BAB I PENDAHULUAN

1.1 Osiloskop dan Generator Sinyal1.1.1 Tujuan Percobaan

a. Mempelajari cara kerja osiloskop dan generator sinyalb. Mempelajari penggunaan dan keterbatasan kemampuan

sifat-sifat tersebut serta spesifikasinyac. Mempelajari beberapa jenis osiloskopd. Mempelajari beberapa jenis generator sinyale. Dapat menggunakan osiloskop sebagai pengukur tegangan,

sebagai pengukur frekuensi dari berbagai bentuk gelombang yang dapat tergambar oleh layar

f. Dapat membandingkan sinyal input dan output engan menggunakan osiloskop

g. Dapat menggunakan generator sinyal sebagai sumber dengan beberapa bentuk gelombang

1.1.2 Alat-Alata. Osiloskopb. Sumber daya searahc. Generator sinyald. Kit praktikume. Multimeter

1.1.3 Prosedur PercobaanMempelajari lebih dahulu fungsi tombol-tombol pada osiloskop.

Perhatikanlah, selama melakukan percobaan, tombol-tombol(potensio): ”volt/div” dan “gain x ampl” harus dalam keadaan kalibrasi (“Etal”)a. Mempelajari cara pemakaian osiloskop lebih dahulu (bertanyalah

kepada asisten saudara)Tuliskan tipe osiloskop yang sudara pergunakan , spesifikasinya, tombol-tombol serta fungsinya pada tabel-1 dan tabel-2..

b. Menuliskan tipe dan spesifikasi generator fungsi yang dipergunakan pada tabel-3.

c. Kalibrasi Menghubungkan output kalibrator dengan input Y osiloskop. Mengukur tegangan serta periodenya untuk beberapa harga

“volt/div” dan “time/div”. Melakukan percobaan ini dengan kanal A dan kanal B dan

isikan ke tabel-4 Membandingkan hasil pengukuran dengan harga kalibrator

sebenarnya.d. Mengukur tegangan searah

Mengatur tegangan output dari sumber daya searah sebesar 2 volt (di ukur dengan multimeter).

Kemudian mengukur besar tegangan ini dengan osiloskop. Mengisi tabel-5

e. Mengukur tegangan bolak balik Mengatur generator sinyal pada frekuensi 1KHz gelombang

sinus, dengan tegangan sebesar 2 Volt rms dengan multimeter.

Kemudian mengukur tegangan ini dengan osiloskop. Mengisi tabel-5

f. Mengukur Tegangan bolak balik Mengatur generator sinyal pada frekuensi 1KHz gelombang

sinus, dengan tegangan 2 Volt peak to peak. Menghubungkan generator sinyal ini dengan input rangkaian

penggeser fasa pada kit praktikum (Rangkaian RC). Mengukur beda fasa antar sinyal input dan output rangkaian

penggeser fasa dengan menggunakano Osiloskop ”Dual Trace”o Metode Lissajous

g. Mengukur frekuensi Memindahkan saklar pada kedudukan osilator Mengukur frekuensi osilator f1, f2, f3 dengan menggunakan

cara langsung.

1.2 Pengukuran Resistansi Rendah1.2.1 Tujuan Percobaan

a. Pengukuran menggunakan metode voltmeter-ammeter (metode ohm). Hubungkan rangkaian pengukuran sesuai dengan gambar 1. Gunakan prosedur pengukuran yang cocok untuk mengeluarkan pengaruh tegangan thermo-elektrik. Hitung resistansi diukur Rx dari tegangan dan arus terukur dan estimasi ketidaktentuan yang diperluas dari resistansi terukur (faktor cakupan k=2).

b. Pengukuran menggunakan metode perbandingan seri. Hubugkan rangkaian pengukuran sesuai gambar 2. Ukur penurunan tegangan sepanjang resistan standar RN dan sepanjang resistor diukur RXdan estimasi ketidaktentuan yang diperluas dari resistansi diukur (aktor cakupan k=2).

1.2.2 Alat-Alata. Kit Praktikumb. Multimeter 2c. Kabel Penghubungd. Sumber Daya

1.2.3 Prosedur Percobaana. Pengukuran dengan metode Volt-ampere meter

1. Merangkai kit praktikum dengan bantuan kabel penghubung sesuai gambar rangkaian

2. Memasang ammeter diantara sumber daya dengan hambatan3. Memasang voltmeter pada hambatan

2

4. Mengatur sumber daya dan amati serta mencatat perubahan arus dan tegangan pada hambatan

b. Pengukuran dengan menggunakan metode perbandingan seri1. Merangkai kit praktikum dengan bantuan kabel penghubung

sesuai gambar rangkaian2. Memasang voltmeter pada kedua resistor yang ada pada kit3. Mengatur sumber daya kemudian mengamati dan mencatat

perubahan nilai tegangan yang terjadi pada kedua hambatan4. Menghitung secara manual untuk memperoleh nilai tahan

yang dicari

1.3 Pembagi Tegangan1.3.1 Tujuan Percobaan

a. Mengukur tegangan output U2 dari pembagi tegangan yang terdiri dari sepuluh resistor dengan nilai yang sama untuk semua rasio pembagian d menggunakan:- DVM (digital voltmeter)- Voltmeter PMMC (pada jangkauan pengukuran 12 V)

b. Membuat plot kurva antara U2/U1 terhadap d dalam grafik yang sama dan menjelaskan perbedaannya. U1 pada posisi 10 volt.

c. Menghitung esistansi output pembagi RD dari nilai terukur untuk suatu rasio pembagi d yang diberikan. Misalkan resistansi input DVM tak terhingga.

d. Menghitung ketidakpastian penghitungan yang dipertinggi dari tipe B (faktor cakupan Kr=2) dari resistansi output pembagi terhitung dengan memisalkan bahwa toleransi resistansi input voltmeter PMMC kurang dari 0.2%.

1.3.2 Alat-Alata. Voltmeter PMMCb. Voltmeter digitalc. Kabeld. Kit Praktikum

1.3.3 Prosedur Percobaana. Mengukur tegangan output U2 pada rangkaian pembagi tegangan

1. Menyiapkan alat praktik dan merangkai rangkaian sesuai gambar rangkaian

2. Memasang multimeter dan PMMC pada rangkaian percobaan3. Mengamati dan mencatat setiap nilai yang didapatkan dari

hasil pembacaan alat4. Membuat grafik dari data yang didapatkan dari percobaan

b. Menentukan RP dan ∆Umet

1. Merangkai rangkaian percobaan sesuai dengan gambar2. Memasang multimeter pada rangkaian3. Mengamati dan mencatat nilai pembacaan dari percobaan

3

1.4 Multimeter1.4.1 Tujuan Percobaan

a. Mempelajari fungsi dan sifat multimeterb. Mempelajari penggunaan multimeter dan keterbatasan

kemampuannyac. Dapat membedakan multimeter elektronis dan non elektronisd. Dapat membedakan multimeter digital dan analoge. Dapat menggunakan multimeter sebagai pengukur tegangan

(voltmeter), sebagai pengukur arus (ampermeter), sebagai pengukur resistansi (ohm meter)

f. Mempelajari kode warna pada resistor1.4.2 Alat-Alat

a. Kit Praktikumb. Multimeterc. Kabel Penghubungd. Sumber Daya

1.4.3 Prosedur Percobaana. Mengukur arus searah

1. Mecatat data teknis dari multimeter yang digunakan2. Merangkai kit praktikum sesuai dengan rangkaian 3. Memasangkan sumber daya DC sebagai sumber tegangan

pada rangkaian4. Memasang multimeter pada rangkaian5. Mengubah nilai hambatan yang digunakan dan mencatat nilai

arus yang adab. Mengukur tegangan searah

1. Mecatat data teknis dari multimeter yang digunakan2. Merangkai kit praktikum sesuai dengan rangkaian 3. Memasangkan sumber daya DC sebagai sumber tegangan

pada rangkaian4. Memasang multimeter pada tahanan 2 dan digunakan untuk

mengukur tegangan pada tahanan tersebut5. Mengubah nilai hambatan (1 dan 2) yang digunakan dan

mencatat nilai tegangan yang ada6. Menghitung secara teori nilai tegangan pada tahan 2

c. Mengukur tegangan bolak balik1. Mecatat data teknis dari multimeter yang digunakan2. Merangkai kit praktikum sesuai dengan rangkaian 3. Memasangkan sumber daya AC sebagai sumber tegangan

pada rangkaian4. Memasang multimeter pada tahanan 2 dan digunakan untuk

mengukur tegangan pada tahanan tersebut5. Mengubah nilai frekuensi pada sumber tegangan dan

mengubah nilai hambatan (1 dan 2) yang digunakan6. Mencatat nilai tegangan yang ada7. Menghitung secara teori nilai tegangan pada tahan 2

4

d. Mencari nilai resistansi1. Menyiapkan 5 buah resitor yang telah ditentukan2. Mengamati kode-kode warna pada resistor3. Menentukan nilai dengan melihat kode warna dari resistor

tersebut4. Mengukur resitansi dengan menggunakan multimeter5. Mencatat hasil praktek tersebut

5

BAB IIDASAR TEORI

2.1 Dasar Teori PraktikumOsiloskop dan Generator Sinyal

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Alat ukur ini dapat digunakan sebagai alat untuk pengukuran rangkaian elektronik seperti TV, Radio Komunikasi, dsb.Beberapa Kegunaan Osciloskop antara lain : Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu. Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik. Membedakan arus AC dengan arus DC. Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap

waktu.

Osiloskop merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengamati bentuk gelombang dan pengukurannya. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda. Komponen utama dari sinar katoda ( Cathode ray tube ) atau CRT adalah ;

1. Perlengkapan senapan elektron.2. Perlengkapan pelat defleksi.3. layar frouorosensi.4. Tabung gelas dan dasar tabung.

( David Halliday, Fisika Dasar II, 1992 )

Osiloskop sinar katoda dapat digunakan untuk menyelidiki gejala yang bersifat periodik. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda ( CRT ), Prinsip kerja tabung sinar katoda adalah sebagai berikut: Elektron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang dilapisi oleh zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar ini berfungsi sebagai anoda. Arah gerak elektron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetik. Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk mempengaruhi gerak elektron kearah anoda. Medan listrik dihasilkan oleh lempeng kapasitor yang dipasang secara vertikal, maka akan terbentuk garis lurus vertikal dinding gambar.

Selanjutnya jika pada lempeng horizontal dipasang tegangan periodik, maka elektron yang pada mulanya bergerak secara vertikal, kini juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap. Sehingga pada gambar terbentuk grafik sinusoidal. ( Tim Fisika Dasar II, 2002 )

Sebuah benda bergetar sekaligus secara harmonik, getaran harmonik (Super posisi) yang berfrekuensi dan mempunyai arah getar sama akan

6

menghasilkan satu getaran harmonik baru berfrekuensi sama dengan amplitudo dan fase tergantung pada amplitudo dan frekuensi setiap bagian getaran harmonik tersebut. Hal itu berdasarkan metode penambahan trigonometri atau lebih sederhananya lagi dengan menggunakan bilangan kompleks. Bila dua getaran harmonik super posisi yang berbeda, frekuensi terjadi getaran yang tidak lagi periodik ( Musbee, 1995)

Basis waktu secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri kekanan melalui permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa dimasukkan ke Y atau masukan vertikal osiloskop, menggerakkan bintik keatas dan kebawah sesuai dengan nilai tegangan yang dimasukkan.

Selanjutnya bintik tersebut menghasilkan jejak berkas gambar pada layar yang menunjukkan variasi tegangan masukan sebagai fungsi dari waktu. Bila tegangan masukan berkurang dengan laju yang cukup pesat gambar akan kelihatan sebagai sebuah pola yang diam pada layar. ( William B Cooper, Instrumentasi Elektronika dan teknik pengukuran, Erlangga, Jakarta, 1993)

Besaran- besaran yang dapat diukur dengan osiloskop antara lain:

1. Amplitudo ( A ) : Jarak perpindahan titik maksimum dari titik kesetimbangan dalam arah getarannya.

2. Periode ( T ) : Waktu yang diperlukan untuk membentuk satu gelombang penuh.

3. Frekuensi ( F ) : Banyaknya gelombang yang terbentuk dalam satu satuan waktu.

4. Sudut fasa : Simpangan partikel terhadap posisi kesetimbangan dalam radian.

Osiloskop biasanya digunakan untuk mengamati bentuk gelombang yang tepat dari sinyal listrik. Selain amplitudo sinyal, osiloskop dapat menunjukkan distorsi, waktu antara dua peristiwa (seperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik) dan waktu relatif dari dua sinyal terkait.

Semua alat ukur elektronik bekerja berdasarkan sampel data, semakin tinggi sampel data, semakin akurat peralatan elektronik tersebut. Osiloskop, pada umumnya juga mempunyai sampel data yang sangat tinggi, oleh karena itu osiloskop merupakan alat ukur elektronik yang mahal. Jika sebuah osiloskop mempunyai sampel rate 10 Ks/s (10 kilo sample/second = 10.000 data per detik), maka alat ini akan melakukan pembacaan sebanyak 10.000 kali dalam sedetik. Jika yang diukur adalah sebuah gelombang dengan frekuensi 2500Hz, maka setiap sampel akan memuat data 1/4 dari sebuah gelombang penuh yang kemudian akan ditampilkan dalam layar dengan grafik skala XY

Cara Perhitungan:

7

Cara menghitung Frekuensi OsiloskopUntuk menghitung frekuensi yang ada pada osiloskop adalah sebagai berikutF= 1/TT= 1 Periode(gel.penuh) x time/divcatatan T harus dalam bentuk satuan second

Untuk menghitung frekuensi, kita harus mengetahui berapa div periodenya dan time/div yang ditunjuk oleh osiloskop.

Untuk T sendiri satuannya disesuaikan dengan satuan time / div. second, mili second, atau micro second. berikut adalah perbandingan konversi second:

1 milisecond = 1.10-3 1 microsecond = 1.10-6

Jadi saat kita mengukur ternyata 1 periodenya 5 div menggunakan time/div 2 microsecond/div didapatkan.

T = 5 x 2 microsecond/div = 10 microsecond = 10.10-3 second = 1.10-2 second

F = 1T

= 1

1.10−2

= 1.102 hz = 100 hz

Jadi frekuensinya adalah 100 hz

Untuk Pengukuran:

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu. Seperti yang bisa anda lihat pada gambar di bawah ini ditunjukkan bahwa pada sumbu vertikal(Y) merepresentasikan tegangan V, pada sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t. Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada osiloskop digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut.

8

Osiloskop ‘Dual Trace’ dapat memperagakan dua buah sinyal sekaligus pada saat yang sama. Cara ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk sinyal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik. Kadang-kadang sinyal osiloskop juga dinyatakan dengan 3 dimensi. Sumbu vertikal(Y) merepresentasikan tegangan V dan sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t. Tambahan sumbu Z merepresentasikan intensitas tampilan osiloskop. Tetapi bagian ini biasanya diabaikan karena tidak dibutuhkan dalam pengukuran.

Wujud/bangun dari osiloskop mirip-mirip sebuah pesawat televisi dengan beberapa tombol pengatur. kecuali terdapat garis-garis(grid) pada layarnya.

9

Langkah langkah pengukuran Frekuensi menggunakan osiloskop:

KALIBRASI:

1. Nyalakan power pada osiloskop2. tombol CH1 pada posisi grid3. atur tombol Y-pos 1 sehingga didapat garis lurus berimpitan dengan

sumbu x pada layar4. pindahkan tombol CH1 pada ac/dc5. hubungkan probe osiloskop pada cal.0.5v6. pastikan faktor pengali pada probe pada posisi x17. atur selektor range volt/div pada posisi 1 volt/div sampai didapat tegangan

1/2 divisi

Fungsi dari tiap-tiap bagian:

1. POSITION :

Untuk mengatur posisi berkas signal arah vertical untuk channel 1.

2. DC. BAL :

Untuk menyeimbangkan DC vertical guna pemakaian channel 1 (atau

Y ), Penyetelan dilakukan sampai posisi gambar diam pada saat variabel

diputar.

3. INPUT :

Terminal masukan pada saat pengukuran pada CH 1 juga digunakan

untuk Kalibrasi.

4. AC ? GND ? DC

Posisi AC = Untuk megukur AC, objek ukur DC tidak bisa diukur

melalui Posisi ini, karena signal DC akan terblokir oleh kapasitor. Posisi

GND = Terminal ini terbuka dan berkas merupakan garis nol/lived

nol. Posisi DC = Untuk mengukur tegangan DC dan masukan-masukan

yang lain.

5. VOLT/DIV :

Sakelar putar untuk memilih besarnya tegangan per cm (volt/div) pada

layar CRT, ada II tingkat besaran tegangan yang tersedia dari 0,01 v/div

s.d 20V/div

6 VARIABLE :

Untuk mengontrol sensitifitas arah vertical pada CH 1 (Y). pada putaran

maksimal Ke arah jarum jam (CAL) gunanya untuk mengkalibrasi

mengecek apakah Tegangan 1 volt tepat 1 cm pada skala layar CRT.

10

7 MODE (CH 1, CH 2, DUAL, ADD, SUB)

CH 1 : Jika signal yang diukur menggunakan CH 1, maka posisi switch

pada CH 1 dan berkas yang nampak pada layar hanya ada satu.

CH 2 : Jika signal yang diukur menggunakan CH 2, maka posisi switch

pada CH 2 dan berkas yang nampak pada layar hanya satu.

DUAL : Yaitu suatu posisi switch apabila hendak mengunakan CH 1 dan

CH 2 Secara bersamaan, dan pada layar pun akan tampak dua berkas.

ADD : Bentuk gelombang dari kedua channel masukan yang dapat

dijumlahkan Secara aljabar dan penjumlahannya dapat dilihat dalam

bentuk satu Gambar.

SUB : Masukan dengan polaritas terbaik pada CH 2, ditambah

masukan CH 1, Maka perbedaan secara aljabar akan tampak satu gambar

pada layar. Apabila CH 1 tidak diberi signal masukan, maka bentuk

gelombang Dengan polaritas terbaik dari channel 2 akan tampak.

8. LED PILOT LAMP :

Lampu indicator untuk power masuk, apabila switch ILLUM diputar ke

on.

9. ILLUM :

Bila diputar berlawanan jarum jam maksimum, maka power AC akan

mati dan jika Ke kanan, maka power AC akan masuk dengan ditandai

LED pilot lampu menyala.

10. INTENSITY :

Untuk mengatur gelap atau terangnya berkas sinar supaya enak pada

penglihatan. Diputar ke kiri untuk memperlemah sinar dan apabila

diputar ke kanan akan membuat terang

11. FOCUS :

Untuk memperkecil/menebalkan berkas sinar atau garis untuk

mendapatkan Gambar yang lebih jelas.

12. ASTIG :

Pengaturan astigmatisma adalah untuk memperoleh titik cahaya yang

lebih baik Ketika menyetel FOCUS

13. EXT-TRIG :

Terminal dari sinkronisasi eksternal tegangan eksternal yang lebih dari

IV peak To peak harus menggunakan switch SOURCE di set pada posisi

EXT.

11

14. SOURCE :

Sakelar dengan tiga posisi untuk memilih tegangan sinkronisasi.

CH 1 : Huruf akan sinkron dengan masukan gelombang dari CH 1. Jika

menggunakan CH 1 hendaklah switch source ditetapkan pada CH 1.

CH 2 : Sweep akan sinkron dengan masukan gelombang dari CH 2.

apabila Menggunakan CH 2 hendaknya switch source diletakkan pada

CH 2. Sweep CH 1 dan CH 2 akan sikron pula pada saat menggunakan

DC/AC.

EXT : Sweep akan sikron dengan masukan signal dari luar

melalui Terminal EXT + TR 16 (19).

15. SYNC :

Sakelar pemisah sinkronisasi.

16. LEVEL;

Meengontrol sync level adalah mengatur phase sync untuk menentukan

bentuk titik awal gelombang signal.

17. PULL AUTO

Dengan mencabut pemutar level sweep akan sedikit terganggu.bentuk

gelombang - tidak diam selama tidak menggunakan signal trigger,yang

nampak hanyalah garis lurus dan ini akan terjadi bila signal teriger

masuk.

18 POSITION.

Untuk menyetel kekiri dan kekanan berkas gambar ( posisi arah

horizontal) Switch pelipat sweep dengan menarik knop ,bentuk

gelombang dilipatkan 5 Kali lipat kearah kiri dan kearah kanan usahakan

cahaya seruncing mungkin.

19. SWEEP TIME /DIV;

Untuk memilih skala besaran waktu dari suatu priode atau pun

square trap Cm (div ) sekitar 19 tingkat besaranyang tersedia terdiri dari

0,5 s/d 0,5 second.pengoperasian X-Y didapatkan dengan memutar penuh

kearah jarum jam.perpindahan Chop-ALT-TVV-TVH.secara otomatis

dari sini.Pembacaan kalibrasi sweep time/div juga dari sini dengan cara

variabel diputar penuh searah jarum jam.

20. VARIABEL;

12

Digunakan untuk menyetel sweeptime pada posisi putaran maksimum

arah jarum jam. ( CAL ) tiap tingkat dari 19 posisi dalam keadaan

terkalibrasi .

21. CAL IV PP

Yaitu terminal untuk mengkalibrasi voltage frequency chanel 1 dan

chanel 2 Dimana untuk frequency 1 Khz tegangan harus 1 volt P-P.

22. AC VOLTAGE SELECTOR ;

Untuk menyetel tegangan listrik 110 Volt atau 220 Volt.

23. INT MOD

Teminal intensitas Brightness OSILOSKOP

Osiloskop berguna untuk: melihat tingkah laku tegangan gelombang

secara visual, ada beberapa jenis tegangan gelombang yang akan

diperlihatkan pada layar monitor osiloskop .

1) Gelombang sinusoida

2) Gelombang blok

3) Gelombang gigi gergaji

4) Gelombang segitiga.

Untuk dapat menggunakan osiloskop, harus bisa memahaami tombol-

tombol yg ada pada pesawat perangkat ini,seperti telah diutarakan

diatas. Secara umum osiloskop hanya untuk circuit osilator ( VCO ) disemua

perangkat yg menggunakan rangkaian VCO.

Pengukuran Resistansi Rendah

Pembagi TeganganRangkaian pembagi tegangan biasanya digunakan untuk membuat

suatu tegangan referensi dari sumber tegangan yang lebih besar, titik tegangan referensi pada sensor, untuk memberikan bias pada rangkaian penguat atau untuk memberi bias pada komponen aktif. Rangkaian pembagi tegangan pada dasarnya dapat dibuat dengan 2 buah resistor, contoh rangkaian dasar pembagi tegangan dengan output VO dari tegangan sumber VI menggunakan resistor pembagi tegangan R1 dan R2 seperti pada gambar berikut.Rangkaian Dasar Pembagi Tegangan

13

Dari rangkaian pembagi tegangan diatas dapat dirumuskan tegangan output VO. Arus (I) mengalir pada R1 dan R2 sehingga nilai tegangan sumber VI adalah penjumlahan VS dan VO sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut.

Nampak bahwa tegangan masukan terbagi menjadi dua bagian ( o S v , v ), masing-masing sebading dengan harga resistor yang dikenai tegangan tersebut. Sehingga besarnya VO dapat dirumuskan sebagai berikut.

Rangkaian Pembagi Tegangan Terbebani

Gambar rangkaian pembagi tegangan diatas memperlihatkan suatu pembagi tegangan dengan beban terpasang pada terminal keluarannya, mengambil arus io dan penurunan tegangan sebesar vo. Kita akan mencoba menemukan hubungan antara io dan vo . Jika arus yang mengalir melalui R1 sebesar i seperti ditunjukkan dalam gambar, maka arus yang mengalir lewat R2 adalah sebesar i-io.

14

Dimana vo/c adalah besarnya tegangan vo tanpa adanya beban, yaitu saat io=0, dan harga ini disebut sebagai tegangan keluaran saat rangkaian terbuka (open-circuit output voltage) sebesar.

dengan

RP disebut sebagai “resistansi sumber”, dimana harganya sama dengan resistansi R1 dan R2 yang dihubungkan secara paralel. Harga vo/c atau RP tergantung pada sifat dari beban, sehingga efek vo akibat besarnya beban dapat dengan mudah dihitung dengan menggunakan penyederhanaan rangkaian seperti terlihat pada gambar berikut.

Dengan rangkaian yang disederhanakan seperti diatas, maka dapat dengan mudah ditentukan tengangan output vo. Dengan beban adala RL maka besarnya tegangan output vo adalah

Rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) merupakan dasar untuk memahami rangkaian DC atau rangkaian elektronika yang lebih komplek.

15

Multimeter

Multimeter adalah alat pengukur listrik yang juga sering disebut sebagai VOM Volt-Ohm Meter), dapat digunakan untuk mengukur tegangan (Volt meter), hambatan Ohm meter) maupun arus (Ampere meter). Terdapat dua jenis multimeter, yaitu multimeter non elektronis dan multimeter elektronis. Multimeter non elektronisMultimeter jenis bukan elektronik kadang-kadang disebut juga AVO-meter, VOM (Volt-Ohm-Meter), Multitester, atau Circuit Tester. Pada dasarnya alat ini merupakangabungan dari alat ukur searah, tegangan searah, resistansi, tegangan bolak-balik.Spesifikasi yang harus diperhatikan terutama adalah:

batas ukur dan skala pada setiap besaran yang diukur: tegangan searah (DC volt),tegangan bolak-balik (AC volt), arus searah (DC amp, mA, µA), arus bolak-balik(AC amp) resistansi (ohm, kilo ohm).

sensitivitas yang dinyatakan dalam ohm-per-volt pada pengukuran tegangansearah dan bolak-balik.

Ketelitian yang dinyatakan dalam % Daerah frekuensi yang mampu diukur pada pengukuran tegangan bolak-

balik(misalnya antara 20 Hz sampai dengan 30 KHz).

Batere yang diperlukan

Multimeter elektronis

Multimeter ini dapat mempunyai nama: Viltohymst, VTM + Vacuum Tube Volt Meter, Solid State Multimeter = Transistorized Multimeter. Alat ini mempunyai fungsi seperti multimeter non elektronis. Adanya rangkaian elektronis menyebabkan alat ini mempunyai beberapa kelebihan.

Multimeter dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu multimeter analog dan digital.Multimeter analog menggunakan peraga jarum moving coil dan besaran ukur

16

berdasarkan arus (elektronis dan non elektronis). Sedangkan multimeter digital menggunakan peraga bilangan digital dan besaran ukur berdasarkan tegangan yang dikonversi ke sinyal digital. multimeter analog multimeter digital

Multimeter analog terdiri dari bagian-bagian penting, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Papan skala2. Jarum penunjuk skala3. Pengatur jarum skala4. Knop pengatur nol ohm5. Batas ukur ohm meter6. Batas ukur DC volt (dcv)7. Batas ukur AC volt (acv)8. Batas ukur ampere meter DC9. Saklar pemilih (dcv, acv, ohm, ampere dc)10. Test pin positif (+)11. Test pin negatif (-)

Fungsi dasar dari multimeter antara lain yaitu sebagai:

Alat ukur arus searah Ammeter arus searah (DC ammeter) dipergunakan untuk mengukur arus searah. Alat ukur ini dapat berupa amperemeter, milliamperemeter dan galvanometer.

17

Dalam mempergunakan ammeter arus searah perlu diperhatikan beberapa hal yaitu:

Ammeter tidak boleh dipasang sejajar (paralel) dengan sumber daya Ammeter harus dipasang seri dengan rangkaian yang diukur arusnya Polaritas (tanda + dan -)

Rangkaian dasar ammeter searah

Misalkan M adalah milliamperemeter dengan batas ukur 1 mA dan resistansi dalam = RM Kita pasang suatu resistor RP paralel dengan meter M. Dari rangkaian, dapat dilakukan perhitungan berikut:

Arus yang diukur adalah:

Misalkan IM adalah batas ukur meter M = 1 mA dan dipilih RP =” ” “1″ /”9″ RMMaka arus yang diukur adalah:

Jadi, dengan memilih harga RP tertentu, kita dapat mengatur besarnya arus IX yang diukur. Resistor RP disebut resistor parallel atau “shunt” dari suatu rangkaian ammeter.

Alat ukur tegangan searah. Suatu alat ukur tegangan searah umumnya terdiri dari: meter dasar (Amperemeter) dan rangkaian tambahan untuk memperoleh hubungan antara tegangan searah yang diukur dengan arus searah yang mengalir melalui meter dasar. Meter dasar merupakan suatu alat yang bekerja (merupakan stator), dan suatu kumparan yang akan dilalui arus yang bebas bergerak dalam medan magnet tetap tersebut.rangkaian dasar voltmeter searah

Dari gambar ini dapat diperoleh:

VX = IM RS + IM RM

Dengan :

VX = tegangan yang diukur

RS = resistor seri

RM = resistansi dalam meter

M = meter dasar (berupa mA-meter)

18

Bila IM adalah batas ukur meter M atau skala penuh maka RS harus dipilih sehingga VX merupakan batas ukur dari seluruh rangkaian sebagai voltmeter.

Alat ukur tegangan bolak-balik. Pada dasarnya voltmeter bolak-balik terdiri dari: rangkaian penyearah, meter dasar (misalnya µA-meter searah) dan resistor seri.rangkaian dasar voltmeter bolak balik untuk a, arus searah:

Atau VX (harga efektif) ≈ 1,11 IM (RS + RM). Skala multimeter ssebagai voltmeter bolak-balik umumnya ditera (dikalibrasi) untuk bentuk gelombang sinusoida murni. Dengan demikian meter akan menunjukan harga yang salah bila kita mengukur tegangan bolak-balik bukan sinus murni.

Alat ukur resistansi

Secara umum suatu rangkaian ohmmeter terdiri dari meter dasar berupa miliammeter/mikroammeter arus searah, beberapa buah resistor dan potensiometer serta suatu sumber tegangan searah/batere. Kita mengenal dua macam ohmmeter, yaitu ohmmeter seri dan ohmmeter paralel.

Rangkaian dasar ohmmeter

V adalah sumber tegangan searah/batere dan RM adalah resistansi dalam meter dasar M. Mula-mula diambil RX = nol atau A-B dihubungkan sehingga diperoleh arus melalui meter M adalah:

Pada keadaan tersebut R2 diatur agar meter M menunjukan harga maksimum. Imaks = arus skala penuh (full-scale).

Bila diambil RX = tak terhingga atau A-B dalam keadaan terbuka maka diperoleh IM=0. Sekarang dimisalkan suatu resistor RX dipasang pada A-B maka arus melalui M adalah:

Dalam persamaan tersebut IM = arus yang mengalir melalui meter M dan RX = resistansi yang diukur.

Multimeter dapat juga dipergunakan untuk mengukur besaran-besaran (atau sifat-sifat komponen) secara tidak langsung). Beberapa contoh diantaranya adalah:

e. mengukur polaritas dan baik buruknya dioda secara sederhanaf. mengetahui baik buruknya transistor secara sederhanag. mengukur kapasitansih. mengukur induktansi

19

i. bila pada multimeter ditambahkan rangkaian tertentu, multimeter tersebut dapat berfungsi sebagai:

Transistor tester Wattmeter Pengukur suhu

Prosedur Penggunaan Multimeter sebelum digunakan pastikan multimeter tersebut dalam keadaan masih berfungsi dengan mengecek baterai pada multimeter tersebut.

Arahkan saklar pemilih pada posisi off. Lalu pasang test pin positif dan negative.Sebelum melakukan pengukuran (tegangan DC, tegangan AC, dan Arus DC), posisikan jarum skala pada angka nol (disebelah kiri). Jika belum menunjuk angka nol, atur dengan pengatur jarum skala secara pelan-pelan agar tidak rusak. Untuk pengukuran tahanan, arahkan saklar pemilih pada batas ukur Ohm meter terlebih dahulu, lalu hubungkan test pin positif (+) dan test pin negative (-) hingga ujung test pin saling bersentuhan, setelah itu atur jarum skala hingga menunjuk angka nol disebelah kanan dengan menggunakan knop pengatur nol ohm. Perlu di ingat bahwa setiap batas ukur Ohm meter, Jarum skala tidak selalu menunjuk ke angka nol, untuk itu perlu di set dengan benar setelah mengganti batas ukur yang akan digunakan. Bila proses pengukuran sudah selesai atau multimeter sedang tidak digunakan, maka jangan lupa mengatur saklar pemlih pada posisi mati (off) agar baterai yang digunakan tidak cepat habis.

Cara Pemasangan Multimeter

Pengukuran tegangan, tahanan dan arus. Mengukur Besarnya tegangan untuk multimeter/Avometer analog batas ukur untuk voltmeter AC adalah :

0 s.d 10 volt posisi saklar adalah 10 ACV

0 s.d 250 volt posisi Switch atau sakelar adalah 250 ACV

0 s.d 500 volt posisi Switch atau sakelar adalah 500 ACV

0 s.d 1000 volt posisi Switch atau sakelar adalah 1000 ACV

Berikut ini adalah cara mudah mengukur tegangan AC menggunakan multimeter.Switch atau sakelar kita putar kita arahkan pada posisi voltmeter AC (ACV).Perkirakan tegangan yang akan diukur. Misal : 220 volt. Sesuaikan posisi

20

Switch atau sakelar dengan batas ukurnya, untuk perkiraan seperti langkah no.2 maka batas ukur yang dipakai adalah 250 ACV. Kedua kabel (lead test) kita masukkan pada stop kontak dan multimeter dihubungkan ke kedua kutub sumber elektrik AC tanpa memandang kutub positif atau negatif. Jarum bergerak ke kanan kemudian baca harga yang ditunjukkan oleh jarum pada busur skala. Untuk tegangan DC maka batas ukur pada multimeter adalah :

0 s.d 10 volt posisi saklar adalah 10 DCV

0 s.d 250 volt posisi Switch / sakelar adalah 250 DCV

0 s.d 500 volt posisi Switch / sakelar adalah 500 DCV

0 s.d 1000 volt posisi Switch / sakelar adalah 1000 DCV

Cara mengukur tegangan batu baterai adalah sebagai berikut :

Perkirakan berapa besar tegangan batu batera. Misalnya : 1,5 volt. Switch atau sakelar kita putar pada posisi 10 DCV. Tempelkan kabel merah pada kutub positif (+) dan kabel hitam pada kutub negatif (-) (tidak boleh terbalik).Jarum bergerak ke kanan. Baca harga yang ditunjukkan jarum pada busur skala.

Rumus dari pengukuran Vdc :

VDC = Tegangan DC

BU = Batas Ukur

SM = Skala maksimum yang dipakai

JP = Jarum Penunjuk

Cara menghitung :

Misalnya Batas Ukur yang digunakan 10 VDC dengan Skala Maksimum 10 VDC dan jarum diatas menunjuk pada angka 4 lebih 2 kolom kecil masing-masing kolom kecil bernilai 0,2 karena antara angka 4 dan 5(tidak tertulis), terbagi jadi (5 kolom kecil). Sehingga JP=4,4

VDC = (BU/SM)JP

= (10/10)4,4

= 4,4

21

nilai terukur = 4,4 VDC

Mengukur Besarnya Arus

Untuk melakukan pengukuran arus DC dengan menggunakan avometer, marilah kita lihat langkah-langkah di bawah ini :

Putar sakelar sesuai dengan besarnya arus yang diperkirakan. Misalnya : 0,5 Ampere. Maka sakelar kita putar pada posisi 500 DC mA. Kabel merah kita tempelkan pada kutub positif (+), kabel hitam pada kutub negatif (-) baterai. (tidak boleh terbalik)3) Baca harga yang ditunjuk oleh jarum pada busur skala.

Batas pengukuran arus DC pada avomter adalah sebagai berikut :

0 s.d 0,25 mA posisi sakelar adalah 0,25 DC mA.

0 s.d 25 mA posisi sakelar adalah 25 DC mA.

0 s.d 500 mA posisi sakelar adalah 500 DC mA.

Mengukur Besarnya Tahanan

Dalam mengukur tahanan dengan menggunakan Avometer/multimeter batas ukur untuk multimeter minimal 0,2 ohm sampai beberapa mega ohm. Untuk jangkauan ada 3 macam, dimana besarnya adalah pengalian range dengan harga yang ditunjuk jarum pada busur skala. Contoh : Sakelar kita putar pada posisi x 10 ohm. Kemudian jarum menunjuk angka 15. Maka besarnya tahanan adalah 15 x 10 ohm = 150 ohm.

Tiga macam jangkauan (Range) adalah :

a. Sakelar pada posisi x 1 Ω (ohm) b. Sakelar pada posisi x 10 Ω (ohm)c. Sakelar pada posisi x 1000 Ω (ohm)

Berikut langkah –langkah untuk mengukur besarnya tahanan.

Putar sakelar sesuai dengan perkiraan besarnya jangkaun tahanan. Tempelkan kedua ujung kabel pada multimeter (ujung kabel merah dan

hitam saling bersentuhan). Putar pengatur nol hingga jarum betul-betul menunjuk nol tepat pada

busur skala. Lepaskan kedua kabel yang ujungnya ditempelkan tadi sehingga jarum

sakala kembali ke kiri.

22

Tempelkan kedua kabel multimeter tadi (kabel merah dan hitam) pada kaki-kaki tahanan.

Baca harga yang ditunjukkan jarum pada busur skala.Kita Kalikan harga yang ditunjukkan jarum tersebut dengan jangkauan yang dipergunakan.

Pemakaian Multimeter

Untuk mengukur tegangan DC, tegangan AC, maupun arus listrik, atur posisi jarum skala terlebih dahulu agar menunjuk angka nol di sebelah kiri. Sedangkan untuk mengukur tahanan, atur posisi jarum skala agar menunjuk angka nol di sebelah kanan.

Mengukur Tegangan Listrik DC

Arahkan saklar pemilih pada DCV (bisa digunakan untuk menguji accu maupun baterai).

Untuk mengukur tegangan baterai, test pin (+) dihubungkan ke kutub positif baterai dan test pin (-) dihubungkan ke kutub negatif baterai.

Untuk mengukur tegangan pada titik pengukuran (TP) pada handphone, test pin (+) dihubungkan ke TP, dan test pin (-) dihubungkan ke chasis handphone.

Mengukur Tegangan Listrik AC

Arahkan saklar pemilih pada ACV Hubungkan kedua test pin multimeter, masing-masing pada kedua titik

yang akan diukur tanpa memperhatikan kutub positif dan negatif (boleh bolak-balik).

Baca garis skala ACV pada kedudukan jarum penunjuk.

Untuk mengetahui hasil pengukuran tegangan listrik AC sama seperti yang ditunjukkan pada tabel untuk DC, bedanya hanya di VDC jadi VAC.

Mengukur Arus Listrik

Untuk mengukur arus, alat ukur dirangkai seri antara sumber dengan beban.Langkah-langkah kerjanya :

Arahkan saklar pemilih pada DC mA. Atur skala lebih besar dari arus yang diukur. Hubungkan test pin (+) pada kutub positf (+) Sumber Arus (Baterai /

Power Supply) dan test pin (-) hubungkan ke konektor positif (+) beban dalam hal ini handphone.

23

Mengukur Tahanan Listrik

Jarum skala akan bergerak ke kanan saat pengukuran hambatan listrik. Semakin kecil hambatan listrik yang diukur, maka semakin besar arus yang lewat resistor. Dan jarum penunjuk semakin kuat bergerak ke kanan sehingga mendekati angka nol ohm. Arus listrik yang lewat pada resistor berasal dari dalam multimeter itu sendiri.Langkah-langkah pengukuran :

Arahkan saklar pemilih pada Ohm meter. Untuk kalibrasi multimeter, kabel merah dan hitam dihubungkan

langsung, kemudian tepatkan jarum penunjuk pada nol Ohm dengan cara memutar knop pengatur nol ohm.

Hubungkan kedua test pin multimeter masing-masing pada ujung kedua kaki tahanan.

2.2 Jawaban Pertanyaan dan Tugas

24

BAB IIIANALISA DAN PEMBAHASAN

3.1 Analisa Praktikum

Osiloskop dan Generator Sinyal

25