besaran dan satuan - materi

44
KODE : FISTER-BSP-PJJ-01 BESARAN, SATUAN, DAN PENGUKURAN Departemen Sains Terapan dan Lingkungan BAB III KEGIATAN PEMBELAJARAN A. KEGIATAN PEMBELAJARAN 1. Pengukuran 1. Lembar Informasi Sebelum melakukan kegiatan pengukuran, terlebih dahulu kita harus mengetahui besaran dan satuan yang akan diukur. Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Dalam fisika besaran terbagi atas besaran pokok dan besaran turunan. a. Besaran Pokok dan Besaraan Turunan Besaran pokok adalah besaran yang dianggap berdiri sendiri atau tidak tergantung/diturunkan dari besaran lain. Pada konferensi umum mengenai Berat dan Ukuran ke-14 pada tahun 1971, komite internasional telah menetapkan 7 besaran yang merupakan besaran pokok berdimensi dan 2 besaran pokok tidak berdimensi (besaran pelengkap). Sistem tersebut dikenal sebagai “Sistem International (SI)”. Besaran-besaran pokok yang ditetapkan di dalam Sistem International (SI) tersebut adalah sebagai berikut. Tabel 1. Besaran pokok. Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran-besaran pokok. Terdapat banyak sekali besaran turunan, misalnya kecepatan, percepatan, gaya, usaha, daya, volume, massa jenis, seperti ditunjukkan Tabel 2 berikut. Disusun : Hary Tridayanto Nurdi Ibnu Tanggal : Maret 2011 Revisi : 0 Tanggal : Halaman 4 dari 47

Upload: muhammad-septyadhi

Post on 03-Aug-2015

234 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

BAB III KEGIATAN PEMBELAJARAN

A. KEGIATAN PEMBELAJARAN 1. Pengukuran

1. Lembar Informasi

Sebelum melakukan kegiatan pengukuran, terlebih dahulu kita harus

mengetahui besaran dan satuan yang akan diukur. Besaran adalah sesuatu yang

dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Dalam fisika besaran terbagi atas

besaran pokok dan besaran turunan.

a. Besaran Pokok dan Besaraan Turunan

Besaran pokok adalah besaran yang dianggap berdiri sendiri atau tidak

tergantung/diturunkan dari besaran lain. Pada konferensi umum mengenai

Berat dan Ukuran ke-14 pada tahun 1971, komite internasional telah

menetapkan 7 besaran yang merupakan besaran pokok berdimensi dan 2

besaran pokok tidak berdimensi (besaran pelengkap). Sistem tersebut dikenal

sebagai “Sistem International (SI)”.

Besaran-besaran pokok yang ditetapkan di dalam Sistem International (SI)

tersebut adalah sebagai berikut.

Tabel 1. Besaran pokok.

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran-besaran pokok.

Terdapat banyak sekali besaran turunan, misalnya kecepatan, percepatan, gaya,

usaha, daya, volume, massa jenis, seperti ditunjukkan Tabel 2 berikut.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 4 dari 47

Page 2: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Tabel 2. Besaran turunan.

Besaran luas misalnya, adalah turunan dari besaran panjang. Besaran

percepatan merupakan turunan dari besaran panjang dan waktu.

b. Standar Besaran Pokok

Seringkali di Indonesia, terutama di daerah-daerah, dalam kehidupan sehari-

hari masih menggunakan satuan tidak standar untuk mengukur sesuatu.

Misalnya untuk mengukur panjang menggunakan satuan langkah, jengkal atau

depa. Besaran luas pun kadang menggunakan satuan tumbak, batu, atau patok.

Standar hanya diberikan untuk besaran-besaran pokok saja dan besaran lain

dapat diturunkan dari besaran pokok tersebut.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 5 dari 47

Page 3: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

1. Standar satuan panjang

Sebelum tahun 1960, standar satuan panjang didefinisikan sebagai panjang

antara dua goresan pada suatu batang terbuat dari Platina-Iridium yang

disimpan pada suatu ruangan yang terkontrol kondisinya. Standar ini sudah

ditinggalkan karena beberapa alasan, antara lain karena ketelitian dari

standar ini sudah tidak lagi memenuhi tuntutan Ilmu Pengetahuan dan

Teknologi yang menuntut ketelitian makin tinggi. Setelah standar panjang di

atas ditinggalkan pada tahun 1960, didefinisikan kembali standar panjang

baru, yaitu satu meter didefinisikan sebagai 1 650 763,73 kali panjang

gelombang cahaya oranye merah yang dipancarkan oleh lampu Krypton-86.

Pada tahun 1983, standar panjang ini didefinisikan kembali, yaitu satu

meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya di dalam vakum

selama waktu 1/299.791.458 detik. Standar ini yang berlaku hingga kini. Dari

definisi yang terakhir ini, maka dapat kita tetapkan bahwa kecepatan cahaya

di dalam vakum adalah 299 792 458 meter per sekon.

2. Standar satuan massa

Standar untuk satuan massa sistem Internasional adalah kilogram (kg).

Massa sebesar 1 kilogram didefinisikan sebagai masa sebuah benda

berbentuk silinder yang terbuat dari platina-iridium. Masa standar ini

berbentuk silinder dengan diameter 3,9 cm dan tinggi 3,9 cm. Kilogram

standar ini disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional, di Sevres,

Prancis dan ditetapkan pada tahun 1887. Duplikasi dari kilogram standar ini

disimpan di “National Institute of Standars and Technology (NIST) di

Gaithersburg, Md”. Bila kita mempunyai benda bermassa 5 kg, berarti benda

tersebut mempunyai massa 5 kali massa standar di atas. Untuk dapat

memperoleh gambaran massa dari berbagai benda yang ada di alam

semesta ini, lihat Tabel 3 berikut.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 6 dari 47

Page 4: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Tabel 3. Massa beberapa benda di alam.

3. Standar satuan waktu

Sebelum tahun 1960, waktu standar dinyatakan dalam hari matahari rata-

rata pada tahun1900. Sehingga satu detik didefinisikan sebagai (1/60)x

(1/60)x(1/24) hari matahari. Pada tahun 1960 satu detik didefinisikan

kembali, hal ini dilakukan untuk dapat memperoleh ketelitian yang tinggi,

yaitu dengan menggunakan Jam atom. Standar ini didasarkan pada prinsip

transisi atom (proses berpindahnya atom dari suatu tingkat energi ke tingkat

energi yang lebih rendah). Dalam alat ini, frekuensi transisi atom dapat

diukur dengan ketelitian sangat tinggi yaitu 10-12 Hz. Frekuensi ini tidak

bergantung pada lingkungan di mana jam atom ini berada. Oleh karena itu

satu detik didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan oleh atom Cesium

untuk bergetar sebanyak 9 192 631 770 kali. Dengan menggunakan jam

atom ini, waktu hanya berubah 1 detik setiap 300 000 tahun.

4. Standar satuan suhu

Satu Kelvin (K) adalah 1/273,16 kali suhu termodinamika titik tripel air

(CGPM ke-13, 1967). Dengan demikian, suhu termodinamika titik tripel air

adalah 273,16 K. Titik tripel air adalah suhu dimana air murni berada dalam

keadaan setimbang dengan es dan uap jenuhnya.

5. Standar satuan Kuat arus listrik

Satu Ampere (A) adalah kuat arus tetap yang jika dialirkan melalui dua buah

kawat yang sejajar dan sangat panjang, dengan tebal yang dapat diabaikan

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 7 dari 47

Page 5: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

dan diletakkan pada jarak pisah 1 meter dalam vakum, menghasilkan gaya 2

X 10-7 newton pada setiap meter kawat.

6. Standar satuan intensitas cahaya

Satu Candela (Cd) adalah intensitas cahaya suatu sumber cahaya yang

memancarkan radiasi monokromatik pada frekuensi 540 X 1012 hertz

dengan intensitas radiasi sebesar 1/683 watt per steradian dalam arah

tersebut (CGPM ke-16, 1979)

7. Standar satuan jumlah zat

Satu mol zat terdiri atas 6,025 x 1023 buah partikel. ( 6,025 x 1023 disebut

dengan bilangan avogadro ).

c. Pengukuran

Pengukuran adalah kegiatan membandingkan suatu besaran dengan besaran

sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Mengukur berarti membandingkan

sesuatu besaran yang diukur dengan besaran standar yang telah didefinisikan

sebelumnya. Pengukuran menunjukkan perbandingan langsung dari benda yang

diukur dengan beberapa skala asli. Pengukuran besaran panjang, misalnya suatu

batang besi adalah 5 meter, artinya bahwa panjang batang besi tersebut 5 kali

besar standar panjang yang telah didefinisikan.

d. Ketidakpastian Dalam Pengukuran

Mengukur selalu menimbulkan ketidakpastian, artinya, tidak ada jaminan

bahwa pengukuran ulang akan memberikan hasil yang tepat sama. Ada tiga

sumber utama yang menimbulkan ketidakpastian pengukuran, yaitu

ketidakpasian sistemik, ketidakpastian random/acak, dan ketidakpastian

pengamatan.

1. Ketidakpastian sistematik (sytemic error)

Ketidakpastian sistematik bersumber dari alat ukur yang digunakan atau

kondisi yang menyertai saat pengukuran. Bila sumber ketidakpastian

adalah alat ukur, maka setiap alat ukur tersebut digunakan akan

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 8 dari 47

Page 6: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

memproduksi ketidakpastian yang sama. Yang termasuk ketidakpastian

sistematik antara lain:

a) Ketidakpastian alat

Ketidakpastian ini muncul akibat kalibrasi skala penunjukan angka pada

alat tidak tepat, sehingga pembacaan skala menjadi tidak sesuai dengan

yang sebenarnya. Misalnya, kuat arus listrik yang melewati suatu hambatan

listrik sebenarnya 1,0 ampere, tetapi bila diukur menggunakan suatu

amperemeter tertentu selalu terbaca 1,2 ampere. Karena selalu ada

penyimpangan yang sama, maka dikatakan bahwa amperemeter itu

memberikan ketidakpastian sistematik sebesar 0,2 ampere.Untuk

mengatasi ketidakpastian tersebut, alat harus dikalibrasi setiap akan

digunakan.

b) Kesalahan titik nol

Ketidaktepatan penunjukan alat pada skala nol juga menyebabkan

ketidakpastian sistematik. Hal ini sering terjadi, tetapi juga sering

terabaikan. Sebagian besar alat umumnya sudah dilengkapi dengan sekrup

pengatur/pengenol. Bila sudah diatur maksimal tetap tidak tepat pada

skala nol, maka untuk mengatasinya harus diperhitungkan selisih kesalahan

tersebut setiap kali melakukan pembacaan skala.

c) Waktu respon yang tidak tepat

Ketidakpastian pengukuran ini muncul akibat dari waktu pengukuran

(pengambilan data) tidak bersamaan dengan saat munculnya data yang

seharusnya diukur, sehingga data yang diperoleh bukan data yang

sebenarnya. Misalnya, kita ingin mengukur periode getaran suatu beban

yang digantungkan pada pegas dengan menggunakan stopwatch. Selang

waktu yang diukur sering tidak tepat karena pengukur terlalu cepat atau

terlambat menekan tombol stopwatch saat kejadian berlangsung.

d) Kondisi yang tidak sesuai

Ketidakpastian pengukuran ini muncul karena kondisi alat ukur

dipengaruhi oleh kejadian yang hendak diukur. Misal, mengukur nilai

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 9 dari 47

Page 7: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

penguatan transistor saat dilakukan penyolderan, atau mengukur panjang

sesuatu pada suhu tinggi menggunakan mistar logam. Hasil yang diperoleh

tentu bukan nilai yang sebenarnya karena panas mempengaruhi objek yang

diukur maupun alat pengukurnya.

2. Ketidakpastian random (acak)

Ketidakpastian random umumnya bersumber dari gejala yang tidak

mungkin dikendalikan secara pasti atau tidak dapat diatasi secara tuntas.

Gejala tersebut umumnya merupakan perubahan yang sangat cepat dan

acak hingga pengaturan atau pengontrolannya di luar kemampuan kita.

Misalnya:

• Fluktuasi pada besaran listrik seperti tegangan listrik selalu mengalami

fluktuasi (perubahan terus menerus secara cepat dan acak). Akibatnya

kalau kita ukur, nilainya juga berfluktuasi. Demikian pula saat kita

mengukur kuat arus listrik.

• Getaran landasan. Alat yang sangat peka (misalnya seismograf) akan

melahirkan ketidakpastian karena gangguan getaran landasannya.

• Radiasi latar belakang. Radiasi kosmos dari angkasa dapat

mempengaruhi hasil pengukuran alat pencacah, sehingga melahirkan

ketidakpastian random.

• Gerak acak molekul udara. Molekul udara selalu bergerak secara acak

(gerak Brown), sehingga berpeluang mengganggu alat ukur yang halus,

misalnya mikro-galvanometer dan melahirkan ketidakpastian

pengukuran.

3. Ketidakpastian Pengamatan

Ketidakpastian pengamatan merupakan ketidakpastian pengukuran yang

bersumber dari kekurangterampilan manusia saat melakukan kegiatan

pengukuran. Misalnya metode pembacaan skala tidak tegak lurus

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 10 dari 47

Page 8: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

(paralaks), salah dalam membaca skala, dan pengaturan atau pengesetan

alat ukur yang kurang tepat.

e. Teknik Pengukuran

Pengukuran dalam fisika pada dasarnya dibedakan atas pengukuran secara

langsung dan pengukuran secara tidak langsung. Pengukuran langsung

merupakan pengukuran besaran secara langsung menggunakan alat ukurnya.

Misalnya, besaran suhu dapat langsung diukur menggunakan thermometer,

besaran panjang diukur menggunakan penggaris. Pengukuran tidak langsung

dilakukan dengan menghubungkan sifat benda yang akan diukur dengan

besaran yang telah teredia alat ukurnya.

1. Penyimpangan pada pengukuran langsung

Pengukuran langsung dibedakan menjadi pengukuran sekali dan

pengukuran berulang. Jika pengukuran dilakukan sekali, maka nilai X

(terukur) dan simpangan/sesatannya adalah sesatan taksiran. Sesatan

taksiran ini bergantung pada resolusi alat dan keberanian pengukur untuk

menjamin kebenaran hasil pengukuran. Misalkan jarum penunjuk angka

menunjukkan angka antara 26 dan 27, mendekati angka 27. Si pengukur

yakin bahwa nilai terukur X lebih besar dari 26,5 dan lebih kecil dari 26,9,

sehingga menuliskan hasil pengukuran 26,7 ± 0,2 cm. Sudah menjadi

kelaziman bahwa nilai sesatan taksiran tersebut diambil dari setengah

resolusi alat (skala terkecil) dengan tingkat kepercayaan 100%. Dengan

perjanjian ini, nilai X terukur di atas dapat dituliskan X = 26,7 ± 0,5 cm.

Pada pengukuran dilakukan berulang, nilai Xo dan ΔX (sesatan/

penyimpangan) ditentukan berdasarkan konsep statistik. Nilai Xo ditaksir

dari nilai rata-rata X = NX i.. Sesatannya merupakan sesatan statistik,

dapat dipilih simpangan baku terhadap nilai rata-rata.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 11 dari 47

Page 9: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Sx = NS x =

)1(

2

NNXX i

Dimana Sx = 1

2

NXX i

Makna statistik dari ungkapan ini adalah jika pengukuran diulang berkali-

kali, dan setiap kali pengulangan dihitung nilai rata-raanya, maka 68% dari

nilai rata-rata yang diperoleh berada pada interval X – Sx ≤ X ≤ X + Sx

2. Penyimpangan pada pengukuran tidak langsung

Jika ingin mengetahui nilai suatu besaran (misalnya besaran F), sedangkan

yang bias kita ukur hanyalah besaran X dan Y, dan di lain pihak kita punya

hubungan teoritis bahwa F = f(X,Y), maka nilai F yang kita peroleh dari fungsi

f(X,Y) akan terjangkit oleh adanya sesatan pada penngukuran X dan Y.

Penentuan sesatan dari pengukuran tidak langsung ini dapat dibedakan atas

tiga masalah.

a) Semua sesatan pengukuran merupakan sesatan taksiran

Jika semua sesatan pengukuran merupakan sesatan taksiran, maka

sesatan dari pengukuran tak langsung dapat ditentukan sebagai berikut.

ΔF = XF

∆x + XF

+ ∆y + … dengan tingkat kepercayaan 100%.

b) Semua sesatan pengukuran merupakan sesatan statistik

Jika semua sesatan pengukuran merupakan sesatan statistik, maka

dengan tingkat kepercayaannya 68% penjalaran sesatannya ditentukan

sebagai berikut.

ΔF = ....22

22

y

YFx

XF

c) Sesatan pengukuran merupakan campuran dari sesatan taksiran dan

sesatan statistik.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 12 dari 47

Page 10: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Jika sesatan campuran, tingkat kepercayaannya dijadikan 68% dengan

mengalikan kesalahan taksiran dengan 2/3, kemudian digunakan rumus

sesatan statistik.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 13 dari 47

Page 11: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

B. KEGIATAN PEMBELAJARAN 2. Alat Ukur

1. Lembar Informasi

a. Alat Ukur Panjang

(1) Meteran

Meteran, sering disebut pita ukur atau tape karena umumnya tersaji

dalam bentuk pita dengan panjang tertentu. Sering juga disebut rol meter

karena umumnya pita ukur ini pada keadaan tidak dipakai atau disimpan

dalam bentuk gulungan atau rol, seperti gambar berikut.

Gambar Rol Meter

Kegunaan utama meteran ini adalah untuk mengukur panjang atau jarak.

Meteran dapat digunakan pula untuk mengukur panjang dengan

mengukur sudut, baik sudut horizontal maupun sudut vertikal atau

lereng, membuat sudut siku-siku, dan membuat lingkaran. Meteran

mempunyai spesifikasi sebagai berikut.

a. Menggunakan satuan Inggris (inch, feet, yard) dan atau satuan metrik

(mm, cm, m).

b. Satuan terkecil yang digunakan mm atau cm , inch atau feet

c. Daya muai, yaitu tingkat pemuaian akibat perubahan suhu udara

d. Daya regang, yaitu perubahan panjang akibat tegangan atau tarikan

e. Penunjukkan angka nol ada yang dinyatakan tepat di ujung awal

meteran dan ada pula yang dinyatakan pada jarak tertentu dari ujung

awal meteran.

Daya muai dan daya regang meteran dipengaruhi oleh jenis meteran,

yang dibedakan berdasarkan bahan yang digunakan dalam

pembuatannya.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 14 dari 47

Page 12: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Terdapat berbagai jenis meteran, di antaranya pta ukur kain, pita ukur

baja, dan pita ukur baja alloy.

a. Pita ukur dari kain (metalic cloth)

Meteran ini terbuat dari kain linen dan anyaman kawat halus dari

tembaga atau kuningan. Sifat alat ini adalah fleksibel, mudah rusak,

pemuaian besar, dan ketelitiannya rendah.

b. Pita ukur baja (steel tape). Pita ini terbuat dari bahan baja. Sifat alat

ini adalah agak kaku, Tahan lama, Tahan air, Pemuaian lebih kecil ,

sehingga ketelitiannya tergolong agak teliti

c. Pita ukur baja aloy (steel alloy). Pita ini terbuat dari campuran baja

dan nikel. Sifat meteran ini adalah hampir tidak dipengaruhi suhu,

pemuaianya hanya 1/3 dari meteran baja, jadi alat ini lebih teliti,

Tahan lama dan tahan air

Cara menggunakan meteran ini sama seperti halnya kita mengukur

menggunakan penggaris, yaitu dengan merentangkan meteran ini dari

ujung satu ke ujung lain dari objek yang diukur. Namun demikian, untuk

hasil yang lebih akurat cara menggunkan alat ini sebaiknya dilakukan

sebagai berikut. Lakukan oleh 2 orang, seorang memegang ujung awal

dan meletakan angka nol meteran di titik yang pertama dan seorang lagi

memegang rol meter menuju ke titik pengukuran lainnya. Tarik meteran

selurus mungkin dan letakkan meteran di titik yang dituju, kemudian baca

angka meteran yang tepat di titik tersebut.

(2) Jangka Sorong

Jangka sorong adalah salah satu alat ukur yang banyak dipakai. Dapat

digunakan untuk mengukur ukuran-ukuran luar, dalam, dan kedalaman

suatu benda. Jangka sorong biasanya memiliki satuan mm atau inchi.

Jangka sorong umumnya terdiri atas batang pengukur dari baja anti karat

yang dikeraskan, mempunyai rahang ukur tetap pada salah satu ujungnya

dan bagian yang bergerak yang mempunyai rahang ukur dan skala nonius.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 15 dari 47

Page 13: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Skala nonius digerakkan dalam 1 bagian (unit) sepanjang batang sampai

kedua rahangnya bertemu benda kerja yang diukur. Umumnya 2 macam

skala dibuat dalam batang, satu dalam mm dan satunya lagi dalam inchi.

Bagian yang bergerakpun mempunyai 2 macam skala nonius, dalam mm

dan inchi mengikuti skala dari batang. Bagian-bagian jangka sorong

seperti ditunjukkan gambar berikut.

Gambar. Jangka sorong

Skala nonius adalah skala yang kedua.

Pembagian garis-garisnya lebih pendek

dari pembagian daris-garis pada skala

utama. Perbedaan dari kedua skala ini

adalah untuk memungkinkan mengukur

lebih teliti. Ketelitian dari skala nonius ada

bermacam-macam, diantaranya : 0,1 mm;

0,05 mm; 0,02 mm; 1/128” dan 0,001”

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 16 dari 47

Page 14: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Skala nonius 1/10mm dalam 9mm

Didalam skala nonius, 9 mm dibagi dalam

10 bagian yang sama. Jadi satu skala

panjangnya: 9mm : 10 = 0,9 mm. Satu

bagian skala utama mempunyai panjang 1

mm, selisih dari kedua skala ini adalah 1

mm – 0,9 mm = 0,1 mm

Jadi jangka sorong ini ketelitiannya 0,1 mm

Skala nonius 1/10 mm dalam 19 mm

Didalam skala nonius, 19 mm dibagi dalam

10 bagian yang sama. Jadi satu skala

panjangnya: 19 mm : 10 = 1,9 mm. Dua

bagian skala utama mempunyai panjang 2

mm, selisih dari kedua skala ini adalah:

2 mm – 1,9 mm = 0,1 mm

Jadi jangka sorong ini ketelitiannya 0,1 mm

tetapi lebih jelas pembacaannya.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 17 dari 47

Page 15: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Pada posisi tertutup, garis nol pada skala

nonius segaris dengan garis nol pada skala

utama. Untuk membaca ukuran (ukuran

pada jangka sorong), ada 3 bagian yang

perlu diperhatikan:

Pertama : jumlah mm pada skala utama

yang ada disebelah kiri dari garis nol pada

skala nonius, yang pertama-tama harus

dilihat. Misal : 7 mm nonius yang segaris

dengan garis sembarang pada skala utama

Misal : 10 garis = 10/20 = 0,5 mm

Kedua : jumlah pecahan dari mm dibaca

disebelah kanan dari garis nol pada skala

nonius, hitung jumlah garis-garis tersebut

dari garis nol sampai garis pada skala

Ketiga : ukuran seluruhnya adalah

penjumlahan dari ukuran-ukuran tersebut.

Pada sebelah kiri skala

Nonius : 7 mm

Jumlah pecahan : 0,5 mm

Ukuran seluruhnya : 7,5 mm

Contoh :

Di sebelah kiri skala nonius = 41 mm

Jumlah pecahan = 13 x 0,05 = 0,65 mm

Jumlah seluruhnya = 41,65 mm

Berikut adalah cara menggunakan jangka sorong.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 18 dari 47

Page 16: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Ukuran Luar

1. Gunakan bagian dalam dari

mulut pengukur, seperti dalam

gambar “benar” disamping.2. Gunakan bagian dalam dari

mulut pengukur, seperti dalam

gambar “benar” disamping.

3. Mengukur tegak lurus kepada

pusat (perhatikan gambar) dari

poros-poros tersebut akan

mendapatkan hasil yang benar.

Ukuran dalam

1. Mengukur dengan bagian luar

dari rahang pengukur ditambah

tebal dari rahang-rahang itu

sendiri.

x = ukurannya

y = pembacaan

2. Lubang yang lebih kecil dari 10

mm diukur dengan rahang silang.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 19 dari 47

Page 17: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Ukuran kedalaman

1. Untuk mengukur kedalaman,

gunakanlah batang kedalaman

dalam posisi tegak lurus.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 20 dari 47

Page 18: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

(3) Mikrometer

Pada industri-industri modern, dituntut ketelitian dari alat-alat ukur

untuk mengukur pekerjaan yang presisi. Jangka sorong tidak dapat

dipergunakan untuk pembacaan dengan ketelitian 0,01 mm dengan

tepat. Mikrometer dapat mengukur dengan ketelitian 0,01 mm sampai

0,001 mm. Kerugian dari mikrometer ialah jangkauan pengukurannya

pendek hanya 25 mm (bagian luar mikrometer). Mikrometer juga

dilengkapi dengan landasan yang dapat diubah-ubah, yaitu perbedaan

panjang sepanjang 100 mm. Gambar berikut menunjukkan bagian-bagian

mikrometer.

Gambar Mikrometer

Mikrometer terdiri dari bentuk dasar bingkai U (1) dengan landasan tetap

(2) disatu cabangnya dan batang pengukur (3) yang pada ujungnya

terdapat rahang bergerak (4), melalui cabang lain dari bingkai U tersebut.

Bidal/sarung pengukur (6) dipasang pada batang pengukur. Putaran dari

bidal/batang pengukur tersebut menyebabkan batang pengukur berputar

sesumbu. Menurut kisar dari ulir pada batang pengukur. Tingkatan

ukuran pada sarung pengukur dan pada laras skala (7) dapat dibaca

sebagai jarak antara 2 (dua) permukaan yang diukur. Pada temperatur 20

ºC, mikrometer mempunyai ketelitian yang tertinggi . Bingkai dilindungi

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 21 dari 47

Page 19: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

oleh penahan panas (8) yang terbuat dari plastik untuk menghindari

panas yang timbul langsung dari badan.

Pembagian skala pada mikrometer (metrik) adalah sebagai berikut. Kisar

pada batang pengukur pada mikrometer (metric) biasanya 0,5 mm, 1

(satu) putaran dari batang pengukur dapat menyebabkan batang

pengukur tersebut bergerak 0,5 mm arah memanjang. Keliling sarung

pengukur dibagi dalam 50 bagian. 1 putaran penuh dari sarung pengukur

adalah 0,5mm, maka: 1 bagian = 0,5 mm : 50 = 0,01 mm

Laras mempunyai skala

untuk sejumlah mm dan

skala yang lain untuk ½

mm. Sarung pengukur

dibagi dalam 50 bagian

melingkar.

Pembacaan ukuran pada mikrometer adalah Jumlah (mm) + Tengahan

(mm) + Peratusan dari sarung pengurang, seperti contoh berikut.

4 + 0,5 + 0 = 4,50 mm

15 + 0 + 0,02 = 15,02 mm

16 + 0,5 + 0,02 = 16,72 mm

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 22 dari 47

Page 20: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Terdapat berbagai jenis mikrometer, yaitu mikrometer pembacaan langsung,

mikrometer dengan penunjukkan angka, mikrometer angka digital, dan

mikrometer dengan rahang yang dapat diganti.

a. Mikrometer pembacaan langsung

Mikrometer ini dilengkapi dengan

penunjukkan angka (digit mekanik)

yang dapat menghilangkan

kesalahan pembacaan. Millimeter

ditunjukkan pada laras skala.

Per-puluhan dari milimeter ter-

dapat pada bagian yang berangka

(jendela) dan per-ratusan dapat

dibaca pada sarung pengukur. Per-

ribuan dari millimeter terdapat

pada vernier-nya.

b. Mikrometer dengan penunjukkan angka

Pembacaan dari kiri ke kanan milli-

meter ditunjukkan pada laras skala.

Semua pecahan dari millimeter (0,1

mm dan 0,01 mm) terdapat pada

bagian yang berangka (jendela).

c. Mikrometer angka (all-digital mikrometer)

Semua angka menunjukkan milime-

ter, per-puluhan dan per-ratusan.

Dua per-seribu ditunjukkan pada

skala

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 23 dari 47

Page 21: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

d. Mikrometer dengan rahang yang dapat diganti-ganti

Mikrometer ini diperlengkapi dengan

batang rahang yang berbeda-beda

panjangnya, untuk mengukur sampai

panjang 100mm. Setiap batang

rahang mempunyai perbedaan 25mm

dan ketelitiannya 0,01mm. Mikro-

meter seperti ini ada yang dapat

mengukur sampai 150 mm.

Cara menggunakan mikrometer adalah sebagai berikut.

Benda kerja bebas : satu tangan

Kelingking dan jari manis dari tangan

kanan memegang mikrometer, jari

yang lain memutar sarung pengukur

atau gigi geser. Dan tangan kiri

memegang benda kerja.

Benda kerja tercekam : dua

tangan

Kedua tangan dapat digunakan.

Pegang mikro-meter dengan

tangan kiri dan tangan kanan

digunakan untuk memutar gigi

geser.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 24 dari 47

Page 22: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Benda kerja yang banyak

Pemegang mikrometer dipakai

untuk mempercepat peng-

ukuran dari sejumlah benda

kerja yang sama.

Tangan kiri memegang benda

kerja dan tangan kanan memutar

gigi geser.

b. Alat Ukur Waktu

Waktu adalah selang antara dua kejadian/peristiwa. Misalnya, waktu siang

adalah sejak matahari terbit hingga matahari tenggelam, waktu hidup adalah

sejak dilahirkan hingga meninggal. Untuk peristiwa-peristiwa yang selang

terjadinya cukup lama, waktu dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar,

misalnya menit, jam, hari, bulan, tahun, abad dan lain-lain. 1 hari = 24 jam; 1

jam = 60 menit; dan 1 menit = 60 sekon. Sedangkan, untuk kejadian-kejadian

yang cepat sekali bisa digunakan satuan milisekon (ms) dan mikrosekon (µs).

Untuk keperluan sehari-hari, telah dibuat alat-alat pengukur waktu, misalnya

stopwatch dan jam tangan seperti terlihat pada gambar berikut.

Gambar Jam tangan dan stopwatch.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 25 dari 47

Page 23: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

c. Alat Ukur Massa

Dalam kehidupan sehari-hari, massa sering diartikan sebagai berat, tetapi

dalam tinjauan fisika kedua besaran tersebut berbeda. Massa tidak

dipengaruhi gravitasi, sedangkan berat dipengaruhi oleh gravitasi. Seorang

astronot ketika berada di Bulan beratnya berkurang dibandingkan ketika

berada di Bumi, karena percepatan gravitasi Bulan lebih kecil dibandingkan

percepatan gravitasi Bumi, tetapi massanya tetap sama dengan di Bumi. Bila

satuan SI untuk massa adalah kilogram (kg), satuan SI untuk berat adalah

newton (N).

Massa diukur dengan neraca lengan, berat diukur dengan neraca pegas,

seperti pada Gambar berikut. Neraca lengan dan neraca pegas termasuk jenis

neraca mekanik. Sekarang, sudah banyak digunakan jenis neraca lain yang

lebih teliti, yaitu neraca elektronik. Selain kilogram (kg), massa benda juga

dinyatakan dalam satuan-satuan lain, misalnya: gram (g), miligram (mg), dan

ons untuk massa-massa yang kecil; ton (t) dan kuintal (kw) untuk massa yang

besar. 1 ton = 10 kwintal = 1.000 kg 1 kg = 1.000 g = 10 ons.

Gambar Jenis-jenis neraca.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 26 dari 47

Page 24: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

d. Alat Ukur Suhu dan Tekanan

(1) Termometer Tanah (soil thermometer)

Kegunaan termometer tanah yaitu digunakan untuk menyelidiki

temperatur/suhu tanah. Suhu tanah terkait dengan perubahan lingkungan

dimana tanah berada. Di samping itu pula, perubahan suhu tanah dapat

dipengaruhi oleh aktivitas mikroiraganisme seperti proses penguraian,

fermentasi, pelapukan, perubahan kadar air, kadar udara, jenis mineral,

faktor biologi, dan lain-lain perubahan fisik biologi lainnya.

Bagian-bagian termometer tanah terdiri atas; pipa pelindung (mounting),

ujung besi penusuk, penekan tusukan, termometer tahap-1, dan

termometer tahap-2 seperti pada gambar berikut.

Gambar Salah satu jenis termometer tanah.

Termometer tanah ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut.

Digunakan untuk mengukur suhu tanah.

Bahan pipa pelindung/pengganjal termometer (mounting) terbuat dari

stainless steel .

Jangakauan pengukuran : –-30 C o sd. 50 Co.

Dapat mengukur dua tahapan lapisan tanah (bawah dan atas);

Ukuran panjang : 300 mm ;

Diameter : 10 mm.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 27 dari 47

Page 25: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Langkah penggunaan thermometer tanah ini adalah sebagai berikut.

Buka termometer dari tempatnya/pembungkusnya

Lihat dan baca skala termometer pada saat di udara

Coba tusukan pada tanah sambil menekan kepala tusukan sampai

sejauh 4 cm kepala tusukan berada di atas tanah, lihat gambar berikut.

Gambar. Penggunaan termometer tanah.

Baca kedua termometer, termometer-1 dan termometer-2.

(2) Barometer

Barometer digunakan untuk mengetahui dan meyakinkan adanya

perbedaan tekanan udara akibat ketinggian permukaan Bumi. Bagian-

bagian alat barometer terdiri atas jarum petunjuk, skala dalam satuan

KiloPascal (Kpa) atau setara dengan mmHG, dan badan barometer yang

terbuat dari bahan logam dan plastik, seperti gambar berikut.

Gambar barometer

Barometer tersebut memiliki Spesifikasi sebagai berikut.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 28 dari 47

Page 26: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Jenis barometer: Barometer dinding.

Skala pembacaan : 95 – 107 kPa.

Bahan pelindung : plastik atau logam.

Ukuran : Diameter 10 cm.

Barometer ini telah dikalibrasi berdasarkan oleh pabrik sehingga skala yang

ditunjukkan barometer sudah menyatakan skala tekanan pada saat kondisi

tempat dimana anda berada. Untuk menguji atau melihat apakah

barometer dapat bekerja dengan baik sesuai perubahan jarum skala

dengan tekanan udara, anda dapat membawanya ke tempat yang lebih

tinggi atau memasukkannya dalam suatu ruang yang dapat di atur tekanan

udaranya. Secara sederhananya anda dapat lakukan penempatan

barometer dalam balon karet dan ditiup sampai balon menggembung.

Berikan tekanan pada balon sambil memperhatikan jarum barometer. Jika

jarum bergerak, maka barometer masih baik. Simpanlah barometer ini di

tempat yang kering atau di letakkan pada dinding kelas atau ruang praktik

yang tidak lembab.

Dalam percobaan-percobaan yang terkait dengan pengaruh tekanan udara

seperti pada percobaan penentuan titik didih air, kecepatan bunyi,

pemuaian gas dan hal-hal lainnya yang berkenaan dengan faktor koreksi

atas ketidakpastian pengukuran perlu dipertimbangkan besaran tekanan

udara sekitar. Untuk masing-masing daerah, tentunya dapat terjadi

perbedaan, bergantung pada ketinggian di atas permukaan laut. Sebagai

pedoman skala barometer estándar, bahwa pada permukaan laut atau di

dekat pantai tekanan udara adalah sebesar 760 mmHg atau 76 Kpa.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 29 dari 47

Page 27: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

e. Alat Ukur Listrik

(1) Amperemeter

Amperemeter merupakan alat untuk mengukur arus listrik. Bagian

terpenting dari amperemeter adalah galvanometer. Galvanometer bekerja

dengan prinsip gaya antara medan magnet dan kumparan berarus.

Galvanometer dapat digunakan langsung untuk mengukur kuat arus searah

yang kecil. Semakin besar arus yang melewati kumparan semakin besar

simpangan pada galvanometer. Amperemeter terdiri dari galvanometer

yang dihubungkan paralel dengan resistor yang mempunyai hambatan

rendah. Tujuannya adalah untuk menaikan batas ukur amperemeter. Hasil

pengukuran akan dapat terbaca pada skala yang ada pada amperemeter.

Gambar. Galvanometer dan amperemeter.

Cara menggunakan amperemeter adalah sebagai berikut. Misalkan kita

akan mengukur kuat arus yang melewati rangkaian seperti pada gambar

berikiut.

Gambar a. gambar rangkaian sederhana dengansumber arus dc. b. rangkaian sebenarnya

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 30 dari 47

Page 28: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Amperemeter harus dimasang secara seri dengan lampu, sehingga harus

memutus salah satu ujung kabel, selanjutnya hubungkan kedua ujung kabel

tersebut pada amperemeter.

Gambar Rangkaian cara menggunakanamperemeter.

Hati-hati saat membaca skala yang digunakan, karena harus

memperhatikan batas ukur yang digunakan. Misalnya menggunakan batas

ukur 1 A, pada skala tertulis angka dari 0 sampai dengan 10. Ini berarti saat

jarum amperemeter menunjuk angka 10 kuat arus yang mengalir hanya 1

A. Jika menunjukkan angka 5 berarti kuat arus yang mengalir 0,5 A. Secara

umum hasil pengamatan pada pembacaan amperemeter dapat dituliskan:

Hasilpengamatan =

Skala yang ditunjuk jarumAmperemeterSkala maksimal

x Batas ukurAmperemeter

Bagaimana jika saat mengukur kuat arus, jarum menyimpang melewati

batas ukur maksimal? Ini berarti kuat arus yang diukur lebih besar dari

batas ukur alat. Batas ukur harus diperbesar dengan menggeser batas ukur,

jika masih memungkinkan. Jika tidak, harus dipasang hambatan shunt

secara paralel pada amperemeter seperti pada gambar berikut ini.

Gambar Rangkaian hambatan shunt (Rsh) amperemeteruntuk memperbesar batas ukurnya

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 31 dari 47

Page 29: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Besar hambatan shunt yang dipasang pada Amperemeter tersebut adalah:

Rsh = Hambatan shunt satuannya Ω (dibaca Ohm)n = Kelipatan batas ukur = I / IAI = Batas ukur sesudah dipasang hambatan shunt (A)IA = Batas ukur sebelum di pasang hambatan shunt (A)RA = Hambatan dalam Amperemeter ( Ω )

Untuk lebih memahami uraian di atas, pelajari contoh soal berikut ini.

a) Berapa kuat arus yang mengalir pada rangkaian berikut ini?Diketahui: Skala maksimal = 10

Batas ukur = 5A

Ditanya: Hasil pengamatan?

Jawab: Hasil pengamatan = 4/10

x 5 A = 2 A

b) Suatu Amperemeter mempunyai hambatan dalam 4 Ω , hanya mampu

mengukur sampai 5 m A. Amperemeter tersebut akan digunakan untuk

mengukur arus listrik yang besarnya mencapai 10 A. Tentukan besar

hambatan shunt yang harus dipasang secara paralel pada

Amperemeter.

Diketahui:IA = 5 m A = 5.10–3A ; I = 10 A ; RA = 4 Ω ; Ditanya: Rsh?

Jawab :

n = I/IA = 10 A / 5.10–3° = 2000

Rsn = 1/(n-1). RA = 1/(200-1). 4 Ω = 2.10–3 Ω

(2) Voltmeter

Voltmeter adalah alat untuk mengukur tegangan listrik atau beda potensial

antara dua titik. Voltmeter juga menggunakan galvanometer yang

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 32 dari 47

Page 30: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

dihubungkan seri dengan resistor. Perbedaan antara voltmeter dengan

amperemeter adalah sebagai berikut.

a) Amperemeter merupakan galvanometer yang dirangkai dengan

hambatan shunt secara seri, pada voltmeter secara paralel.

b) Hambatan Shunt yang dipasang pada amperemeter nilainya sangat kecil

sedangkan pada voltmeter sangat besar.

Gambar Salah satu jenis voltmeter.

Cara menggunakan voltmeter berbeda dengan cara menggunakan

amperemeter. Voltmeter harus dipasang paralel pada kedua ujung yang

akan dicari beda tegangannya. Misalkan akan mengukur beda tegangan

antara ujung-ujung lampu pada gambar berikut.

Gambar Rangkaian dengan sumber arus DC dan cara mengukurtegangan.

Cara mengukur tegangan cukup mengatur batas ukur pada alat dan

langsung hubungkan dua kabel dari voltmeter ke ujung-ujung lampu.

Hasil pengamatan =Skala jarumVoltrmeter

Skala maksimalx Batas ukur Voltmeter

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 33 dari 47

Page 31: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Seperti pada saat menggunakan amperemeter, jika jarum pada voltmeter

melewati batas skala maksimal, berarti beda potensial yang diukur lebih

besar dari kemampuan alat ukur, sehingga kita harus memperbesar batas

ukur. Caranya dengan memasang resistor (hambatan muka) secara seri

pada voltmeter seperti gambar berikut.

Gambar Rangkaian hambatan muka (Rm) padavoltmeter untuk memperbesar batas ukurnya.

Besar hambatan muka yang dipasang pada voltmeter tersebut adalah

Rm = (n-1) Rv,

dengan

Rm = hambatan muka (Ω)n = V/Vv = kelipatan batas ukur voltmeterVv = batas ukur Voltmeter sebelum dipasang hambatan muka (Volt)V = batas ukur Voltmeter setelah dipasang hambatan muka (Volt)Rv = hambatan dalam Voltmeter ( Ω )

Contoh:

Sebuah Voltmeter mempunyai hambatan dalam 3 kΩ dapat mengukur

tegangan maksimal 5 Volt. Jika ingin memperbesar batas ukur voltmeter

menjadi 100 Volt, tentukan hambatan muka yang harus dipasang secara

seri pada Voltmeter.

Diketahui : Rv = 3 k Ω; Vv = 5 Volt; V = 100 Volt; Ditanya: Rm?

Jawab :

n = V/ Vv = 100 V / 5 V = 20

Rm = (n – 1) . Rv

= (20 – 1) . 3 k Ω = 57 k

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 34 dari 47

Page 32: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Catatan :

Alat ukur yang dipelajari di atas adalah untuk arus searah (DC). Jika ingin

digunakan pada arus bolak-balik harus disesuaikan dengan menambahkan

dioda.

(3) AVO Meter

AVO meter sering disebut multimeter atau multitester, alat ini biasa

dipakai untuk mengukur harga resistansi (tahanan), tegangan AC

(Alternating Current), tegangan DC (Direct Current), dan arus DC. Bagian-

bagian AVO meter seperti ditunjukkan gambar di bawah.

Gambar Berbagai jenis AVO meter/multimeter yangada di pasaran

Gambar Bagian-bagian AVO meter/multimeter.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 35 dari 47

Page 33: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Dari gambar AVO meter dapat dijelaskan bagian-bagian dan fungsinya :

a) Sekrup pengatur kedudukan jarum penunjuk (zero adjust screw),

berfungsi untuk mengatur kedudukan jarum penunjuk dengan cara

memutar sekrupnya ke kanan atau ke kiri dengan menggunakan obeng

pipih kecil.

b) Tombol pengatur jarum penunjuk pada kedudukan zero (zero ohm

adjust knob), berfungsi untuk mengatur jarum penunjuk pada posisi nol.

Caranya : saklar pemilih diputar pada posisi Ω (Ohm), test lead +

(merah) dihubungkan ke test lead – (hitam), kemudian tombol pengatur

kedudukan 0 Ω diputar ke kiri atau ke kanan sehingga menunjuk pada

kedudukan 0 Ω

c) Saklar pemilih (range selector switch), berfungsi untuk memilih posisi

pengukuran dan batas ukurannya. AVO meter biasanya terdiri dari

empat posisi pengukuran, yaitu :

(1) Posisi Ω (Ohm) berarti AVO Meter berfungsi sebagai ohmmeter,

yang terdiri dari tiga batas ukur : x 1; x 10; dan K Ω.

(2) Posisi ACV (Volt AC) berarti AVO Meter berfungsi sebagai voltmeter

AC yang terdiri dari lima batas ukur : 10; 50; 250; 500; dan 1000.

(3) Posisi DCV (Volt DC) berarti AVO meter berfungsi sebagai voltmeter

DC yang terdiri dari lima batas ukur : 10; 50; 250; 500; dan 1000.

(4) Posisi DCmA (miliampere DC) berarti AVO meter berfungsi sebagai

mili amperemeter DC yang terdiri dari tiga batas ukur : 0,25; 25; dan

500.

Tetapi ke empat batas ukur di atas untuk tipe AVO meter yang satu

dengan yang lain batas ukurannya belum tentu sama.

d) Lubang kutub + (V A W Terminal), berfungsi sebagai tempat masuknya

test lead kutub + yang berwarna merah.

e) Lubang kutub – (common terminal), berfungsi sebagai tempat

masuknya test lead kutub - yang berwarna hitam.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 36 dari 47

Page 34: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

f) Saklar pemilih polaritas (polarity selector switch), berfungsi untuk

memilih polaritas DC atau AC.

g) Kotak meter (meter cover), berfungsi sebagai tempat komponen-

komponen AVO meter.

h) Jarum penunjuk meter (knife–edge pointer), berfungsi sebagai penunjuk

besaran yang diukur.

i) Skala (scale), berfungsi sebagai skala pembacaan meter.

Penggunaan AVO meter adalah sebagai berikut. Pertama-tama jarum

penunjuk meter diperiksa apakah sudah tepat pada angka 0 pada skala

DCmA , DCV atau ACV posisi jarum nol di bagian kiri (perhatikan gambar a!),

dan untuk skala ohmmeter posisi jarum nol di bagian kanan (perhatikan

gambar b!), Jika belum tepat harus diatur dengan memutar sekrup

pengatur kedudukan jarum penunjuk meter ke kiri atau ke kanan dengan

menggunakan obeng pipih (-) kecil.

Gambar Kedudukan normal jarum penunjuk meter.

a) AVO Meter untuk Mengukur Resistansi

Jangan mengukur resistansi rangkaian yang ada tegangannya.

Pengukuran resistansi, diawali dengan pemilihan posisi saklar pemilih

AVO meter pada kedudukan Ω dengan batas ukur x 1.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 37 dari 47

Page 35: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Gambar Posisi saklar dipasang pada Ω.

Test lead merah dan test lead hitam saling dihubungkan dengan tangan

kiri, kemudian tangan kanan mengatur tombol pengatur kedudukan

jarum pada posisi nol pada skala Ω. Jika jarum penunjuk meter tidak

dapat diatur pada posisi nol, berarti baterainya sudah lemah dan harus

diganti dengan baterai yang baru.

Gambar Pemasangan test lead.

Langkah selanjutnya kedua ujung test lead dihubungkan pada ujung-

ujung resistor yang akan diukur resistansinya. Cara membaca

penunjukan jarum meter sedemikian rupa sehingga mata kita tegak

lurus dengan jarum meter dan tidak terlihat garis bayangan jarum

meter.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 38 dari 47

Page 36: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Gambar Posisi range selector.

Supaya ketelitian tinggi kedudukan jarum penunjuk meter berada pada

bagian tengah daerah tahanan. Jika jarum penunjuk meter berada pada

bagian kiri (mendekati maksimum), maka batas ukurnya diubah dengan

memutar saklar pemilih pada posisi x 10. Selanjutnya dilakukan lagi

pengaturan jarum penunjuk meter pada kedudukan nol, kemudian

dilakukan lagi pengukuran terhadap resistor tersebut dan hasil

pengukurannya adalah penunjukan jarum meter dikalikan 10 Ω.

Gambar Penunjukkan jarum meter.

Apabila dengan batas ukur x 10 jarum penunjuk meter masih berada di

bagian kiri daerah tahanan, maka batas ukurnya diubah lagi menjadi KΩ

dan dilakukan proses yang sama seperti waktu mengganti batas ukur x

10. Pembacaan hasilnya pada skala KΩ yaitu angka penunjukan jarum

meter dikalikan dengan 1 KΩ.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 39 dari 47

Page 37: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Gambar Penunjukkan jarum meter.

b) AVO Meter untuk Mengukur Tegangan DC

Pengukuran tegangan DC (misal dari baterai atau power supply DC),

diawali AVO meter diatur pada kedudukan DCV dengan batas ukur yang

lebih besar dari tegangan yang akan diukur.

Gambar Test lead negatif dan positif.

Test lead merah pada kutub (+) AVO meter dihubungkan ke kutub

positip sumber tegangan DC yang akan diukur, dan test lead hitam pada

kutub (-) AVO meter dihubungkan ke kutub negatip (-) dari sumber

tegangan yang akan diukur. Hubungan semacam ini disebut hubungan

paralel.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 40 dari 47

Page 38: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Gambar Posisi selector pada VDC.

Untuk mendapatkan ketelitian yang paling tinggi, usahakan jarum

penunjuk meter berada pada kedudukan paling maksimum, caranya

dengan memperkecil batas ukurnya secara bertahap dari 1000 V ke 500

V; 250 V dan seterusnya. Dalam hal ini yang perlu diperhatikan adalah

bila jarum sudah didapatkan kedudukan maksimal jangan sampai batas

ukurnya diperkecil lagi, karena dapat merusakkan AVO meter.

Gambar Perhatikan batas ukur alat.

c) AVO Meter untuk Mengukur Tegangan AC

Gambar AVO meter untuk Mengukur Tegangan AC.

Pengukuran tegangan AC dari suatu sumber listrik AC, saklar pemilih

AVO meter diputar pada kedudukan ACV dengan batas ukur yang paling

besar misal 1000 V.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 41 dari 47

Page 39: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Gambar Selector pasang di VAC.

Kedua test lead AVO meter dihubungkan ke kedua kutub sumber listrik

AC tanpa memandang kutub positif atau negatif.

Gambar Pemasangan test lead positif dan negatif.

Selanjutnya caranya sama dengan cara mengukur tegangan DC di atas.

Gambar Hasil pengukuran tegangan.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 42 dari 47

Page 40: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

d) AVO Meter Untuk Mengukur Arus DC

Gambar AVO meter untuk Mengukur Arus DC

Pengukuran arus DC dari suatu sumber arus DC, saklar pemilih pada

AVO meter diputar ke posisi DCmA dengan batas ukur 500 mA.

Gambar Posisi selektor pada DCmA.

Kedua test lead AVO meter dihubungkan secara seri pada rangkaian

sumber DC

Gambar Pengukuran arus listrik.

Bila simpangan terlalu kecil, lakukan pengecekan apakah cakupan sudah

benar dan pembacaan masih dibawah cakupan pengukuran di

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 43 dari 47

Page 41: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

bawahnya bila ya, matikan power supply pindahkan knob pada cakupan

yang lebih kecil.

Gambar Penunjukkan skala multimeter.

Ketelitian paling tinggi didapatkan bila jarum penunjuk AVO meter pada

kedudukan maksimum. Untuk mendapatkan kedudukan maksimum,

saklar pilih diputar setahap demi setahap untuk mengubah batas

ukurnya dari 500 mA; 250 mA; dan 0, 25 mA.

Gambar Pemilihan batas ukur.

Yang perlu diperhatikan adalah bila jarum sudah didapatkan kedudukan

maksimal jangan sampai batas ukurnya diperkecil lagi, karena dapat

merusakkan AVO meter.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 44 dari 47

Page 42: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

Gambar Perhatikan batas ukur maksimum.

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 45 dari 47

Page 43: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

2. Lembar Kerja/Tugas (Terpisah)

3. Lembar Evaluasi (Terpisah)

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 46 dari 47

Page 44: Besaran Dan Satuan - Materi

KODE :FISTER-BSP-PJJ-01

BESARAN, SATUAN, DANPENGUKURAN

Departemen Sains Terapandan Lingkungan

DAFTAR PUSTAKA

Halliday., Resnict., Terjemahan: Silaban, Pantur., Sucipto, Erwin., 1985, Fisika, Jilid 1,edisi ketiga, Erlangga, Jakarta

Kertiasa, Nyoman, 1993, Fisika 1 Untuk Sekolah Menengah Umum, DikdasmenDepdikbud, Jakarta.

Waluyanti, Sri., dkk, 2008, Alat Ukur dan Teknik Pengukuran, Dikdasmen Depdiknas, Jakarta.

Mashuri, dkk,. 2008, Fisika –non Teknologi, Dikdasmen Depdiknas, Jakarta.

Modul praktik fisika dasar, Laboratorium Fisika, Vedca

Disusun : Hary Tridayanto Nurdi IbnuTanggal : Maret 2011

Revisi : 0Tanggal :

Halaman 47 dari 47