Membuat Lampu Dim dengan Resistor Variabel (Reostat) Sederhana dari Grafit
disusun oleh: Nadira Nanda P. W.
XII IPA 1 SMA LABORATORIUM PERCONTOHAN UPI
Bab I : Pendahuluan A. Tujuan Tujuan daripada proyek ini adalah untuk mengetahui dan membuat reostat sederhana, dan untuk mengetahui aplikasi dan manfaatnya bagi kehidupan sehari-hari.
B. Manfaat Manfaat daripada proyek ini adalalah menghasilkan suatu produk sebagai contoh aplikasi penggunaan reostat dalam sirkuit tertutup.
C. Tinjauan Pustaka i. Hambatan listrik Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik dan arus yang melewatinya. Hambatan listrik menyatakan besarnya tegangan listrik yang dibutuhkan untuk melewatkan arus dengan besar tertentu. Satuan hambatan listrik adalah Ohm, yang dinyatakan dengan: R = (konstanta).V/I dimana R = hambat listrik (volt/ampere, Ohm) V = tegangan listrik (volt) I = besar arus listrik (ampere) ii. Arus listrik Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang disebabkan pergerakan elektron-elektron yang mengalir melalui titik dalam sirkuit listrik tiap satuan waktu. Arus listrik dapat diukur dalam satuan Coulomb/detik atau Ampere. Untuk dapat mengalir, arus listrik memerlukan perbedaan potensial listrik dan dihubungkan dalam suatu sirkuit tertutup. iii. Resistor Resistor adalah komponen elektronik dengan da kutub yang didesain untuk mengatur tegangan dan arus listrik, dengan resistansi tertentu. Resistor digunakan sebagai bagian dari
rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film. Resistor dapat pula terdiri atas kumparan kawat atau konduktor lemah. iv. Reostat Reostat disebut juga dengan resistor variabel atau resistor yang dapat diatur. Reostat digunakan untuk mengendalikan hambatan listrik pada sebuah sirkuit tanpa mengganggu arus listrik, dan pada aplikasi sehari-hari bisa digunakan untuk mengontrol kecepatan mainan mobil, volume radio atau televisi. Reostat memiliki 3 terminal dan biasanya terdiri atas kabel resistansi. Reostat digunakan pada barang-barang dan sirkuit yang memerlukan potensial serta arus yang tinggi. Kini, reostat yang dulu umum digunakan pada produk industri dan komersial telah digantikan dengan potensiometer. v. Konduktivitas listrik Konduktivitas listrik menunjukkan jumlah arus listrik yang dapat dibawa suatu material. vi. Grafit Grafit hampir seluruhnya terdiri atas karbon, dan merupakan bentuk paling stabil dari karbon pada kondisi STP. Grafit terdapat dalam batuan malihan sebagai hasil dari sedimentasi dan pemampatan karbon selama proses pemalihan.Grafit terasosiasi dalam mineral-mineral antara lain dalam kuarsa, kalsit, dan troumalin. Grafit merupakan salah satu alotrop dari karbon, seperti halnya berlian, dan memiliki struktur molekul yang besar. Titik didihnya juga tinggi dikarenakan ikatan kovalen antar atom yang amat kuat. Meskipun demikian, setiap atom karbon hanya saling mengikat dengan tiga ikatan kovalen, dan bukan dengan empat ikatan kovalen seperti pada berlian. Grafit juga memiliki elektron bebas yang dapat bergerak sepanjang grafit dan menyebabkan grafit dapat menghantarkan listrik.
D. Dasar Teori Untuk membuat sebuah bola lampu listrik menyala, diperlukan arus dengan kuat tertentu yang melewatinya. Oleh karena itu, diperlukan suatu sirkuit tertutup yang menyambungkan lampu dengan kedua kutub baterai sebagar sumber listrik. Grafit merupakan suatu konduktor lemah, sehingga dapat digunakan sebagai resistor sederhana. Dengan mengatur panjang grafit yang harus dilewati arus listrik, arus listrik tersebut dapat diatur besar atau kecilnya. Jumlah arus listrik yang berubah akan berpengaruh pada terang lampu, sehingga terang/redupnya lampu dapat diatur dengan menentukan jarak pada batang grafit.
Bab II : Pelaksanaan A. Waktu dan Tempat Sirkuit lampu dim dengan resistor sederhana ini dibuat oleh penulis sepanjang bulan Desember 2014, di kediaman penulis.
B. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pelaksanaan proyek ini adalah: 1. Batang grafit/isi pensil kayu (pencil lead) (1 buah) 2. Bola lampu 2.2 V (2 buah) 3. Alas (dudukan) bola lampu (2 buah) 4. Baterai 1,5 V (4 buah) 5. Paku payung 6. Paper clip 7. Sterofoam 8. Kabel (+ 1 meter) 9. Pita perekat
C. Langkah Kerja Langkah kerja yang dilakukan dalam proyek adalah sebagai berikut: 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Potong sterofoam hingga berdimensi kurang lebih 35x25 cm. Sterofoam ini akan menjadi papan sirkuit. 3. Keluarkan grafit pensil (pencil lead) dari kayu pembungkusnya. Panjang grafit pensil yang dibutuhkan dalam proyek ini sekurang-kurangnya 10 cm. 4. Susunlah dua baterai secara seri dari empat baterai yang ada. Lalu susun kedua rangkaian seri tersebut secara paralel.
Illustration 1: Susunan baterai dan sakelar
5. Susun sirkuit dengan saklar dan lampu, hingga jumlah lampu yang menyala pada satu waktu dapat diatur. Kini ada dua ujung kabel yang masih bebas, yaitu ujung A yang tersambung ke lampu 2 serta ujung B yang tersambung ke salah satu kutub baterai. 6. Pasang dudukan bagi grafit dan letakkan grafit secara horizontal. Ujung kabel B diikat mati pada ujung grafit. Ujung kabel A dililit longgar pada grafit sehingga dapat digerakkan maju dan mundur sepanjang grafit. 7. Nyalakan sakelar agar sirkuit menjadi tertutup dan arus dapat mengalir. 8. Gerakkan ujung A maju dan mundur pada grafit. 9. Nyala lampu akan semakin terang ketika ujung A mendekati ujung B dan sebaliknya meredup ketika ujung A menjauhi ujung B.
D. Cara Kerja Alat Grafit dari pensil merupakan konduktor lemah yang berfungsi sebagai resistor pada proyek ini. Grafit dapat menghantarkan listrik, tapi daya hantarnya berkurang drastis saat jarak tempuh arus pada grafit diperpanjang. Dengan menjauhkan ujung A dan ujung B, arus yang dapat lewat semakin berkurang sehingga lampu berangsur-angsur redup hingga akhirnya padam. Dengan demikian, kita dapat mengatur seberapa terang atau seberapa redup lampu dim sesuai keinginan tanpa harus mengganti-ganti voltase dari sumber listrik.
Bab III : Penutup A. Masalah yang Ditemui dan Solusi Terdapat beberapa masalah yang kemudian berhasil diatasi selama pelaksanaan proyek ini, yaitu: 1. Menentukan voltase yang cocok dengan lampu. penulis sempat kesulitan menemukan voltase yang tidak terlalu tinggi untuk satu lampu namun cukup untuk menyalakan dua lampu serta melalui batang grafit. Salah satu lampu percobaan sempat putus. Akhirnya penulis memutuskan bahwa dua baterai 1,5 volt yang disusun seri cukup memadai, meskipun sebenarnya kurang terang. 2. Batang grafit yang mudah patah. Grafit terdiri atas lapisan-lapisan karbon, dan antar lapisan hanya diikat oleh ikatan kimia yang lemah hingga mudah patah. Batang grafit sempat patah saat penulis menguji coba dan sukses melaksanakan percobaan. Solusi yang didapat sejauh ini adalah menggunakan dudukan yang dapat berayun (fleksibel) agar tekanan arah horizontal yang diterima batang grafit dapat diteruskan dan tidak menyebabkkan batang grafit patah.
B. Kesimpulan Lampu dim dengan resistor sederhana pada proyek ini berhasil dibuat, meskipun terdapat beberapa kendala. Resistor variabel buatan bekerja dengan baik meskipun masih kurang mudah untuk digunakan karena kerapuhan batang grafit.
C. Daftar Pustaka Anonim. 2014. Arus listrik. Tersedia : http://id.m.wikipedia.org/wiki/Arus_listrik (3 Desember 2014) Anonim. 2014. Hambatan listrik. Tersedia : http://id.m.wikipedia.org/wiki/Hambatan_listrik (3 Desember 2014) Anonim. 2014. What is a rheostat?. Tersedia : http://www.tedss.com/rheostat (6 Desember 2014) Anonim.
2014.
Allotropses
of
carbon
and
nanochemistry
:
Graphite.
Tersedia
http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/add_or_gateway/chemical_economics/nanoche mistryrev2.shtml (7 Desember 2014) Pam, Robson. 1995. Electricity. Jakarta : Kesaint Blanck.
:
