Studi Nilai Hambatan Kawat Penghantar pada Berbagai Variasi Bentuk, Silvia Milasanti Maharani, 070210102002

Abstract

Berdasarkan eksperimen yang dilakukan oleh George Simon Ohm, perubahan hambatan kawat (R) suatu penghantar sangat bergantung pada tiga hal yaitu hambatan jenis kawat (ρ), panjang kawat (ℓ), dan luas penampang kawat (A). Selama ini eksperimen yang pernah dilakukan oleh mahasiswa program studi fisika FKIP Universitas Jember untuk mengetahui perubahan besar hambatan kawat 𝑅 terhadap ketiga faktor tersebut hanya sebatas menggunakan variabel penelitian berupa kawat lurus dengan panjang dan diameter tertentu. Namun mahasiswa belum pernah mencoba melakukan eksperimen menggunakan variabel penelitian berupa kawat dengan bentuk yang bervariasi . Oleh karena itu, dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui ada tidaknya perubahan nilai hambatan kawat penghantar pada berbagai variasi bentuk. Bentuk kawat yang diteliti adalah kawat tembaga berukuran sama (yang dijual di pasaran) dengan tiga variasi bentuk, yaitu berbentuk spiral, zig-zag 90o dan zig-zag 60o. Ketiga bentuk tersebut dibandingkan nilai hambatannya dengan hambatan kawat lurus panjang (tanpa modifikasi bentuk apapun). Peneliti menggunakan rangkaian jembatan wheatstone untuk mengukur nilai hambatan kawat penghantar yaitu dengan menghubungkan kawat penghantar pada sumber tegangan dan dua buah resistor tetap serta sebuah resistor variabel. Selanjutnya sebagai pembanding hasil untuk melihat tingkat keakuratan hasil pengukuran hambatan kawat berdasarkan eksperimen (Jembatan Wheatsone) dihitung pula resistansi/hambatan (𝑅) kawat tersebut secara teori. Berdasarkan analisis data diketahui bahwa nilai hambatan pada kawat penghantar berdiameter sama yang memiliki variasi bentuk mengalami kenaikan seiring perubahan bentuk kawat penghantar terhadap nilai hambatan kawat berbentuk lurus panjang. Pada kawat penghantar berdiameter (d) 0,4 mm, kawat berbentuk spiral mengalami kenaikan nilai R sebesar 33% disusul dengan kenaikan nilai R kawat berbentuk zig-zag 90o sebesar 63% dan zig-zag 60o dengan kenaikan nilai R sebesar 79%. Hal serupa juga terjadi pada kawat berdiameter (d) 0,8 mm dan 1,2 mm. Pada kawat berdiameter (d) 0,8 mm nilai R kawat meningkat sebesar 23% untuk kawat berbentuk spiral, 44% untuk kawat berbentuk zig-zag 90o, dan 82% untuk kawat berbentuk zig-zag 60o. Sedangkan pada kawat berdiameter (d) 1,2 mm nilai R kawat meningkat sebesar 23% untuk kawat spiral, 45% untuk kawat zig-zag 90o, dan 82% untuk kawat zig-zag 60o. Sedangkan pada kawat penghantar berbentuk sama yang memiliki variasi ukuran diameter, nilai R kawat mengalami penurunan seiring perubahan ukuran diameter kawat penghantar sesuai dengan teori 𝑅 = 𝜌 ℓ 𝐴 . Pada kawat berbentuk lurus panjang, jika R kawat berdiameter (d) 0,4 mm dijadikan acuan pembanding, maka pada kawat berdiameter (d) 0,8 mm dan 1,2 mm mengalami penurunan sebesar 24% dan 21%. Hal serupa juga terjadi pada kawat berbentuk spiral, dimana kawat berdiameter (d) 0,8 mm dan 1,2 mm mengalami penurunan sebesar 27% dan 24%. Pada kawat berbentuk zig-zag 90o, kawat berdiameter 0,8 mm dan 1,2 mm mengalami penurunan sebesar 29% dan 26%. Dan pada kawat berbentuk zig-zag 60o, kawat berdiameter (d) 0,8 mm dan 1,2 mm mengalami penurunan sebesar 35% dan 32%. Kesimpulan penelitian ini adalah ada perubahan nilai hambatan kawat penghantar pada berbagai variasi bentuk. Semakin banyak variasi bentuk dan semakin kecil sudut tekukan semakin besar perubahan nilai hambatannya karena akan semakin banyak cacat kristal pada daerah-daerah yang menekuk tadi. Ini mengakibatkan mobilitas elektron (𝜇) semakin kecil karena semakin sulit elektron melintasi kawat penghantar tersebut sehingga konduktivitas listriknya juga semakin kecil.