kr01-disipasi kalor
Post on 14-Apr-2018
229 Views
Preview:
TRANSCRIPT
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 1/14
LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA DASAR
Disusun Oleh :
Nama : Natasha Anagi
NPM : 1206241640
Fakultas : Teknik
Prodi : Teknik Sipil
No. Percobaan : KR01
Nama Percobaan : Disipasi Kalor Hot Wire
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar
(UPP-IPD)
Universitas Indonesia
Depok
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 2/14
Disipasi Kalor Hot Wire
I. Tujuan
Menggunakan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara
II. Alat dan Bahan
1. Kawat pijar (hotwire)
2. Fan
3. Voltmeter dan Ampmeter
4. Adjustable power supply
5. Camcorder
6. Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. Teori
Hot wire adalah Salah satu contoh hot wire yang paling banyak digunakan sebagai
sensor untuk memberikan informasi kecepatan aliran dalam arah axial adalah single
normal probe. Probe macam itu terdiri dari sebuah kawat logam pendek yang halus
yang disatukan pada dua kawat baja. Masing-masing ujung probe dihubungkan ke
sebuah sumber tegangan. Lalu energi listrik pasti akan mengalir pada probe tersebut
dan didisipasi oleh kawat menjadi energi kalor. Besarnya energi listrik yang
terdidisipasi sebanding dengan tegangan, arus listrik yang mengalir di probe tersebut
dan lamanya waktu arus listrik mengalir.
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 3/14
… (1)
Keterangan :
P = Energi listrik (joule)
V = Tegangan listrik (volt)
I = Arus listrik (ampere)
t = Waktu / Lama aliran listrik (sekon)
Jika probe dihembuskan udara, maka akan mengubah nilai resistansi kawat dan
sekaligus mengubah besarnya arus listrik yang mengalir. Semakin besar kecepatan
udara yang mengalir, maka semakin besar pula perubahan nilai resistansi dan arus
listrik yang engalir juga ikut berubah.
Jumlah perpindahan panas yang diterima probe dapat dinyatakan oleh overheat ratio
yang dirumuskan sebagai :
Overheated ratio =
Keterangan :
Rw = resistansi kawat pada temperatur pengoperasian (dihembuskan udara).
Ra = resistansi kawat pada temperatur ambient (ruangan).
P = V · I · ∆t
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 4/14
Hot wire probe harus dikalibrasi untuk menentukan persamaan yang menyatakan
hubungan antara tegangan kawat (wire voltage,E ) dengan kecepatan referensi
(reference velocity , U ). Setelah persamaan diperoleh, informasi kecepatan dalam
setiap percobaan dapat dievaluasi menggunakan persamaan tersebut.
Persamaan yang diperoleh berupa persamaan linear atau persamaan polinomial.
Pada percobaan akan dilakukan pengukuran tegangan kawat pada temperatur
ambient dan mengukur tegangan kawat bila dialiri arus udara dengan kecepatan yang
hasilkan oleh fan. Kecepatan aliran udara oleh fan akan divariasikan melalui daya
yang diberikan ke fan yaitu 70 , 110 , 150 dan 190 dari daya maksimal 230 m/s.
IV. Cara Kerja
1. Mengaktifkan Web cam dengan cara meng”klik” icon video pada halaman web
r-Lab.
2. Memberikan aliran udara dengan kecepatan 0 m/s , dengan meng”klik” pilihan
drop down pada icon “atur kecepatan aliran”.
3. Menghidupkan motor pengerak kipas dengan meng”klik” radio button pada icon
“menghidupkan power supply kipas.
4. Mengukur Tegangan dan Arus listrik di kawat hot wire dengan cara mengklik
icon “ukur”.
5. Mengulangi langkah 2 hingga 4 untuk kecepatan 70 , 110 , 150 , 190 dan 230
m/s.
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 5/14
V. Data Percobaan
1. Data yang diambil pada saat kecepatan angin 0 m/s
Waktu Kec Angin V-HW I-HW
1 0 2.112 54.6
2 0 2.112 54.8
3 0 2.112 55
4 0 2.112 55.3
5 0 2.112 55.4
6 0 2.112 55.5
7 0 2.112 55.4
8 0 2.112 55.2
9 0 2.112 54.9
10 0 2.112 54.8
2. Data yang diambil pada saat kecepatan angin 70 m/s
Waktu Kec Angin V-HW I-HW
1 70 2.052 54.7
2 70 2.052 54.7
3 70 2.052 54.7
4 70 2.053 54.7
5 70 2.053 54.7
6 70 2.053 54.6
7 70 2.053 54.6
8 70 2.052 54.6
9 70 2.052 54.5
10 70 2.052 54.5
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 6/14
3. Data yang diambil pada saat kecepatan angin 110 m/s
Waktu Kec Angin V-HW I-HW
1 110 2.035 55.1
2 110 2.035 54.6
3 110 2.034 54.4
4 110 2.034 54.4
5 110 2.034 54.5
6 110 2.034 54.8
7 110 2.033 55.4
8 110 2.034 56.3
9 110 2.034 57.1
10 110 2.035 57.7
4. Data yang diambil pada saat kecepatan angin 150 m/s
Waktu Kec Angin V-HW I-HW
1 150 2.025 55.6
2 150 2.025 55
3 150 2.026 54.7
4 150 2.026 54.5
5 150 2.027 54.5
6 150 2.026 54.5
7 150 2.025 54.6
8 150 2.024 54.8
9 150 2.025 54.9
10 150 2.025 55.1
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 7/14
5. Data yang diambil pada saat kecepatan angin190 m/s
Waktu Kec Angin V-HW I-HW
1 190 2.02 57.3
2 190 2.02 56.9
3 190 2.021 56.6
4 190 2.02 56.4
5 190 2.02 56.2
6 190 2.02 55.9
7 190 2.021 55.6
8 190 2.02 55.4
9 190 2.021 55.2
10 190 2.021 55
6. Data yang diambil pada saat kecepatan angin 230 m/s
Waktu Kec Angin V-HW I-HW
1 230 2.017 57.7
2 230 2.016 57.4
3 230 2.017 57.5
4 230 2.017 57.7
5 230 2.017 57.9
6 230 2.017 58
7 230 2.018 58.1
8 230 2.018 58.2
9 230 2.018 58.2
10 230 2.018 58.3
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 8/14
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 9/14
Tabel 3. Pada saat kecepatan angin 110 m/s
Tabel 4. Pada saat kecepatan angin 150 m/s
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 10/14
Tabel 5. Pada saat kecepatan angin 190 m/s
Tabel 6. Pada saat kecepatan angin 230 m/s
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 11/14
Hubungan Tegangan (volt) dan Kecepatan Angin (cm/s) berdasarkan data yang
didapat dari keenam data tersebut dapat dihitung rata-ratanya.
Kecepatan angin (cm/s) Tegangan rata-rata (V)
0 2.112
70 2.0524
110 2.0342
150 2.0254
190 2.0204
230 2.0173
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 12/14
VII. Analisis
1. Analisis Percobaan
Disaat awal percobaan, praktikan menyalakan webcam di halaman web r-Lab
terlebih dahulu sehingga praktikan dapat memastikan bahwa sebelum melakukan
percobaan, alat percobaan sudah kembali ke kondisi awal.
Dalam percobaan kali ini, kita mempunyai tujuan untuk mengukur kecepatan
angin menggunakan hotwire sebagai sensor ketika angin tersebut bergerak.
Pertama-tama, kawat baja yang terdapat di masing masing ujung probe
disambungkann menuju sumber tegangan. Setelah itu, aliran listrik akan mengalir
menuju probe dan akan membuat energi listrik pada probe. Selanjutnya, energi
kalor akan dibuat dari berubahnya energi listrik yang mengalir pada probe
tersebut akan terdispasi oleh kawat. Pada kondisi awal, angin mengalir dengan
kecepatan 0 m/s, maka tidak ada perubahan sama sekali. Kemudian, percobaan
dimulai dengan memberikan penambahan kecepatan angin yang melewati
hotwire. Ketika hotwire dilewati oleh angin, maka hotwire akan terjadi perubahan,
yaitu penurunan resistensi pada hotwire. Penurunan ini akan mengakibatkan
perubahan pada tegangan listrik yang mengalir pada hotwire. Begitu juga
penurunan resistensi pada hotwire juga akan mempengaruhi aliran listrik yang
mengalir pada hotwire.
Proses untuk mendapatkan data dari percobaan ini adalah terusnya melakukan
penambahan kecepatan angin sehingga terjadi perubahan pada hotwire tersebut.
Perubahan yang terlihat adalah adanya perubahan pada aliran listrik dan
tegangan pada hotwire. Namun, perubahan yang terjadi tidak secara konstan,
tetapi selalu berubah-ubah setiap waktunya. Hal ini dapat dinyatakan bahwa
percobaan ini tidak dilakukan secara sempurna. Penyebab utama dari
ketidaksempurnaan tersebut mungkin dikarenakan angin yang diberikan tidak
mengenai seluruh permukaan kawat hotwire, melainkan hanya sebagian dari
hotwire tersebut saja. Itulah yang menyebabkan terjadi perubahan arus dan
tegangan yang berubah-ubah pada saat hotwire dihembuskan angin juga tidak
bersifat pasti. Begitu juga ketika hotwire dihembuskan angin dengan kecepatan
110, 150, 190, dan 230 m/s. hasil percobaan menunjukan bahwan ada tegangan
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 13/14
yang dihasilkan dan akan berbeda-beda setiap kali kecepatan angin diubah.
Demikian pula dengan arusnya yang disebabkan oleh resistansi atau hambatan
yang berasal dari kawat pijar.
2. Analisis Hasil
Ketika hotwire dialirkan angin dengan kecepatan 0 m/s, tidak terjadi perubahan
arus maupun tegangan seiringnya dengan perubahan waktu. Namun ketika
diberikan aliran angin secepat 70 m/s, perubahan tegangan dan arus selalu
berubah dengan kondisi yang tidak stabil. Tetapi, ada satu hal yang dapat dilihat
dari berlangsungnya percobaan ini yaitu ketika arus mengalami kenaikan maka
tegangan akan mengalami penurunan, begitu juga sebaliknya. Perubahan yang
berbanding terbalik ini sesuai dengan rumus V = I . R. Rumus tersebut
menyatakan bahwa tegangan dan arus berbanding terbalik satu sama lain.
Kemudian, setelah mengalirkan angin dengan kecepatan 0 m/s dan 70 m/s, maka
dilakukan penambahan kecepatan aliran angin secara terus menerus sebesar
110 m/s, 150m/s, 190 m/s, dan 230 m/s, tetapi tetap saja hubungan arus dan
tegangan tetap berbanding terbalik, selalu mengikuti rumus dan tidak berubah.,
namun makin berlangsungnya percobaan, makin mulai cenderung bahwa
tegangan yang dihasilkan mengalami penurunan seiring penambahan kecepatan
angin, tidak hanya itu, tetapi nilai arus juga cenderung meningkat.
3. Analisis Grafik
Dalam percobaan kali ini, dapat dibuat grafik dengan hubungan antara tegangan
dan kecepatan angin, setelah itu dapat juga dibuat grafik hubungan antara
tegangan dan waktu berdasarkan hasil rata-rata dari data yang didapat.. Dengan
data yang didapat, dapat dilihat bahwa tiap grafik memiliki garis, dalam hal ini
perubahan tegangan, yang tidak stabil. Hal ini menunjukkan bahwa data yang
didapat merupakan data yang kurang baik dikarenakan karena angin yang
diberikan tidak mengenai hotwire secara seluruhnya sehingga data yang didapattidak terlalu akurat.
7/30/2019 KR01-Disipasi Kalor
http://slidepdf.com/reader/full/kr01-disipasi-kalor 14/14
VIII. Kesimpulan
1. Dalam percobaan kali ini, kecepatan aliran angin yang diberikan memiliki sifat
berbanding terbalik dari tegangan yang dihasilkan.
2. Hotwire merupakan alat yang kurang baik untuk pengambilan data dalam hal
ini sehingga data yang didapat kurang baik dan tidak terlalu akurat.
IX. Referensi
1. Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall,
NJ, 2000.
2. Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended
Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.
top related