah 4 buah baterai secara seri dan rekatkan dengan selotif lalu ubungkan dengan kebel

Hubungkan kedua ujung kawat nikelin dengan 2 kabel

Cobalah memotong stirofom dengan mengunakan alat ini.

Uji coba alat ini dengan berbagai perlakuan. Misalnya : dengan mengganti diameter kawat nikelinnya

Kawat nikelin

Rangkaian batre

Bekas rem

Bekas bolpenkabel

E. PEMBAHASAN

Pada praktikum IPA terapan yang kami lakukan Senin, 9 Maret 2015 berjudul

Alat Pemotong Styrofoam. Praktikum yang kami lakukan ini bertujuan untuk

menunjukan perubahan energi listrik menjadi energi panas serta menerapkan konsep

yang ada di IPA dalam peralatan yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari yaitu

terkait perubahan energi listrik menjadi panas dalam pembuatan alat pemotong

styrofoam.

Adapun alat dan bahan yang kami gunakan dalam membuat alat pemotong

styrofoam antara lain adalah kawat nikelin (panjang kira-kira 15 cm; diameter 0,2 cm

dan 0,1 cm) yang berfungsi sebagai pemotong styrofoam, empat buah baterai yang

berukuran 1,5 volt berperan sebagai sumber listrik, styrofoam sebagai objeknya, lem

karet yang digunakan untuk mengaitkan bolpen bekas dengan bekas rem sepeda, serta

selotip.

Setelah alat dan bahan telah dipersiapkan, langkah pertama yang kami lakukan

ialah memasang kawat nikelin pada dua bilah bambu atau batang kayu yang telah

disilangkan terlebih dahulu., kemudian menyusun empat buah baterai secara seri dan

merekatkannya dengan selotip. Langkah berikutnya adalah menghubungkan kedua

ujung kawat nikelin dengan 2 penjepit buaya. Setelah itu enyambungkan kedua ujung

penjepit buaya pada baterai dan langkah terakhir ialah mencoba memotong stirofom

dengan menggunakan alat ini. Berikut ini adalah susunan rangkaian alat pemotong

styrofoam:

Sedangkan untuk hasil alat pemotong styrofoam yang kami buat adalah sebagai

berikut:

Kawat nikelin

Rangkaian batre

Bekas rem

Bekas bolpen

kabel

1.IKI DIKEI POTO ALATE DEWE

2.KaRO FOTO PAS NGETOK GABUSE

Prinsip kerja dari alat pemotong styrofoam ini adalah mengubah energi listrik

menjadi energi panas melalui kawat nikelin sebagai elemen panas tersebut. Arus yang

digunakan pada percobaan ini adalah arus dc, dengan baterai sebagai sumbernya.

Tetapi tidak menutup kemungkinan digunakan arus ac. Untuk penggunaan arus ac

harus dipasang adaptor dan dalam pembuatan serta penggunaan ekstra hati-hati.

Pada saat kawat nikelin dihubungkan dengan baterai electron melalui kabel

buaya, akan mengalir melalui ruang di antara sela-sela muatan positif yang diam.

Tumbukan elektron dengan muatan positif sering terjadi sehingga menghambat aliran

elektron dan mengurangi arus listrik yang dihasilkan. Hal ini sesuai dengan persamaan

pada hukum ohm, dimana:

V = I.R

Panjang kawat juga akan mempengaruhi, semakin panjang kawat penghantar

maka akan semakin banyak tumbukan elektron yang dialami, sehingga semakin besar

pula hambatan yang dialami elektron. Akibatnya semakin kecil arus yang mengalir.

Selain itu juga masih ada faktor lain yang mempengaruhi besar kecilnya hambatan

kawat yaitu panjang kawat, luas penampang kawat, dan jenis kawat yang digunakan.

Jenis kawat yang kami gunakan dalam kegiatan kali ini ialah kawat nikelin.

Hambatan kawat penghantar (R) sebanding dengan panjang kawat. Kawat

yang panjang maka hambatannya juga akan besar sehingga menyebabkan kuat arus

kecil. Besar hambatan kawat penghantar bergantung pada jenis kawat. Kawat yang

jenisnya berbeda, hambatannya juga berbeda. Hal itu dikarenakan kawat yang

hambatan jenisnya besar akan menyebabkan hambatan kawat penghantar juga besar.

Berdasarkan literature yang kami peroleh kawat nikelin memiliki ρ (Rho) sebesar

0,42Ω.m. Nilai hambatan jenis bahan (ρ) berbanding terbalik dengan hambatan kawat

(R), sesuai dengan persamaan berikut:

dimana:

R = hambatan kawat satuan ohm (Ω )

ρ = hambatan jenis kawat satuan ohm meter ( Ω.m)

l = panjang kawat satuan meter (m)

A = luas penampang kawat satuan meter kuadrat (m2)

Kelebihan menggunakan kawat nikelin

1. Suhu lebur sangat tinggi

2. Hambatan yang kecil maka arus yang mengalir semakin besar

3. Mampu menghantarkan panas dari energi listrik

Pada kegiatan ini kami menggunakan variabel bebas yaitu dimater kawat, pada

saat melakukan percobaan jika kawat kami ganti dengan diameter yang lebi besar

maka kawat nikelin akan semakin lama panas.

Berdasarkan persamaan diatas maka luas penampang kawat berbanding lurus

dengan hambatan kawat. Jadi apabila menggunakan kawat nikelin yang terlalu tebal

maka kawat tersebut kurang mampu menghantarkan panas sehingga kurang mampu

juga melelehkan steroform. Akibatnya steroform tidak dapat terpotong. Apabila

sumber energi listrik cukup besar, kawat nikelin dapat memotong steroform.

Sebaliknya, apabila sumber energi listrik kurang besar, sebaiknya kawat nikelin yang

digunakan jangan terlau tebal.

Begitu juga dengan panjang kawat, berdasarkan dasar teori, kemampuan kawat

nikelin untuk melelehkan atau memotong styrofoam akan lebih cepat jika jarak/

panjang kawat semakin pendek

Dengan demikian maka luas penampang (A) atau diameter (d) kawat nikelin

berbanding terbalik dengan hambatan kawat (R) sedangkan untuk nilai arus yang

mengalir pada kawat (I). Jadi semakin besar diameter atau luas penampang kawat

nikelin maka hambatannya akan semakin kecil dan arus yang dapat mengalir pada

kawat tersebut akan semakin besar, begitu pula sebaliknya jika menggunakan

diameter kawat nikelin yang lebih kecil maka hambatan kawatnya akan semakin besar

sedangkan arus yang mengalir akan semakin kecil.

Apabila dikaji dari hubungan antara energy panas yang timbul, kuat arurus (I),

lama arus yang mengalir (t) dan hambatan kawat (R) maka jika dilihat dari persamaan

hukum ohm nilai dari hambatan (R) sebanding dengan tegangan atau beda potensial

(V) dan berbanding terbalik dengan kuat arus (I), Jadi apabila kita menginginkan hasil

alat pemotong styroform yang menghasilkan energy panas besar maka hal-hal yang

harus diperhtikan ialah jenis kawat, panjang kawat, luas penampang kawat yang

digunakan, dan waktu penggunaan. Jika dalam penggunaannya kita memilih kawat

jenis nikelin yang semakin pendek dan memiliki diameter yang semakin kecil maka

hambatan kawat (R) akan semakin kecil sehingga akan mengakibatkan arus listik

yang mengalir semakin besar.

F. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil praktikum alat pemotong styrofoam dapat ditarik

kesimpulan bahwa perubahan energi listrik menjadi energi panas ditunjukkan pada

dua perubahan energi. Perubahan energi yang pertama yaitu ditunjukkan pada baterai

yang bisa menghasilkan arus listrik, disini terjadi perubahan energi dari energi kimia

baterai menjadi energi listrik (arus dc). Selanjutnya perubahan energy yang kedua

ditunjukkan kawat nikelin yang dihubungkan dengan baterai, pada hal ini terjadi

perubahan energy, dari energy listrik menjadi panas atau kalor yang dapat digunakan

untuk memotong gabus tersebut.

G. DAFTAR PUSTAKA

Yusa Arisworo Sekolah. 2006. Ilmu Pengetahuan Alam untuk kelas IX

jilid 3.Bandung: Grafindo Media Pratama.

Abidin Zainal. Membuat aneka kreasi styrofoam.Depok: Sahabat

Generasi Cerdas.

Abdullah Mikrajudin. 2006. Ipa Fisika Smp dan MTs untuk kelas

IX.Jakarta: Esis.

Indrajit Dudi. 2007. Mudah dan Aktif Belajar Fisika.Bandung: PT. Setia

Purna Inves.