Mengukur Disipasi Daya dalam Resistor: Eksperimen Praktis dengan Hukum Joule
BAHAN DAN MATERI
- Kalkulator (atau pensil dan kertas untuk aritmatika)
- Baterai 6 V
- Dua resistor ¼-watt: 10 Ω dan 330 Ω (±5 % toleransi)
- Termometer kecil (medis atau inframerah)
Nilai resistor yang tepat tidak penting; tetaplah dalam ±5 % (±0,5 Ω untuk 10 Ω, ±16,5 Ω untuk 330 Ω). Kode warna adalah Coklat-Hitam-Hitam-Emas (10 Ω) dan Oranye-Oranye-Coklat-Emas (330 Ω).
Gunakan hanya baterai 6 V. Termometer harus kecil untuk mendeteksi pemanasan yang cepat.
CROSS‑REFERENCES
Lessons In Electric Circuits, Volume 1, Chapter 2: Ohm’s Law
LEARNING OBJECTIVES
- Menggunakan voltmeter, ammeter, dan ohmmeter
- Menerapkan Hukum Joule untuk menghitung daya
- Memahami rating daya komponen
- Mengenali titik yang secara listrik umum dalam rangkaian
SCHEMATIC DIAGRAM
ILLUSTRATION
INSTRUCTIONS
1. Ukur resistansi setiap resistor dengan ohmmeter; catat nilai yang tepat.
2. Sambungkan resistor 330 Ω ke baterai 6 V menggunakan kabel jumper, sambungkan kabel ke terminal resistor terlebih dahulu untuk menghindari menyentuh komponen yang hidup.
3. Sementara rangkaian menyala, gunakan voltmeter untuk mengonfirmasi tegangan baterai di seluruh resistor. Karena resistor dan baterai berbagi dua node yang sama, tegangan di seluruh resistor sama dengan tegangan baterai.
4. Ukur arus dengan ammeter yang dimasukkan dalam jalur rangkaian. Buat jeda dalam kabel, tempatkan ammeter di antara ujung yang terbuka, dan sambungkan kembali rangkaian.
5. Catat tegangan, arus, dan resistansi. Kemudian hitung daya menggunakan salah satu bentuk Hukum Joule berikut:
Dengan sumber 6,0 V dan resistor 330 Ω, daya yang diharapkan adalah 0,109 W (109 mW), nyaman di bawah rating 0,25 W resistor. Resistor seharusnya terasa hangat tetapi tidak terlalu panas.
6. Sentuh termometer ke tengah resistor untuk mengamati kenaikan suhu.
SAFE PRACTICE
Saat mengganti resistor, putuskan rangkaian sebelum memasang resistor baru. Ganti resistor 330 Ω dengan resistor 10 Ω dan sambungkan kembali. Resistor 10 Ω mengeluarkan sekitar 3,6 W—lebih dari 14 kali rating 0,25 W-nya—jadi akan panas dengan cepat. Jauhkan dari bahan mudah terbakar.
Jika resistor mulai berasap, segera putuskan rangkaian, biarkan mendingin, lalu ukur kembali resistansi. Resistor yang rusak sering menunjukkan resistansi yang lebih tinggi, yang dapat mengurangi arus dan daya, memberikan efek pelindung diri.
RELATED WORKSHEETS
- Energy, Work, and Power Worksheet
