BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Analisa DataPada percobaan yang telah dilakukan mengenai termokopel ini didapat data hasil

percobaan berupa besar tegangan (V). Dimana data tersebut dibedakan berdasarkan jenis termokopel dan perubahan suhunya. Dalam percobaan ini, praktikan menggunakan dua jenis termokopel yang tersusun dari logam yang berbeda. Hal ini dilakukan agar praktikan dapat membandingkan hasil dan mengetahui jenis termokopel dari termokopel 1 dan termokopel 2. Untuk rentang suhu, praktikan menggunakan rentang suhu antara 30oC hingga 70oC dengan setiap penaikan dan penurunan sebesar 5oC. Perbesaran pada mikrovoltmeter yang digunakan adalah sebesar 10-3. Digunakan perbesaran sebesar itu agar besar tegangan dapat terbaca oleh alat mikrovoltmeter.

Hasil data praktikum termokopel dapat dilihat pada tabel berikut ini :Tabel 4.1 Hasil Data Praktikum Termokopel 1

Suhu (°C) Tegangan Peningkatan (µV) Tegangan Penurunan (µV)30 90 13035 320 41040 600 60045 850 94050 1050 113055 1360 135060 1650 162065 1890 190070 2170 2170

Tabel 4.2 Hasil Data Praktikum Termokopel 2

Suhu (°C) Tegangan Peningkatan (µV) Tegangan Penurunan (µV)30 90 13035 320 41040 600 60045 850 94050 1050 113055 1360 135060 1650 162065 1890 190070 2170 2170

4.2 PembahasanPercobaan termokopel ini dilakukan untuk menjelaskan konsep temperatur pada

sebuah logam dan hubungan konsep temperatur dengan termokopel. Pada percobaan ini, peralatan yang digunakan adalah satu buah mikrovoltmeter yang digunakan sebagai pengukur

besar tegangan yang dihasilkan oleh perubahan temperatur dalam satuan mikrovolt (µV). Dua set termokopel yang berbeda susunan logamnya dan jenisnya yang digunakan sebagai sensor suhu pada rangkaian. Satu buah termometer yang berfungsi sebagai pengukur suhu pada saat proses peningkatan suhu dan penurunan suhu. Satu set statip dengan kelengkapannya yang digunakan sebagai gantungan untuk termokopel dan termometer. Satu buah kompor listrik yang berfungsi sebagai pemanas dalam proses peningkatan suhu. Beberapa kabel penghubung sebagai penghubung antar alat. Dan satu buah gelas kimia yang berfungsi sebagai media penghantaran panas. Untuk bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah air sebagai media penghantaran panas dan es batu secukupnya untuk menurunkan suhu.

Pada rangkaian percobaan termokopel, termometer dan termokopel digantungkan pada statip dan bagian bawah kedua alat itu dimasukkan ke dalam gelas kimia yang terisi oleh air. Bagian ujung bawah termokopel dan termometer tidak boleh saling bersentuhan dengan satu sama lain dan dinding gelas kimia. Hal ini dilakukan agar proses perpindahan panasnya berlangsung dengan baik dan tegangan yang dihasilkan dapat terbaca dengan baik pada mikrovoltmeter. Pada rangkaian, ujung cold junction pada termokopel dihubungkan dengan alat mikrovoltmeter dengan menggunakan kabel penghubung. Penyambungan termokopel dengan mikrovoltmeter menggunakan ujung cold junction karena proses perpindahan panasnya dari temperatur tinggi yang terdapat pada ujung hot junction ke temperatur yang rendah pada ujung cold juction. Pada saat peningkatan suhu, digunakan kompor listrik sebagai sumber pemanas. Sedangkan pada saat penurunan suhu, digunakan es batu sebagai media untuk menurunkan suhu.

Pada umumnya, termokopel akan menghasilkan tegangan yang lebih besar pada saat peningkatan suhu dan akan menghasilkan tegangan yang lebih kecil pada saat penurunan suhu. Hal ini disebabkan oleh pergerakan elektron yang semakin cepat pada saat dipanaskan dan pergerakan yang lebih cepat tersebut akan menghasilkan tumbukan antar elektron yang lebih banyak. Tumbukan tersebut akan menghasilkan gaya gerak listrik atau ggl dan ggl tersebut akan menghasilkan beda potensial atau tegangan. Begitu pula sebaliknya, pergerakan elektron akan menjadi lambat pada saat penurunan suhu. Lambatnya pergerakan elektron tersebut membuat jumlah tumbukannya semakin kecil, sehingga ggl yang terjadi dan tegangan yang dihasilkan juga semakin kecil. Hal ini diperjelas dengan adanya efek Seebeck, dimana pada persamaan 2.2 ditunjukkan bahwa besar energi (E) yang merupakan besar tegangan berbanding lurus dengan besar perubahan suhu (∆T).

Dari hasil analisa data, didapat bahwa pada termokopel 1 dan termokopel 2 terjadi peningkatan besar tegangan pada saat peningkatan suhu dan terjadi penurunan besar tegangan pada saat penurunan suhu. Hal ini membuktikan bahwa hasil data yang didapat sesuai dengan teori yang ada. Untuk perbandingan antara termokopel 1 dan termokopel 2, besar tegangan yang dihasilkan termokopel 1 lebih besar dibandingkan besar tegangan yang dihasilkan termokopel 2. Hal ini menunjukkan bahwa termokopel 1 memiliki kualitas yang lebih baik dibandingkan termokopel 2.

Dari hasil analisa data, didapat grafik fungsi hubungan antara besar tegangan dengan besar suhu. Dimana grafik fungsi ini dibedakan berdasarkan jenis termokopel dan perubahan suhunya. Berikut grafik fungsi dari hasil data percobaan termokopel :

20 40 60 800

500

1000

1500

2000

2500

f(x) = 52.1333333333333 x − 1497.77777777778

Suhu (°C)

Tega

ngan

(Vol

t)

Gambar 4.1 Grafik Fungsi Hubungan antara Suhu dengan Tegangan pada Peningkatan Suhu untuk Termokopel 1

20 40 60 800

500

1000

1500

2000

2500

f(x) = 50.2666666666667 x − 1374.44444444444

Suhu (°C)

Tega

ngan

(Vol

t)

Gambar 4.2 Grafik Fungsi Hubungan antara Suhu dengan Tegangan pada Penurunan Suhu untuk Termokopel 1

Pada Gambar 4.1 dan 4.2, didapat grafik fungsi hubungan antara besar tegangan yang didapat dari hasil percobaan dengan besar temperatur. Dimana sumbu x adalah besar suhu dan sumbu y adalah besar tegangan. Pada percobaan ini, pencatatan tegangan dilakukan setiap kenaikan suhu sebesar 5oC pada termomteter. Hal ini dimaksudkan agar pembacaan bisa lebih teliti. Pada Gambar 4.1, terjadi peningkatan besar tegangan pada saat peningkatan suhu. Artinya, semakin suhu naik maka akan didapatkan kenaikan tegangan yang dihasilkan oleh termokopel. Hal ini juga berlaku sebaliknya pada penurunan suhu yakni didapatkan penurunan besar tegangan ketika penurunan suhu, seperti terlihat pada gambar 4.2. Pada grafik fungsi ini, didapat persamaan fungsi pada saat kenaikan dan penurunan suhu. Untuk kenaikan suhu, didapat persamaan fungsi hasil dari regresi linear berupa persamaan y = 52,13x – 1497. Dan untuk penurunan suhu, didapat persamaan fungsi hasil dari regresi linear berupa y = 50,26x - 1374. Dari persamaan fungsi tersebut didapat besar koefisien Seebeck () sebesar 52,13 µV/°C pada kenaikan suhu dan 50,26 µV/°C pada penurunan suhu. Koefisien Seebeck () dari kenaikan dan penurunan suhu dirata-rata agar didapat besar koefisien Seebeck () sebenarnya sebesar 51,20 µV/°C. Berdasarkan besar koefisien Seebeck yang didapat, termokopel 1 merupakan tipe J. Penentuan tipe termokopel berdasarkan pada besar koefisien Seebeck () atau sensitivitas dan hasil yang didapat dari percobaan. Pada Gambar 4.1 dan 4.2, didapat rentang tegangan yang relatif konstan, hal ini mengindikasikan bahwa termokopel 1 merupakan termokopel yang baik. Selain itu, termokopel 1 juga dapat

menghasilkan besar tegangan yang sangat besar, hal ini menunjukkan bahwa termokopel 1 memiliki sensitivitas yang tinggi.

Apabila grafik fungsi kenaikan dan penurunan suhu digabungkan, didapat hasil berupa regresi pada setiap grafik. Berikut gambar grafik fungsi pada termokopel 1 :

20 40 60 800

500

1000

1500

2000

2500

Suhu (°C)

Tega

ngan

(Vol

t)

Gambar 4.3 Grafik Fungsi Hubungan Tegangan dengan Kenaikan dan Penurunan Suhu pada Termokopel 1

Pada Gambar 4.3, didapat grafik fungsi hubungan antara besar tegangan yang didapat dengan kenaikan dan penurunan suhu pada termokopel 1. Pada sumbu x adalah besar suhu dan sumbu y adalah besar tegangan. Pada grafik fungsi ini, didapat nilai error repeatability atau error pengulangan yang merupakan besar presentase dari nilai ketidaksamaan antara hasil percobaan ketika kenaikan dengan penurunan suhu. Nilai error pengulangan didapat dari jarak terjauh antara titik pada grafik kenaikan dan penurunan suhu, kemudian dibagi dengan rentang suhu dan dikali dengan seratus persen. Nilai error pengulangan yang didapat adalah sebesar 5%.

20 40 60 800

200

400

600

800

1000

1200

1400

f(x) = 28.4666666666667 x − 763.333333333333

Suhu (°C)

Tega

ngan

(Vol

t)

Gambar 4.4 Grafik Fungsi Hubungan antara Suhu dengan Tegangan pada Peningkatan Suhu untuk Termokopel 2

20 40 60 800

200400600800

100012001400

f(x) = 28.4666666666667 x − 753.333333333333

Suhu (°C)

Tega

ngan

(Vol

t)

Gambar 4.5 Grafik Fungsi Hubungan antara Suhu dengan Tegangan pada Penurunan Suhu untuk Termokopel 2

Pada Gambar 4.4 dan 4.5, didapat grafik fungsi hubungan antara besar tegangan yang didapat dari hasil percobaan dengan besar temperatur pada termokopel 2. Sumbu x pada grafik fungsi tersebut adalah besar suhu, sedangkan sumbu y adalah besar tegangan. Seperti pada termokopel 1, peningkatan suhu pada termokopel 2 juga akan meningkatkan besar tegangan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.4. Begitu pula sebaliknya, penurunan suhu akan menurunkan besar tegangan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.5. Pada grafik fungsi ini, didapat persamaan fungsi pada saat kenaikan dan penurunan suhu. Untuk kenaikan suhu, didapat persamaan fungsi hasil dari regresi linear berupa persamaan y = 28,46x – 763,3. Dan untuk penurunan suhu, didapat persamaan fungsi hasil dari regresi linear berupa y = 28,46x – 753,3. Dari persamaan fungsi tersebut didapat besar koefisien Seebeck () yang sama ketika kenaikan dan penurunan suhu yaitu sebesar 28,46 µV/°C. Berdasarkan besar koefisien Seebeck yang didapat, termokopel 1 merupakan tipe K. Penentuan tipe termokopel berdasarkan pada besar koefisien Seebeck () atau sensitivitas dan hasil yang didapat dari percobaan. Seperti pada termokopel 1, pada grafik fungsi kenaikan dan penurunan suhu pada termokopel 2, didapat rentang tegangan yang relatif konstan, hal ini mengindikasikan bahwa termokopel 2 merupakan termokopel yang baik. Namun, termokopel 2 ini belum sebaik termokopel 1, hal ini dikarenakan pada termokopel 2 hanya menghasilkan besar tegangan yang lebih kecil dibandingkan besar tegangan pada termokopel 1. Sehingga sensitivitas pada termokopel 2 lebih kecil dibandingkan pada termokopel 1.

Seperti pada termokopel 1, apabila grafik fungsi kenaikan dan penurunan suhu digabungkan, didapat hasil berupa regresi pada setiap grafik. Berikut gambar grafik fungsi pada termokopel 2 :

20 40 60 800

200

400

600

800

1000

1200

1400

Suhu (°C)

Tega

ngan

(Vol

t)

Gambar 4.6 Grafik Fungsi Hubungan Tegangan dengan Kenaikan dan Penurunan Suhu pada Termokopel 2

Pada Gambar 4.6, didapat grafik fungsi hubungan antara besar tegangan yang didapat dengan kenaikan dan penurunan suhu pada termokopel 2. Sumbu x pada grafik fungsi tersebut adalah besar suhu dan sumbu y adalah besar tegangan. Seperti termokopel 1, pada grafik fungsi termokopel 2 didapat nilai error repeatability atau error pengulangan. Nilai error pengulangan yang didapat adalah sebesar 5%.

BAB V

KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan mengenai termokopel, didapat kesimpulan sebagai berikut :1. Termokopel menggunakan hukum temperatur, dimana alirannya bergerak dari temperatur

tinggi menuju temperatur rendah.2. Besar koefisien Seebeck pada termopel 1 adalah =51,20 µV/°C dan pada termopel 2

adalah = 28,46 µV/°C.3. Nilai error repeatability pada termokopel 1 adalah 5% dan pada termokopel 2 adalah 5%.4. Termokopel 1 lebih baik daripada termokopel 2 dalam pembacaan suhu.