BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Mengukur adalah perbandingan sesuatu yang diukur dengan sesuatu yang lain

yang sejenis yang telah ditetapkan sebagai satuan. Pengukuran suatu benda harus

memiliki ketelitian. Ketelitian diartikan sebagai ukuran ketetapan yang dapat

dihasilkan dalam suatu pengukuran dan ini berhubungan dengan skala terkecil dari

alat ukur yang digunakan dalam pengukuran. Ketelitian pengukuran bergantung pada

alat ukur yang digunakan dan dapat mengakibatkan kesalahan pengukuran.

Kesalahan ini disebabkan oleh faktor manusia yang sering disebut dengan kesalahan

paralaks, sedangkan kesalahan pengukuran oleh alat ukur biasa disebut kesalahan

mutlak (Sears dan Zemansky, 1999)

Pengukuran adalah proses membandingkan dengan memilih alat ukur yang

sesuai dengan besaran yang akan diukur. Misalnya, untuk mengukur tebal selembar

kertas yang membutuhkan alat ukur panjang, tetapi harus sesuai dengan tingkat

ketelitian yang dibutuhkan. Dengan dimikian, pemilihan dan penyiapan alat ukur

harus sesuai dengan fungsi, keperluan, dan tingkat ketelitian. (Daryanto, 1997).

Dalam praktek elektronika, alat ukur listrik memegang peran sangat penting,

sebab hanya dengan pengukuran kita akan dapat mengetahui harga besaran listrik di

dalam suatu rangkaian. Untuk itu, sekarang ini telah banyak sekali dikembangkan

alat-alat untuk mengukur besarnya arus listrik yang mengalir, seperti voltmeter,

amperemeter, multimeter yaitu seperti multimeter analog dan multimeter digital,

osiloskop, resistor, kapasitor dan banyak lagi alat alat lainnya.

1.2. Tujuan Percobaan

Tujuan dari praktikum kali ini adalah :

1. Mampu menggunakan alat ukur yang digunakan dalam praktikum

fisika.

2. Mengenal besar ketelitian pengukuran dari alat-alat ukur dasar.

3. Mengenal apa yang dimaksud dengan skala nonius.

4. Mengetahui fungsi dan pemakaian alat ukur dasar listrik.

5. Memperoleh keterampilan dalam pemakaian alat ukur dasar listrik

Voltmeter, Ampermeter, Multimeter analog dan digital, serta osiloskop.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Alat Ukur Dasar

Secara fisis dalam fisika juga ditemukan berbagai alat-alat ukur. Alat-

alat ukur yang biasanya digunakan pada praktikum fisika ada beberapa

macam diantaranya :

1. Nonius

1 9

0

Gambar 1. Nonius

Banyak alat-alat ukur dilengkapi dengan nonius. Nonius dipasang

pada alat-alat ukur ditunjukkan untuk menambah ketelitian alat ukur. Alat

Bantu ini membuat alat-alat ukur berkemampuan lebih besar, karena jarak

antara dua garis skala bertetangga seolah-olah menjadi lebih kecil.

Biasanya pembagian skala utama dan nonius adalah :

9 bagian skala ukur – 10 bagian skala nonius

Selanjutnya marilah kita lihat hasil pengukuran lain dengan alat

Bantu nonius tersebut seperti yang ditunjukkan pada gambar. Skala 0

pada nonius tidak berimpit dengan salah satu angka pada sklala alat ukur,

melainkan terletak antara kedudukan 8.4 dan 8.5 . Berapakah harga X

menurut hasil pembacaan ini ? Cobalah anda perhatikan gambar 2 lebih

teliti lagi. Ternyata salah satu garis skala nonius ada yang berimpit

dengan skala ukur yaitu skala ke-6 dari skala nonius. Dalam keadaan

pengukuran semacam ini menunjukkan bahwa harga X yang diukur

adalah 8.46 .

5

2. Jangka Sorong

Jangka sorong merupakan suatu alat pengukuran yang cepat dan

relatif teliti untuk mengukur diameter dalam, luar dan dalam suatu tabung,

yang memiliki bentuk seperti gambar 2 di bawah ini.

slide

Guide bar

vernier

Rahang tetap Rahang geser

Gambar 2. Jangka sorong

Jangka sorong mempunyai derajat ketelitian 0,1 mm atau 0,01 cm.

Jangka sorong mempunyai derajat ketelitian yang lebih baik dari mistar.

Jangka sorong memiliki dua skala yaitu skala utama bernilai 1 mm dan

skala nonius atau vernier bernilai 0,9 mm. Jadi skala utama berselisish 0,1

mm dengan skala nonius. Rahang tetap dan rahang sorong digunakan

untuk mengukur bagian luar rongga, bagian yang berbentuk seperti pisau

digunakan untuk mengukur bagian dalam rongga, dan bagian yang

berbentuk runcing pada ujung jangka sorong digunakan untuk mengukur

ke dalam lubang.

3. Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup adalah alat ukur linier yang mempunyai

kecermatan lebih baik dar pada mistar. Mikrometer sekrup mempunyai

tingkat ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm. Mikrometer sekrup digunakan

untuk mengukur panjang benda yang memiliki ukuran maksimum 2,50

cm dan bentuk micrometer sekrup ditunjukkan pada gambar 2. Alat ukur

ini mempunyai batang pengukur yang terdiri atas sksla dalam millimeter,

dan juga sekrup berskala suatu putaran sekrup besarnya sama dengan 0,5

mm dan 0,5 mm pada skala utama dibagi menjadi 100 skala kecil yang

terdapat pada sekrup.

knife-edge for inside

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Benda Rahang geser selubung luar

roda bergerigi

skala utama

Gambar 3. Mikrometer sekrup

4. Neraca Teknis

Neraca biasanya digunakan untuk mengukur massa sebuah benda

dengan membandingkan benda tersebut pada ukuran standar massa.

Massa dibandingkan dengan blok penyeimbang sedangkan skala utama

akan memberikan ukuran yang berbeda tiap bagian pada keadaan gravitasi

yang berbeda. Balok penyeimbang akan sangat teliti membandingkan

massa di manapun juga.

Gambar 4 Neraca teknis

5. Mistar

Mistar adalah alat ukur standar yang dapat mengukur dengan akurat.

Mistar mempunyai derajat ketelitian atau skala terkecil 0,1 cm atau 1 mm.

Dalam mengukur panjang suatu benda dengan menggunakan mistar, maka

diusahakan untuk bagian yang skalanya lebih kecil.

- - - -

selubung

Gambar 5. Mistar

2.2 Alat Ukur Dasar Listrik

1. Ampermeter

Amperemeter adalah alat ukur untuk mengukur kuat arus. Alat ini

sering digunakan oleh tekhnisi elektronik yang biasanya menjadi satu dalam

multitester atau Avometer. Avometer adalah singkatan dari Amperemeter,

Voltmeter dan Ohmmeter.

Amperemeter yang sering digunakan di laboratorium. Kemampuan

pengukurannya terbatas sesuai dengan nilai maksimum yang tertera dalam

alat ukur tersebut. Ada yang maksimumnya 5 A, 10 A dan 20 A (Halliday,

1992).

Gambar 1. Ampermeter

Amperemeter bisa jadi tersusun atas mikroamperemeter dan shunt.

Mikroamperemeter berguna untuk mendeteksi ada tidaknya arus melalui

rangkaian karena nilai kuat arus yang kecil pun dapat terdeteksi. Untuk

mengukur kuat arus yang lebih besar dibantu dengan hambatan shunt

sehingga kemampuan mengukurnya disesuaikan dengan perkiraan arus yang

ada. Jika kita memperkirakan dalam rentang miliampere, dapat kita gunakan

shunt yang tertera 100mA atau 500mA.

1 2

2. Osiloskop

Osiloskop digunakan untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati.

Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode dan

tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui

beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Osiloskop terdiri dari

dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Display menyerupai

tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai

tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis-garis melintang

secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak dan disebut div.

Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu

tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk

menyesuaikan tampilan di layer Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua

kanal yang bisa digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, sebagai

contoh kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat

sinyal keluaran.

Gambar 2. Osiloskop

3. Multimeter

Untuk mengukur besaran listrik secara langsung digunakan multimeter

yang didalamnya terdapat voltmeter, amperemeter dan ohmmeter sekaligus

(Giancoli, 1988).

Gambar 3. Multimeter

Ada dua macam multimeter yang dipakai selama percobaan yaitu

multimeter analog dan digital. Hasil pembacaan multimeter digital biasanya

lebih teliti karena nilai besaran yang terukur langsung ditampilkan pada

display, sehingga kita tidak perlu memperkirakan lagi, sedangkan pada

multimeter analog kita akan menemui kesulitan dalam pembacaan hasil

pengukuran terutama jika sensitivitasnya kurang. Selain itu pada multimeter

analog, penyimpangan / pergerakan jarum penunjuknya sering tidak stabil dan

jarum berosilasi sehingga pembacaan tidak akurat. Untuk mengunakan

multimeter ini kita tinggal menyetel agar sesuai dengan kebutuhan, misalnya

untuk mengukur arus maka tombol diarahkan ke amperemeter, untuk

pengukuran tegangan tombol di voltmeter dan pengukuran resistansi tombol

di ohmmeter (Giancoli, 1988).

4. Voltmeter

Voltmeter yang digunakan untuk mengukur selisih potensial atau

tegangan.Voltmeter terdiri dari tiga buah lempengan tembaga yang terpasang

pada sebuah bekelite yang dirangkai pada sebuah tabung kaca / plastik

Voltmeter dalam kehidupan sehari-hari selalu mempunyai hambatan cukup

besar (Sears dan Zemansky, 2002).

5. Resistor

Resistor dibuat dari suatu jenis bahan pengantar yang berguna untuk

menghambat gerakan arus listrik. Gerak aliran arus listik dalam resistor dapat

dihambat oleh gerakan elektron bebas dari jenis bahan penyusun resistor.

Resistor adalah suatu alat yang memberikan perlawanan terhadap arus listrik.

Jenis resistor adalah resistor kawat gulungan (kawat nekelin), resistor

keramik, atau dari karbon yng disemprotkan pada keramik. Untuk resistor

jenis keramik, nilai untuk hambatan resistor bergantung pada cincin yang ada

pada badan resistor.

Gambar 4. Resistor

Dua atau lebih resistor yang dihubungkan sedemikian rupa sehingga

muatan yang sama harus mengalir melalui keduanya dikatakan bahwa resistor

tersebut dihubungkan secara seri. Sedangkan dua resistor yang dihubungkan

sedemikian rupa sehingga memiliki beda potensial yang sama antara

keduanya yang dikatakan bahwa mereka dihubungkan secara paralel (Tipler,

2001).

BAB III

METODE PRAKTIKUM

3.1 Alat dan Bahan

1. Alat Ukur Dasar

a. Alumunium foil/plat tipis, sebagai instrumen yang diukur.

b. Batangan besi, sebagai instrumen yang diukur.

c. Kelereng, sebagai instrumen yang diukur.

d. Kawat besi, diameter 1,00 m dan panjang 10 m, sebagai alat yang diukur.

e. Tabung gelas dengan panjang 80,100 mm dan 120 mm.

f. Penggaris, sebagai alat ukur.

g. Kubus, sebagai instrumen yang diukur.

h. Jangka sorong, sebagai alat ukur.

i. Mikrometer sekrup, sebagai alat ukur.

j. Neraca Teknis, sebagai alat ukur.

2. Alat Ukur Listrik

a. Voltmeter, alat pengukur tegangan.

b. Ampermeter, alat pengukur besar kuat arus.

c. Multimeter, alat pengukur serbaguna.

d. Osiloskop, alat untuk melihat bentuk gelombang pada tegangan, frekuensi

dan waktu.

e. Hambatan Geser, alat untuk mendapatkan besar hambatan yang sesuai.

f. Resistor, sebagai hambatan pada rangkaian listrik.

g. Kapasitor, sebagai instrumen pada rangkaian listrik yang digunakan untuk

hambatan.

3.2 Prosedur Percobaan

1. Alat Ukur Dasar

a. Mengukur Dimensi kawat

Mengukur massa, panjang dan dimensi kawat yang diberikan.

Memilih alat ukur yang sesuai.

Melakukan pengukuran beberapa kali untuk mendapatkan variasi

data.

Mengulang langkah untuk kawat yang berbeda.

b. Mengukur Rapat Jenis Benda

Mengukur dimensi dan massa benda yang diberikan.

Memilih alat ukur yang tepat.

Melakukan pengukuran beberapa kali agar mendapatkan variasi data.

Mengulang langkah untuk benda yang berbeda.

Mengukur volume dari benda-benda diatas dengan menggunakan

gelas ukur.

Melakukan pengukuran beberapa kali untuk mendapatkan variasi

data.

2. Alat Ukur Listrik

a. Penggunaan Voltmeter, Ampemeter dan Multimeter analog/digital.

1. Mengukur tegangan AC (arus bolak-balik).

Merangkai alat seperti gambar ini ( V = 2-4 V dan R = 100)

Mengukur tegangan dan arus pada R (untuk pengukuran tegangan

harus parallel dengan R dan pengukuran arus harus seri dengan

R).

Melakukan pengukuran tegangan dan arus berulang kali dengan

mengganti R dengan harga lain.

2. Mengukur Tegangan DC (arus searah)

Melakukan tahap yang sama seperti arus bolak-balik dengan

mengganti sumber tegangan DC.

3. Mengukur Resistor

R

Mengukur nilai resistor yang diberikan oleh asisten dan melakukan

pengukuran berulang kali.

b. Penggunaan Osiloskop

1. Mengukur Tegangan AC/DC

Melakukan tahap yang sama seperti pengukuran tegangan AC/DC

untuk pengukuran tegangan dengan pengukuran menggunakan

osiloskop.

DAFTAR PUSTAKA

Daryanto, 1997, Fisika Teknik, Bina Adiaksana : Jakarta.

Giancoli, 1988, Fisika, Erlangga : Jakarta.

Resnick, Haliday. 1992, Fisika, Erlangga : Jakarta.

Sears dan Zemansky, 1999, Fisika Universitas, Erlangga : Jakarta.

_____, 2002, Fisika Universitas, Erlangga : Jakarta.

Tipler, 1998. Fisika Untuk Sains dan Teknik, Jakarta : Erlangga.

_____, 2001, Fisika Untuk Sains dan Teknik, Jakarta : Erlangga.

http://id.wikipedia.org/wiki/alat ukur dasar fisika.Diakses tanggal 20 November 2007.

LAMPIRAN

TUGAS PENDAHULUAN

Alat Ukur Dasar

1. Berapakah hasil pengukuran dengan alat Bantu nonius seperti ditunjukkan

oleh gambar berikut :

2. Tuliskan bagian utama yang dipakai untuk mengukur bagian dalam rongga,

bagian mana yang dipakai untuk mengukur bagian luar benda dan bagian mana

yang dipakai untuk mengukur kedalam lubang pada benda dengan jangka sorong

3. Berapakah skala terkecil dari alat ukur mistar, nonius, jangka sorong dan

mikrometer.

4. Terangkan cara pengukuran volume benda dengan gelas ukur.

Jawaban

1. Skala o pada nonius terletak antara 16,2 dan16,3 sedangkan ada garis skala

nonius yang berimpit dengan skala utama, yaitu skala ke-9 dari nonius. Maka

harga X= 16,2 + 0,09 = 16,29.

2. Untuk mengukur bagian dalam rongga adalah knife-edge measuring faces.

Sedangkan untuk bagian luar benda fixes jaw blade & movable. Dan untuk

mengukur ke dalaman lubang pada benda dengan jangka sorong adalah depth

measuring.

3. Mistar : 0,1 cm

Nonius : 0,01 cm

Jangka Sorong : 0,01 cm

Mikrometer sekrup : 0,001 cm

4. Cara pengukuran volume benda dengan gelas ukur adalah :

a. Mengisi gelas ukur denga zat cair hingga penuh

b. Mencelupkan benda yang hendak diukur volumenya ke

dalam gelas ukur.

c. Menampung tumpahan air yang terjadi setelah benda

dimasukan kedalam gelas ukur lainya.

100

16 17

d. Mengukur volume air yang tumpah sehingga volume

tumpahan air tersebut adalah volume benda yang diukur tadi

Alat Ukur Dasar Listrik

1. Apa yang dimaksud dengan arus searah dan arus bolak balik

2. Kenapa untuk pengukuran tegangan harus paralel dengan R dan untuk

pengukuran arus harus seri dengan R

3. Apa keistimewaan dari osiloskop dan apa-apa saja kegunaannya.

Jawab:

1. Arus searah (DC) adalah arus yang mengalir dengan arah yang tetap dari kutub

negatif,memiliki arah yang selalu sama dan memiliki tegangan yang konstan

setiap saat, sedangkan Arus bolak-balik (AC) merupakan rangkaian yang arus

di dalamnya selalu bergerak bolak-balik dalam suatu rangkaian dan memiliki

tegangan yang berubah-ubah secara periodik. Pada waktu sebuah sumber AC

mulai dihubungkan dengan sebuah rangkaian, maka timbullah arus transien,

arus ini hilang secara eksponensial lalu menjadi arus stabil.

2. Untuk pengukuran tegangan harus paralel dengan r agar arus rangkaian terbagi

menjadi dua, yang melewati voltmeter dan yang melewati rangkaian yang

diukur tegangannya sedangkan untuk pengukuran arus harus seri dengan R agar

arus tidak terbagi menjadi dua seperti pada pengukuran tegangan,dan bisa

mengukur sampai batas ukur serta tidak mengukur melebihi batas ukur tersebut.

3. Keistimewaan dan kegunaan dari osiloskop adalah dapat melihat bentuk-bentuk

gelombang tegangan listrik, bisa mengukur frekuensi dan periode, dan dapat

mengukur waktu.