PENGARUH PERBEDAAN TEMPERATUR TERHADAP BEDA POTENSIAL KA WAT PENGHANTAR YANG BERBEDA SKRIPSI
Oleh 2
-
7losi6ah
NIM : 960210102078
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIOfKAN UNIVERSITAS ]EMBER 2001
'' I ,...J ~
PENGARUH PERBEDAAN TEMPERATUR TERHADAP BEDA POTENSIAL KAWAT
PENGHANTAR YANG BERBEDA SKRIPSI
OL£11:
ROSIDAH ~1~1
960210102078
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS JEMBER
2001
!\lOTTO
'"Allah akan menmggih.an orang-orang yang beriman diantaramu dan orang-orang yang d1beri ilmu
p~ngetahuan
beberupa derajat. Dan Allah maha rnengelahui apa
yang h.amu h.er_1ah.an" (Q.S. \tlujadilah 11)
"Kehidupan pemuda haruslah mcmpunyai ilmu dan ketakutan kepada Allah. Dan apabila yang dua ini tidak ada pada dirinya, maka tidak berartilah kehiJupannya"(IIR. Imam Syafi'i)
II
IIALAMAN PERSEMHAHAN
Skripsi ini saya persembahkan untuk : 1· Ibunda terkasih Umi llanik alas kasih sayang dan do'anya serta Ayahanda Mohamamad Ruham tcrcinta atas J..onsep htdup dan ilmu: 2
Saudara-saudaraJ..u yang kucintai Ali, lsti'anah dan Saefudin atas dorongan dan do ' anya:
3
Dosen-dosenku yang tclah memberikan ilmunya semoga bermanfaat;
4
Semua sahabatku yang kucintai kcrena Allah \\arga AI izzah lia, Hermi, Prih, Anik, Atin , Fatma, Fitroh, Oini , F.stri , Kiky, Rahma, Fitri, Tika, Venny, Tmut, Ruri , Ta' it dan spesial buat llumatroh atas nasehat dan kebersamaannya,
5
Semua sahabatku dalam naungan tslam warga Kalduma, AI Fath, Ftrdaus, Yost , Ltna. Wl\\tk dati Asri ,
6
Almamat~r
jang kubanggakan,
Ill
IIALAMAN PENGAJUAN
PENGARUH PERBEDAAN TEMPERATUR TERHADAP BEDA POTENSIAL KAWAT PENGHANTAR YANG BERBEDA SKRlPSl . Diajukan untuk dipertahankan di depan tim penguji guna memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Pendidikan Sarjana Strata Satu. Program Pendidikan Fisika Jurusan Pendidikan Maternatika dan llmu Pengetahuan Alam Fakultas Keguruan dan llmu Pendtdikan Universitas Jember
OLEH
Nama : ROSIDAH Nim : 960210102078 Angkatan : I 996 Daerah Asal : Sragen Tempat, Tanggal Lahir : Sragen, 27 Mei 1976 Jurusan/Program : P.MlPt\/P.fo'ISlKA Disetujui Oleh : Pcmbimb~
c::::_ . Ketut Mahardika, M Si
*-/
Drs. Sri Handono, M.Si
NIP 131 899 599
NIP 131 476 895
1\
IIALAMAN PENGESAIIAN
Telah dipertahan"an eli depan Tim Penguji dan ditcrima oleh Fakullas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Jember
Pada Hari : Sabtu Tanggal
: 1 Desember 200 l
Tern pat
Fakultas Keguruan dan llmu Pendidikan Universitas Jember
Tim Penguji :
Ora. Sri Astutik, M.Si NIP. 131 577 294 Anggota : I . Drs. I Ketut Mahardika, M.Si N IP. 131 899 599 2. Drs. Trapsilo Prihandono, M.Si
NIP. 13 I 660 790 Mengcsah"an tas Keguruan dan llmu Pendidikar
l\ !P 130 937 191
KATA PENGANTAR
Dengan ketulusan hati penulis memanjatkan puji syukur kehadirat Al lah SWT atas
limpahan
rahmat
menyelesaikan skripsi yang
dan
bc~judul
hidayah-Nya
sehingga
penulis
dapat
'·Pengaruh Pcrbcdaan temperatur terhadap
Beda Potensial Kawat Penghantar yang Berbeda". Dalam kescmpatan ini pcnulis mengucapkan terima kasih kepada : Dekan rKIP Universitas .!ember 2
Ketua .lurusan Pcndidtkan Matcmatika Dan llmu Pcngctahuan Alam FKIP Universitas Jembcr
3
Ketua Program Pend1dikan Fisika FKIP Universitas .!ember
4
Pembimbing I dan Pembimbing Ir dalam penulisan skripsi
5
Ketua Laboratorium .I urusan Pendidikan MlPA Program Pendidikan Fisika FKIP Universitas Jember;
6
Semua pihak ya ng telah mcmbantu kelancaran pcnulisan skripsi ini Scmoga skripsi ini bcrmanfaat bagi penulis 1-.hususnya dan pembaca
umumnya.
Jember, November 200 I
Pcnulis
VI
DAFTAR lSI HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i HALAMAN MOTTO ................................................................................. ii HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... tii HALAMAN PENGAJ UAN ...................... .. .................... ................................. iv HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... v KAT A PENGANTAR .................................................................................... vt DAFTAR lSI ........
.................... ........................ ....... ..............................
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
V II IX
DAFTAR GRAFIK .......................................................................................... x DAFT ART AI3EL ............................................................................................ xi DAFT AR LAMPIRAN ............................................................................. xii ABSTRAK ...................................................................................................... xi ii
I. PENDAliULUAN 1.1 La tar Belakang Masalah ....................................................................... I 1.2 Rumusa n Masalah . .... ... .... ................ .........................................
2
1.3 Batasan Masalah .. ......................... ...... ... .... ............. ................ ......
2
1.4 Defini si Operasional ............................................................................ 3 1.5 Tujuan Pcnelitian .............................................................................. 3
1.6 Manfaat Penelittan ...... .... ........................ ............ ................. ...... . 3
II. T1NJAUAN PUSTAKA 2.1 Gaya Gerak Listrik ........ ............................................................... .....
4
2.2 Ants Listnl-.. dnlam I ogam .... ...... ........ ....... ..... .............. .....
6
2.3 Hambatan...... ... ... ..... . ..... ......... ....................... .............. ......
7
2.4 Kctcrgnntungan Tcmpcratur dan llambatan
<)
..... .............. ......
2.5 Tetnperatur ............................................................................................ I0 2.6 Efek Termoltstrik .......................................................................... 11 2.6 I Efek Peltier ........................ ...... . . .. .. .... .. ...... ... .......
12
2 6 2 Efek Thom son
13 VII
2.6.3 Efek Seebeck ............................................................................... 13
111. METODE PENELITI/\N
3.1 Desain Penelitian .............................................................................. 18 3.2 Waktu dan Tempat Pcnclitian ......... ................................................ . 18 3.3 Alat dan Bahan ......................................................... ........................... 18 3.3.1 Alat. ........................................................................................ 18 3.3.2 Bahan ....................................................................................... 18 3.4 Langkah-Langkah Ekspenmen . ....................................................
19
3.5 Analisa Data ................... ····················-··-·--···· ............ . .......... .
20
IV. HASIL Dt\N PEMB/\1 1/\S/\N 4.1 Hasil Penelitian ................................................................................. 22
4.2 Analisa Hasll Pcncliuan ...................................................................... 23
4 .3 Petnbahasan..... .. ............................................................ ... ................... 28
V. KESIMPUL/\N Dt\N
~-1\R/\N
5. 1 Kesimpulan ........................................................................................... 31
5.2 Saran ................................................................................................. 3 I
DAFT AR PUST AKA .............. ... ........ ......................................................... 32
VIII
D AFTA I~
GAM UAR
Gambar I. Batang logam di dalam medan listrik . ......................................... 4 Gambar 2. Kawat logam dialiri arus listrik ....................... .......................... 6 Gambar 3. Sebuah tembaga mempunyai beda potensial yang variabel di antara ujung-ujungnya ..................... .......................................... 8 Gambar 4.Tennokopel yang terdiri atas kawat A dan kawat B yang dihubungkan
dengan
kawat
C,
kemudian
ke
tombol
potensiometer ............................................................................... 16 Garnbar 5. Dia!:,Tfam alir penelitian ............................................................. 18 Gambar 6.Rangkaian pcrcobaan untuk menentukan pengaruh perbedaan temperatur terha<.lap be<.la potensial kawat penghantar ................ 19
IX
DAFTAR GRAFIK
Grafik I. I fubungan antara perbedaan temperatur dan beda potensial untuk kawat A : Temb,tga, kawat l3 : Besi dan kawat C : Aluminium ...... 27 Grafik 2. Hubungan antara perbcdaan temperatur dan bcda potensial untuk kawat A : Besi, kawat B : Nikelin dan kawat C : Tembaga .. .......... 27 Grafik 3. Hubun gan antara perbedaan temperatur dan beda potensial untuk kawat A · Tembaga, kawat n : Aluminium dan kawat C : Besi ...... 28
X
DAFTAR TABEL
Tabel I. Resistivitas logam pada suhu 20°C .................................................. 9 Tabel 2. Harga temperatur koefisien resistivitas dari beberapa logam ............ 10 Tabel 3. Tennomctcr dengan sifat termomctriknya ....................................... 11 Tabel 4. llasil pengukuran pcrbcdaan temperatur dan beda potensial antara kawat I\ · Tcmba~a. kawat 13 · 13esi dan kawat C : Aluminium ...... 22 Tabel 5. Hasi l pengukuran pcrbedaan tcmperatur dan beda potensial antara kawat I\ : Bcsi , kawat R · Nikclm dan kawat C: Tembaga ............... 22 Tabel 6. Hasil pcngukuran perbedaan tcmperatur dan beda potensial antara kawat A . Tembaga.
k
13 : Aluminium dan kawat C : Besi ........ 22
Tabcl 7. Kesalahan pengukuran temperatur untuk kawat A : Tembaga, kawat B . Besi dan kawat C :Aluminium ................ ....................... 23 Tabel 8. Kesalahan pcngukuran tcmpcratur unluk kawat A . Besi, kawat B : Nikelin dan kawat C: Tcmbaga ......................................................... 23 Tabel 9. Kesalahan
p~n gul.. uran
tcmpcratur untul.. kawat A : Tcmbaga,
kawat B . Aluminium dan kawat C Besi ........................................ 24 Tabel 7. Kesalahan pengukuran beda potensial untuk kawat A : Tembaga, kawat B Besi dan 1-.mvat C : Alumimum ........................................ 24 Tabel 8. Kesalahan pengukuran beda potensial untuk kawat A : Besi, kawat B : Nikelin dan kawat C: Tembaga ................................................... 24 Tabel 9. Kesalahan pengukuran beda potensial untuk kawat A : Tembaga, kawat B : Aluminium dan kawat C: Besi ................................ ...... 25 Tabel 10. Hasil perhitungan data pengukuran te!llperatur dan beda potensial untuk ka\vat A
Tembaga, kawat B · Besi dan kawat C ·
Aluminium ..................................................................................... 25 Tabel 11 . Hasil perhitungan data pengukuran temperatur dan beda potensial
untuk kawat A : Besi, kawat B: Nikelin dan kawat C : Tembaga .. 26 Tabel 12. Hasil perhitungan data pengukuran temperatur dan beda potensial untuk kawat A : Tembaga, kawat B : Aluminium dan kawat C : Besi ................................................................................................. 26
XI
D.\FT.\ R L,\ \ I PIRAN
Lampi ran I. }vlatrik Lampiran 2. Pcrhitungan Lampiran 3.
anali ~..t
P~.!rh1tungnn /\ nal i"~l
basil pcrcobaan rcgrcsi
XI I
ABSTRAK Rosidah, 200 I, Pengaruh perbedaan Temperatur terhadap Beda Potensial Kawat Pcnghantar yang Bcrbcda Skripsi, Program Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam , Fakultas Keguruan dan llmu Pendidikan, Universitas Jember. Pembimbing I :Drs. I Ketut Mahardika, M.Si Pembimbing II : Drs. Sri Handono Budi P, M.Si Kata Kunci : Perbedaan Temperatur, Beda Potensial Bila dua logam yang berbeda jenis disambungkan ujung-ujungnya, sedang kedua sambungan diberi temperatur yang berbeda, maka pada rangkaian tersebut akan muncul gejala efek Seebeck. Efek Seebeck adalah gejala mengalirnya arus listrik sepanjang logam yang terdiri dari dua logam dari bahan yang berbeda, yang sambungannya bersentuhan dengan tandon kalor yang berbeda. Hal ini terjadi karena bila suatu logam yang ujungnya diberi pemanasan sedang ujung yang lain diberi pendinginan, mal-a dalam logam akan terjadi gradien temperatur, selanjutnya akan tetjadi gradicn kerapatan muatan dan akan menyebabkan adanya gradien beda potensial. Dan berdasarkan efek Seebeck inilah kita mengenal apa yang disebut generator termis. Berdasarkan uraian di atas, maka permasalahan yang muncul adalah : 1.Bagaimana pengaruh perbedaan temperatur terhadap beda potensial kawat penghantar yang berbeda ?. 2 .Seberapa besar berkisarnya beda potensial terhadap perbedaan temperatur untuk sambungan kawat tembaga dan kawat besi , sambungan kawat besi dan kawat nikelin serta sambungan kawat tembaga dan kawat Aluminium ?. Untuk mengetahui pengaruh perbedaan temperatur terhadap beda potensial kawat pt!nghantar yang berbeda dan berkisamya besar beda potensial terhadap perbedaan temperatur untuk ketiga sambungan, maka peneliti melakukan penelitian dengan bahan kawat tembaga, kawat besi, kawat aluminium dan kawat nikelin. Adapun metode yang dipakai untuk menganalisis data setelah data didapatkan dari percobaan adalah analisis regresi linier, analisis pengukuran serta grafik hubungan an tara perbedaan temperatur (t1T) dan beda potensial kawat penghantar (EAn). Dari penelitian yang telah dilakukan diperolch adanya perbedaan beda potensial kawat penghantar yang berbeda akibat perbedaan temperatur. Semakin besar pcrbedaan temperatur, semakin besar pula beda potensialnya. Adapun be~ar beda potensial yang dihasilkan adalah untuk sambungan kawat tembaga dan kawat besi beda ~otensialnya berkisar antara 0,2 0,9 mY untuk perbedaan Lempemtur 26 °C - 97 C. Untuk sambungan k:awat besi dan kawat nikelin beda potensial berkisar antara 0,3 - I ,0 mY untuk perbedaan temperatur 27 °C - 93 °C . Untuk sambungan kawat tembaga dan kawat aluminium beda potensial berkisar antara 0,2 - 0,7 mY untuk perbedaan temperatur 27°C 93 °C . Agar hasil ini lebih optimal disarankan untuk meneliti terlebih dahulu kemurnian bahan, penggunaan potensiometer dan penelitian lebih lanjut untuk temperatur yang leb1h tmggi
XIII
