KAWAT PIJAR LAMPU LISTRIK
I.
PENDAHULUAN
a. Pendah Pendahulu uluan an Dewasa Dewasa ini lampu lampu pijar pijar sangat sangat mudah mudah ditemu ditemukan kan,, bahkan bahkan saat saat kita kita berada di kamar untuk belajar pasti kita menggunakan lampu pijar. Lampu pijar adalah suatu sumber cahaya yang membangkitkan cahaya \sebagai hasil dari pancaran suhu yang sangat tinggi. Cahaya lampu pijar dibangkitkan dengan mengalitkan arus listrik yang dialirkan pada kawat halus (pijar) yang mempun mempunyai yai tahana tahanan n serta serta titik titik lebur lebur yang yang tinggi tinggiseh sehing ingga ga menimb menimbulk ulkan an panas dan cahaya. Lampu pijar sering disebut lampu filament. Yang menciptakannya adalah Thomas Alva Edison pada tahun 1879. Jeni Jeniss-jen jenis is lamp lampu u pija pijarr ada ada seki sekita tarr 7 jeni jenis, s, tetap tetapii yang yang akan akan kita kita gunakan dan kita amati hanya satu jenis yaitu lampu pijar benang arang. Jenis Jenis lampu lampu ini membut membutuhk uhkan an suhu suhu yang yang sangat sangat tinggi tinggi berkis berkisar ar 2000 2000 oC dengan dengan cahaya agak kemerah-merah kemerah-merahan an dan flux cahaya cahaya +3lumen/wa +3lumen/watt. tt. Di dalam lampu ini ada kawat pijarnya dan pada praktikum kali ini kita akan mengamati kelakuan dari kawat pijar dengan menggunakan pengatur tegangan, wattmeter, dan amperemeter.
b. Tuju Tujuan an
-
Menyelidiki kelakuan kawat pijar tungsten (wolfram).
-
Belajar menerapkan dan mengartikan (menginterpretasikan)
grafik.
II.
DASAR TEORI
Kita akan menyelidiki apakah filament lampu listrik dapat memancarkan tenaga menurut hukum Stefan. Karena itu kita akan mengandaikan bahwa semua daya yang didisipasikan oleh filament adalah : P f f = I 2 R
Di mana
I = R
= VI
arus yang melalui filament (A)
= tahanan kawat filament (Ω)
V =
tegangan pada ujung-ujung kawat (V)
Dn hukum Stefan mengatakan bahwa sebuah benda hitam memancarkan daya P s berbanding langsung dengan
4
T ,
P s
dengan
T =
jadi : = α o T
4
suhu absolut.
Tetapi ada sebuah problem, yaitu kita bisa mengukur V dan I tetapi tidak bisa mengukur T. Solusinya adalah kita mengetahui bahwa ada relasi yang menghubungkan tahanan jenis
dengan suhu T dari kawat tungsten.
Berdasarkan ini semua, kita bisa menyelidiki hipotesa : P s
=
α 1T β
Dengan menggunakan rumus diatas kita bias mengetest apakah filament lampu pijar yang tersedia memancarkan cahaya menurut hukuum Stefan dengan mengukur V dan I saja.
III.
METODE EKSPERIMEN
a. Metode yang Digunakan P
=
R
=
T
T
β
β
α o T 4
α 1T β R
=
α 1 1
=
1
R
β
α
1
b. Alat dan Bahan
-
Pengatur tegangan
-
Voltmeter
-
Amperemeter
-
Kabel
-
3 buah lampu pijar
c. Skema Percobaan
d. Tata Laksana Percobaan 1)
Rangkai amperemeter, lampu, voltmeter, dan pengatur
tegangan seperti pada percobaan 1. 2)
Atur variasi besar volt pada pengatur tegangan sebanyak 5
variasi. 3)
Amati dan catat hasil pada amperemeter.
4)
Lalu rangkai amperemeter, lampu, voltmeter, dan pengatur
tegangan seperti pada percobaan 2.
IV.
5)
Atur variasi besar volt pada voltmeter sebanyak 5 variasi.
6)
Amati dan catat hasil pada amperemeter.
7)
Ulangi langkah 1) sampai 6) dengan 3 lampu yang berbeda.
DATA, GRAFIK dan ANALISA
a. Data PERCOBAAN I 1. Lampu 1 : No 1 2 3 4 5
V (V) 20 40 60 80 100
I (A) 0.044 0.052 0.060 0.068 0.076
Ln I + ∆Ln I -3.120 + 0.002 -2.960 + 0.001 -2.810 + 0.001 -2.690 + 0.001 -2.580 + 0.001
R + ∆R (Ω) 454.6 + 2.52 769.2 + 1.96 1000.0 + 1.72 1176.5 + 1.34 1315.8 + 1,62
Ln R + ∆Ln R 6.120 + 0.002 6.650 + 0.001 6.910 + 0.002 7.070 + 0.008 7.180 + 0.006
I (A)
Ln I + ∆Ln I
R + ∆R (Ω)
Ln R + ∆Ln R
2. Lampu 2 : No
V (V)
1 2 3 4 5
20 40 60 80 100
0.072 0.100 0.120 0.140 0.160
-2.630 + 0.002 -2.300 + 0.001 -2.120 + 0.001 -1.970 + 0.001 -1.830 + 0.001
277.8 + 5.06 400.0 + 3.16 500.0 + 1.68 571.4 + 1.23 625.0 + 1.01
5.630 + 0.002 5.990 + 0.001 6.210 + 0.002 6.350 + 0.008 6.440 + 0.006
I (A) 0.120 0.160 0.200 0.240 0.280
Ln I + ∆Ln I -2.120 + 0.002 -1.830 + 0.001 -1.610 + 0.001 -1.430 + 0.001 -1.270 + 0.001
R + ∆R (Ω) 277.8 + 2.09 400.0 + 1.81 500.0 + 1.75 571.4 + 1.70 625.0 + 1.68
Ln R + ∆Ln R 5.120 + 0.006 5.520 + 0.004 5.700 + 0.003 5.810 + 0.002 5.880 + 0.002
I (A) 0.042 0.052 0.060 0.064 0.072
Ln I + ∆Ln I -3.170 + 0.002 -2.960 + 0.001 -2.810 + 0.001 -2.750 + 0.001 -2.630 + 0.001
R + ∆R (Ω) 476.2 + 2.52 769.2 + 1.96 1000.0 + 1.72 1250.0 + 1.74 1388.9 + 1,42
Ln R + ∆Ln R 6.160 + 0.002 6.650 + 0.001 6.910 + 0.002 7.130 + 0.008 7.240 + 0.006
I (A) 0.072 0.100 0.120 0.140 0.160
Ln I + ∆Ln I -2.630 + 0.002 -2.300 + 0.001 -2.120 + 0.001 -1.970 + 0.001 -1.830 + 0.001
R + ∆R (Ω) 277.8 + 5.06 400.0 + 3.16 500.0 + 1.68 571.4 + 1.23 625.0 + 1.01
Ln R + ∆Ln R 5.630 + 0.002 5.990 + 0.001 6.210 + 0.002 6.350 + 0.008 6.440 + 0.006
I (A) 0.120 0.160 0.200 0.240 0.280
Ln I + ∆Ln I -2.120 + 0.002 -1.830 + 0.001 -1.610 + 0.001 -1.430 + 0.001 -1.270 + 0.001
R + ∆R (Ω) 277.8 + 2.09 400.0 + 1.81 500.0 + 1.75 571.4 + 1.70 625.0 + 1.68
Ln R + ∆Ln R 5.120 + 0.006 5.520 + 0.004 5.700 + 0.003 5.810 + 0.002 5.880 + 0.002
3. Lampu 3 : No 1 2 3 4 5
V (V) 20 40 60 80 100
PERCOBAAN II 1. Lampu 1 : No 1 2 3 4 5
V (V) 20 40 60 80 100
2. Lampu 2 : No 1 2 3 4 5
V (V) 20 40 60 80 100
3. Lampu 3 : No 1 2 3 4 5
b. Grafik
V (V) 20 40 60 80 100
c. Analisa Data PERCOBAAN I 1. Lampu 1 m1
=
m1
=
m1
=
m2
=
m2
=
m2
=
∆y ∆x
( −2.60 ) −( −2.94 ) 7.18 0.34
− 6.65
0.53 m 1 = 0.64
m2
∆y ∆x
( −2.56 ) −( −2.98 ) 7.18 0.42
−6.65
0.53 = 0.79
m1
+m2
m
=
m
=
m
= 0.72
m
=
m
=
m
= 0.005
2 0.79 + 0.64 2
Ιm - m 1 Ι + Ιm - m 2 Ι
2 Ι0.72 - 0.79 Ι + Ι0.72 - 0.64 Ι 2
m + ∆m = 0.720 + 0.005
N = (2m+1)β = [(2 ∙ 0.720)+1] ∙ 1.2 = 2.93 ∆N = 2β ∙ ∆m = 2 ∙ 1.2 ∙ 0.005 =0.01
N + ∆N = 2.93 + 0.01 2. Lampu 2
∆y
m1
=
m1
=
m1
=
m1
=1.11
m2
=
m2
=
m2
=
m2
= 0.89
∆x
( −1.95 ) − (−1.85 ) 6.35 − 0.10
−6.44
− 0.09
∆y ∆x
( −1.99 ) − ( −1.81) 6.35 −0.08 − 0.09
m1
m
=
m
=
m
=1
m
=
m
=
m
=0
−6.44
+m 2
2 1.11 + 0.89 2
Ιm - m 1 Ι + Ιm - m 2 Ι
2 Ι1 - 1.11 Ι + Ι1 - 0.89 Ι
2
m + ∆m = 1.000 + 0.000
N = (2m+1)β = [(2 ∙ 1)+1] ∙ 1.2 = 3.6 ∆N = 2β ∙ ∆m = 2 ∙ 1.2 ∙ 0.000 =0.0
N + ∆N = 3.6 + 0.0
3. Lampu 3
∆y
m1
=
m1
=
m1
=
m1
=1.24
m2
=
m2
=
m2
=
m2
=1.51
∆x
( −1.81 ) −( −1.45 ) 5.52 − 0.36
−5.81
− 0.29
∆y ∆x
( −1.85 ) − ( −1.41) 5.52 −0.44
−5.81
−0.29
m1
+m 2
m
=
m
=
m
=1.38
m
=
m
=
m
= 0.005
2 1.24 +1.51 2
Ιm
- m 1 Ι + Ιm - m 2 Ι
2 Ι1.38 −1.24 Ι + Ι1.38 - 1.51 Ι 2
m + ∆m = 1.380 + 0.005
N = (2m+1)β = [(2 ∙ 1.38)+1] ∙ 1.2 = 4.50 ∆N = 2β ∙ ∆m = 2 ∙ 1.2 ∙ 0.005 =0.01
N + ∆N = 4.50 + 0.01
PERCOBAAN II 1. Lampu 1
m1
=
m1
=
m1
=
m2
=
m2
=
m2
=
∆y ∆x
( −2.62 ) − ( −2.98 ) 7.24 0.36
− 6.65
0.59 m 1 = 0.61
∆y ∆x
( −2.65 ) − ( −2.94 ) 7.24 0.29
− 6.65
0.59 m 2 = 0.49
m= m=
m1
+ m2
2 0.61 + 0.49 2
m = 0.55
m= m=
Ιm
- m1Ι + Ιm - m 2 Ι
2 Ι0.55 - 0.61 Ι + Ι0.55 - 0.49 Ι 2
m = 0.00
m + ∆m = 0.55 + 0.00
N = (2m+1)β = [(2 ∙ 0.55)+1] ∙ 1.2 = 2.52 ∆N = 2β ∙ ∆m = 2 ∙ 1.2 ∙ 0.00 =0.00
N + ∆N = 2.52 + 0.00
2. Lampu 2
∆y
m1
=
m1
=
m1
=
m1
=1.11
m2
=
m2
=
m2
=
m2
= 0.89
∆x
( −1.95 ) − (−1.85 ) 6.35 − 0.10
−6.44
− 0.09
∆y ∆x
( −1.99 ) − ( −1.81) 6.35 −0.08 − 0.09
m1
m
=
m
=
m
=1
m
=
m
=
m
=0
−6.44
+m 2
2 1.11 + 0.89 2
Ιm - m 1 Ι + Ιm - m 2 Ι
2 Ι1 - 1.11 Ι + Ι1 - 0.89 Ι
2
m + ∆m = 1.000 + 0.000
N = (2m+1)β = [(2 ∙ 1)+1] ∙ 1.2 = 3.6 ∆N = 2β ∙ ∆m = 2 ∙ 1.2 ∙ 0.000 =0.0
N + ∆N = 3.6 + 0.0
3. Lampu 3
∆y
m1
=
m1
=
m1
=
m1
=1.24
m2
=
m2
=
m2
=
m2
=1.51
∆x
( −1.81 ) −( −1.45 ) 5.52 − 0.36
−5.81
− 0.29
∆y ∆x
( −1.85 ) − ( −1.41) 5.52 −0.44
−5.81
−0.29
m1
+m 2
m
=
m
=
m
=1.38
m
=
m
=
m
= 0.005
2 1.24 +1.51 2
Ιm
- m 1 Ι + Ιm - m 2 Ι
2 Ι1.38 −1.24 Ι + Ι1.38 - 1.51 Ι 2
m + ∆m = 1.380 + 0.005
N = (2m+1)β = [(2 ∙ 1.38)+1] ∙ 1.2 = 4.50 ∆N = 2β ∙ ∆m = 2 ∙ 1.2 ∙ 0.005 =0.01
N + ∆N = 4.50 + 0.01
V.
PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini dilakukan dua kali percobaan. Prinsi kedua percobaan ini adalah sama , yang membedakan adalah rangkaiannya. Pada
percobaan pertama, lampu dan amperemeter disusun seri lalu diparalel dengan voltmeter. Namun pada rangkaian kedua, voltmeter pada rangkaian pertama tidak dipakai dan harus dilepas. Dengan memvariasikan tegangan (V), praktikan mendapat data hambatan (R). Hasil yang diperoleh setelah dilakukan analisa adalah : PERCOBAAN I 4. Lampu 1 : N + ∆N = 2.52 + 0.00 5. Lampu 2 : N + ∆N = 3.6 + 0.0 6. Lampu 3 : N + ∆N = 4.50 + 0.01 PERCOBAAN II 4. Lampu 1 : N + ∆N = 2.93 + 0.01 5. Lampu 2 : N + ∆N = 3.6 + 0.0 6. Lampu 3 : N + ∆N = 4.50 + 0.01
Berdasarkan persamaan P s
= α o T
4
dan P s
= α 1T
N
maka dapat
disimpulkan bahwa N~4. Tetapi dari hasil diatas perbedaannya masih agak jauh dikarenakan kesalahan praktikan dan kurang teliti dalam melakukan perhitungan. Pada grafik/data dapat kita lihat bahwa perubahan V ~ perubahan R. Kelebihan metode yang digunakan pada praktikum kali ini adalah dapat menunjukkan hubungan empiris terhadap dua besaran. Juga metode ini tergolong sederhana dan tidak rumit. Namun kekurangannya adalah dituntut ketelitian pada saat membuat grafik sehingga kesalahan yang terjadi dapat diminimalisir.
VI.
KESIMPULAN
-
P = α0 ∙ T4 terbukti
-
I ~
1
R
;
V ~
1 1
; V ~ R
PERCOBAAN I 7. Lampu 1 : N + ∆N = 2.52 + 0.00 8. Lampu 2 : N + ∆N = 3.6 + 0.0 9. Lampu 3 : N + ∆N = 4.50 + 0.01
PERCOBAAN II 7. Lampu 1 : N + ∆N = 2.93 + 0.01 8. Lampu 2 : N + ∆N = 3.6 + 0.0 9. Lampu 3 : N + ∆N = 4.50 + 0.01
VII.
REFERENSI
Staff Laboratorium Fisika Dasar. 2009. Semester 1.
Panduan Praktikum Fisika Dasar
Yogyakarta: Laboratorium Fisika Dasar.
Yogyakarta, 9 Mei 2010 Asisten,
Praktikan,
Friska Yuaningsih
Aprilia Nurmawati