LAPORAN R-LAB

DISIPASI KALOR HOT WIRE

NAMA/NPM : ARDHA BARIQ FARDIANSYAH / 1406553064

FAKULTAS / JURUSAN : TEKNIK / TEKNIK KIMIA

GRUP : GRUP 10

NOMOR & NAMA PERCOBAAN : KR 01 – DISIPASI KALOR HOT WIRE

MINGGU PERCOBAAN : PEKAN 4

TANGGAL PERCOBAAN : 22 MARET 2015

LABORATORIUM FISIKA DASAR

UPP IPD

UNIVERSITAS INDONESIA

I. TUJUAN

i. Menggunakan hotwire sebagai sensor kecepatan aliran udara

II. ALAT

i. Kawat Pijar (Hotwire)

ii. Fan

iii. Voltmeter dan Ampmeter

iv. Adjustable Power Supply

v. Camcorder

vi. Unit PC beserta DAQ dan Perangkat Pengendali Otomatis

III. TEORI

Pertama-tama, sebelum mengetahui lebih dalam mengenai Disipasi Kalor Hot Wire,

kita perlu untuk mengetahui arti dasar dari disipasi kalor itu sendiri. Disipasi Kalor merupakan

energi yang hilang dari suatu sitem masuk ke dalam lingkungan karena adanya gesekan,

viskositas, hambatan listrik, histerisis dalam zat magnetic dan lain-lain. Pengertian lainnya dari

disipasi kalor adalah fenomena keluarnya panas karena tubrukan atau gesekan di dalam

ruangan yang berisi kumpulan partikel. Gesekan atau friksi biasanya akan

menimbulkan panas. Contohnya dalam kehidupan sehari-hari antara lain menggesek-

gesekkan telapak tangan, mengamplas kayu dan besi, mengebor, membenturkan batu,

mengerem, menyalakan korek api, atau menstater motor dan mobil.

Energi disipasi dapat berarti energi yang hilang dari suatu sistem. Hilang dalam arti

berubah menjadi energi lain yang tidak menjadi tujuan suatu sistem. Timbulnya energi disipasi

secara alamiah tidak dapat dihindari 100%.

Disipasi kalor merupakan peristiwa timbulnya panas akibat gesekan antar partikel yang

berada dalam suatu ruang. Disipasi kalor terjadi dalam peristiwa sehari-hari seperti

menggosokkan kedua telapak tangan, mengerem mobil, mengampelas besi,menyalakan korek

api, dan lain-lain.

Hot-Wire Anemometer

Seiring dengan perkembangan zaman, manusia selalu mengembangkan berbagai

teknologi. Salah satunya adalah mengembangkan teknologi yang digunakan sebagai alat ukur

untuk meghasilkan hasil pengukuran yang lebih akurat. Sebagai contohnya adalah

pengembangan dari teknologi untuk mengukur kecepatan angin atau kecepatan dari aliran

udara turbulen. Kecepatan angin atau kecepatan dari aliran udara dapat diukur dengan

menggunakan prinsip dasar dari percobaan hot wire. Percobaan hot wire menghubungkan

antara kecepatan angin yang ada dengan besarnya tegangan yang diberikan dan dihasilkan dari

energi kalor yang berasal dari konversi energi listrik dari suatu daya listrik yang dihubungkan

dengan tegangan listrik. Salah satu jenis sensor yang banyak digunakan adalah hot wire

anemometer. Sebelum digunakan dalam pengukuran aliran, hot wire anemometer harus

dikalibrasi untuk menentukan suatu persamaan respon kalibrasi yang menyatakan suatu

hubungan antara tegangan kawat (wire voltage, E) dengan kecepatan referensi (reference

velocity, U). Anemometer hotwire adalah anemometer yang banyak digunakan dalam

penelitian untuk mempelajari kecepatan angin yang berubah cepat.

Anemometer termal atau hot wire anemometer merupakan satu sensor yang digunakan

untuk mengukur kecepatan fluida (angin) sesaat. Cara kerja dari sensor tersebut berdasarkan

atas jumlah panas yang hilang dengan cara konvektif dari sensor ke arah lingkungan sekeliling

dari sensor. Besarnya panas yang dipindahkan dari sensor secara langsung berhubungan

dengan kecepatan fluida yang melewati sensor. Jika hanya kecepatan fluida yang berubah,

maka panas yang hilang bisa diinterpretasikan sebagai kecepatan fluida tersebut. Kerja

anemometer termal atau hot wire anemometer mengikuti prinsip tabung pitot, yaitu dihitung

dari tekanan statis dan tekanan kecepatan.

Hotwire anemometer menggunakan kawat yang sangat kecil dan dialiri panas hingga

suhu diatas temperatur Ambient. Hotwire adalah kawat yang berukuran sangat kecil dan diberi

panas, jenis ini paling banyak digunakan untuk mengukur kecepatan fluida. Anemometer ini

dibuat dengan menggunakan diode seri yang dipanaskan oleh heater sehingga terjadi

perubahan karakteristik tegangan dan arus. Aliran angin yang lewat, akan membuat proses

pendinginan sehingga tegangan diode kembali naik dan diperoleh hubungan antara tegangan

diode dan kecepatan aliran angin.

Single normal probe adalah suatu tipe hotwire yang paling banyak digunakan sebagai

sensor untuk memberikan informasi kecepatan aliran dalam arah axial saja. Probe seperti ini

terdiri dari sebuah kawat logam pendek yang halus yang disatukan pada dua kawat baja.

Masing masing ujung probe dihubungkan ke sebuah sumber tegangan. Energi listrik yang

mengalir pada probe tersebut akan didispasi oleh kawat menjadi energi kalor. Besarnya energi

listrik yang terdisipasi sebanding dengan tegangan , arus listrik yang mengalir di probe tersebut

dan lamanya waktu arus listrik mengalir.

P = v i Δ t

Bila probe dihembuskan udara maka akan merubah nilai resistansi kawat sehingga

merubah besarnya arus listrik yang mengalir. Semakin cepat udara yang mengalir maka

perubahan nilai resistansi juga semakin besar dan arus listrik yang mengalir juga berubah.

Jumlah perpindahan panas yang diterima probe dinyatakan oleh overheat ratio yang

dirumuskan sebagai :

𝑶𝒗𝒆𝒓𝒉𝒆𝒂𝒕 𝑹𝒂𝒕𝒊𝒐 =𝑹𝒘

𝑹𝒂

Rw = resistansi kawat pada temperatur pengoperasian (dihembuskan udara)

Ra = resistansi kawat pada temperatur ambient (ruangan)

Hot wire probe harus dikalibrasi untuk menentukan persamaan yang menyatakan

hubungan antara tegangan kawat (wire voltage , E) dengan kecepatan referensi (reference

velocity , U) setelah persamaan diperoleh, kemudian informasi kecepatan dalam setiap

percobaan dapat dievaluasi menggunakan persamaan tersebut.Persamaan yang didapat

berbentuk persamaan linear atau persamaan polinomial.

Pada percobaan yang akan dilakukan yaitu mengukur tegangan kawat pada temperatur

ambient dan mengukur tegangan kawat bila dialiri arus udara dengan kecepatan yang hasilkan

oleh fan. Kecepatan aliran udara oleh fan akan divariasikan melalui daya yang diberikan ke fan

yaitu 70 , 110 , 150 dan 190 dari daya maksimal 230 m/s.

IV. PROSEDUR PERCOBAAN

Sebelum memulai prosedur percobaan, eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan meng-

klik tombol rLab pada halaman sitrampil.

1. Mengaktifkan Web cam ! (klik icon video pada halaman web r-Lab) !

2. Memberikan aliran udara dengan kecepatan 0 m/s , dengan meng”klik” pilihan drop

down pada icon “atur kecepatan aliran”.

3. Menghidupkan motor pengerak kipas dengan meng”klik” radio button pada icon

“menghidupkan power supply kipas.

4. Mengukur Tegangan dan Arus listrik di kawat hot wire dengan cara mengklik icon

“ukur”.

5. Mengulangi langkah 2 hingga 4 untuk kecepatan 70 , 110 , 150 , 190 dan 230 m/s

Berikut adalah susunan alat percobaan Disipasi Kalor Hotwire :

Gambar 1. Disipasi Kalor Hotwire

V. DATA PENGAMATAN

Pada percobaan Disipasi Kalor Hotwire, kecepatan aliran angin yang digunakan

mengalami beberapa perubahan antara lain yaitu 0 m/s, 70 m/s, 110 m/s, 150 m/s, 190 m/s,

dan 230 m/s. Berikut adalah hasil pengamatan percobaan Disipasi Kalor Hotwire :

i. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 0 m/s

No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

1 1 0 2.112 53.9

2 2 0 2.112 53.9

3 3 0 2.112 53.9

4 4 0 2.112 53.9

5 5 0 2.112 53.9

6 6 0 2.112 53.9

7 7 0 2.112 54

8 8 0 2.112 54

9 9 0 2.112 54

10 10 0 2.112 54.1

Rata-Rata 2.112 53,95

ii. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 70 m/s

No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

1 1 70 2.075 54.4

2 2 70 2.074 54.5

3 3 70 2.074 54.6

4 4 70 2.073 54.7

5 5 70 2.074 54.8

6 6 70 2.073 55

7 7 70 2.072 55.1

8 8 70 2.072 55.1

9 9 70 2.072 55.1

10 10 70 2.072 55.1

Rata-Rata 2.0731 54.84

iii. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 110 m/s

No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

1 1 110 2.057 55.1

2 2 110 2.056 55.3

3 3 110 2.056 55.5

4 4 110 2.056 55.5

5 5 110 2.056 55.4

6 6 110 2.057 55.2

7 7 110 2.057 55

8 8 110 2.058 54.7

9 9 110 2.057 54.6

10 10 110 2.057 54.5

Rata-Rata 2.0567 55.08

iv. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 150 m/s

No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

1 1 150 2.049 54.8

2 2 150 2.049 54.8

3 3 150 2.049 54.7

4 4 150 2.049 54.7

5 5 150 2.048 54.6

6 6 150 2.049 54.6

7 7 150 2.049 54.5

8 8 150 2.048 54.5

9 9 150 2.049 54.5

10 10 150 2.049 54.5

Rata-Rata 2.0488 54.62

v. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 190 m/s

No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

1 1 190 2.045 55.1

2 2 190 2.045 55.1

3 3 190 2.044 55

4 4 190 2.044 54.9

5 5 190 2.045 54.9

6 6 190 2.044 54.8

7 7 190 2.045 54.7

8 8 190 2.044 54.7

9 9 190 2.044 54.6

10 10 190 2.044 54.6

Rata-Rata 2.0444 54.84

vi. Tabel Pengamatan Saat Kecepatan Angin 230 m/s

No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

1 1 230 2.042 54.9

2 2 230 2.042 54.7

3 3 230 2.042 54.6

4 4 230 2.041 54.6

5 5 230 2.042 54.6

6 6 230 2.042 54.6

7 7 230 2.042 54.6

8 8 230 2.042 54.7

9 9 230 2.042 54.7

10 10 230 2.042 54.7

Rata-Rata 2.0419 54.67

VI. PENGOLAHAN DATA

VI.1 Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu

Melalui tabel data pengamatan percobaan Disipasi Kalor Hotwire, kita dapat membuat

grafik hubungan antara tegangan hotwire dengan waktu untuk setiap kecepatan angin.

a. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Aliran Angin 0 m/s

0

0.5

1

1.5

2

2.5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tega

nga

n (

v)

Waktu (s)

Grafik Hubungan Tegangan terhadap Waktu

No Waktu Kecepatan

Angin V-HW I-HW

1 1 0 2.112 53.9

2 2 0 2.112 53.9

3 3 0 2.112 53.9

4 4 0 2.112 53.9

5 5 0 2.112 53.9

6 6 0 2.112 53.9

7 7 0 2.112 54

8 8 0 2.112 54

9 9 0 2.112 54

10 10 0 2.112 54.1

Rata-Rata 2.112 53,95

b. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Aliran Angin 70

m/s

No Waktu Kecepatan

Angin V-HW I-HW

1 1 70 2.075 54.4

2 2 70 2.074 54.5

3 3 70 2.074 54.6

4 4 70 2.073 54.7

5 5 70 2.074 54.8

6 6 70 2.073 55

7 7 70 2.072 55.1

8 8 70 2.072 55.1

9 9 70 2.072 55.1

10 10 70 2.072 55.1

Rata-Rata 2.0731 54.84

2.07

2.071

2.072

2.073

2.074

2.075

2.076

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tega

nga

n (

v)

Waktu (s)

Grafik Hubungan Tegangan terhadap Waktu

c. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Angin 110 m/s

No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

1 1 110 2.057 55.1

2 2 110 2.056 55.3

3 3 110 2.056 55.5

4 4 110 2.056 55.5

5 5 110 2.056 55.4

6 6 110 2.057 55.2

7 7 110 2.057 55

8 8 110 2.058 54.7

9 9 110 2.057 54.6

10 10 110 2.057 54.5

Rata-Rata 2.0567 55.08

2.055

2.0555

2.056

2.0565

2.057

2.0575

2.058

2.0585

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tega

nga

n (

v)

Waktu (s)

Grafik Hubungan Tegangan terhadap Waktu

d. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Angin 150 m/s

No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

1 1 150 2.049 54.8

2 2 150 2.049 54.8

3 3 150 2.049 54.7

4 4 150 2.049 54.7

5 5 150 2.048 54.6

6 6 150 2.049 54.6

7 7 150 2.049 54.5

8 8 150 2.048 54.5

9 9 150 2.049 54.5

10 10 150 2.049 54.5

Rata-Rata 2.0488 54.62

2.0475

2.048

2.0485

2.049

2.0495

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tega

nga

n (

v)

Waktu (s)

Grafik Hubungan Tegangan terhadap Waktu

e. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Angin 190 m/s

No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

1 1 190 2.045 55.1

2 2 190 2.045 55.1

3 3 190 2.044 55

4 4 190 2.044 54.9

5 5 190 2.045 54.9

6 6 190 2.044 54.8

7 7 190 2.045 54.7

8 8 190 2.044 54.7

9 9 190 2.044 54.6

10 10 190 2.044 54.6

Rata-Rata 2.0444 54.84

2.0435

2.044

2.0445

2.045

2.0455

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tega

nga

n (

v)

Waktu (s)

Grafik Hubungan Tegangan terhadap Waktu

f. Hubungan Tegangan Hotwire dengan Waktu pada Kecepatan Angin 230 m/s

No Waktu Kecepatan Angin V-HW I-HW

1 1 230 2.042 54.9

2 2 230 2.042 54.7

3 3 230 2.042 54.6

4 4 230 2.041 54.6

5 5 230 2.042 54.6

6 6 230 2.042 54.6

7 7 230 2.042 54.6

8 8 230 2.042 54.7

9 9 230 2.042 54.7

10 10 230 2.042 54.7

Rata-Rata 2.0419 54.67

2.0405

2.041

2.0415

2.042

2.0425

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Tega

nga

n (

v)

Waktu (s)

Grafik Hubungan Tegangan terhadap Waktu

VI.2 Hubungan Tegangan Hotwire dengan Kecepatan Aliran Angin

Dalam upaya untuk menjawab pertanyaan mengenai grafik yang menghubungkan

antara tegangan hotwire dengan kecepatan aliran angin, maka kita dapat menentukannya

dengan meggunakan rata-rata tegangan rata-rata tiap kecepatan aliran angin yang dihubungkan

dengan kecepatan aliran angin. Dimana x adalah kecepatan angin dan y adalah tegangan rata-

rata tertentu tersebut.

No Kecepatan

Angin

Tegangan Rata-

Rata Hotwire

1 0 m/s 2.112

2 70 m/s 2.0731

3 110 m/s 2.0567

4 150 m/s 2.0488

5 190 m/s 2.0444

6 230 m/s 2.0419

y = -0.000298x + 2.1001

1.98

2

2.02

2.04

2.06

2.08

2.1

2.12

0 70 110 150 190 230

Tega

nga

n R

ata

-rat

a

Kecepatan Angin

Grafik Hubungan Kecepatan Aliran Angin dengan Tegangan

Persamaan garis grafik diatas dapat diketahui melalui persamaan dan perhitungan sebagai

berikut :

Kecepatan Angin (m/s) Tegangan (Volt) Xi2 Yi

2 XiYi

X Y

0 2.112 0 4.460544 0

70 2.0731 4900 4.297744 145.117

110 2.0567 12100 4.230015 226.237

150 2.0488 22500 4.197581 307.32

190 2.0444 36100 4.179571 388.436

230 2.0419 52900 4.169356 469.637

∑ 750 12.3769 128500 25.53481 1536.747

𝒃 =𝒏(∑𝑿𝒀) − (∑𝑿)(∑𝒀)

𝒏(∑𝑿𝟐) − (∑𝑿)𝟐

𝑏 =6(1536.747) − (750)(12.3769)

6(128500) − (750)2

𝒃 = −𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟐𝟗𝟖

𝒂 = ∑𝑿𝟐∑𝒀 − ∑𝑿∑𝑿𝒀

𝒏(∑𝑿𝟐) − (∑𝑿)𝟐

𝑎 = (128500 𝑥 12,3599) − (750 𝑥 1534,07)

6(128500) − (750)2

𝒂 = 𝟐. 𝟏001

Dari perhitungan diatas praktikan mendapatkan persamaan garis grafik hubungan

tegangan hotwire dengan kecepatan aliran angin adalah

𝒚 = 𝒃𝒙 ± 𝒂

𝒚 = −𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟐𝟗𝟖𝒙 ± 𝟐. 𝟏𝟎𝟎𝟏

Selain itu, praktikan juga mengukur kesalahan relatif melalui persamaan :

𝛅𝐲 = √𝟏

𝐧 − 𝟐[∑𝐘𝟐 −

∑𝐗𝟐(∑𝐘)𝟐 − 𝟐∑𝐗∑𝐘∑𝐗𝐘 + 𝐧(∑𝐗𝐘)𝟐

𝐧(∑𝐗𝟐) − (∑𝐗)𝟐]

𝛿𝑦 = √1

6 − 2[25.5348 −

128500(153.1876) − 2(750)(12.3769)(1536.747) + 6(1536.747)2

6(128500) − (750)2]

𝛿𝑦 = 0.0105286

𝛿𝑏 = 𝛿𝑦√𝑛

n(∑X2) − (∑X)2

𝛿𝑏 = 0.0105286√6

6(128500) − (750)2

𝛿𝑏 = 0.00005648

Kesalahan Relatif = |δb

b| x 100%

Kesalahan Relatif = |0.00005648

−0.000298| x 100% = 18.95 %

VII. ANALISIS

VII.1 Analisis Percobaan

Pada percobaan ini, praktikan melakukan percobaan R-Lab dimana praktikum dilakukan

secara remote. Keunggulan dari praktikum ini yaitu praktikan dapat dengan mudah

mendapatkan data percobaan kapan saja, karena praktikum ini berjalan secara online melalui

website khusus yang bernama sitrampil. Namun percobaan dengan sistem R-Lab ini memiliki

beberapa kelemahan, yaitu pengambilan data pada praktikum R-Lab ini harus secara

bergantian dengan praktikan lainnya, sehingga praktikan harus menunggu hingga R-Lab

kosong dan praktikan baru dapat mengakses R-Lab tersebut.

Percobaan R-Lab kali ini yaitu mengenai disipasi kalor hot wire. Percobaan ini memiliki

tujuan untuk menjadikan hot wire sebagai sensor kecepatan aliran udara. Hotwire berfungsi

sebagai sensor yang mendeteksi kecepatan aliran. Percobaan ini dilakukan dengan 6 jenis

kecepatan aliran fan yang berbeda antara lain yaitu 0m/s, 70 m/s, 110 m/s, 150 m/s, 190 m/s

dan 230 m/s. Hal ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kecepatan aliran udara dari kipas

terhadap tegangan pada hotwire.

Percobaan “Dispasi Kalor HotWire” ini dimulai dengan mengaktifkan Web cam, dengan

tujuan untuk menghindari praktikan dari kesalahan-kesalahan yang diakibatkan oleh prosedur

kerja yang tidak dikerjakan secara benar. Jika kita tidak mengaktifkan webcam, maka

percobaan akan rentan salah, sehingga data yang diambil akan mengalami kesalahan yang

berlanjut pada kesalahan pengolahan data maupun hasilnya, yaitu didapat nilai yang bukan

merupakan nilai yang sebenarnya, sehingga kita diharuskan untuk mengulang percobaan.

Setelah mengaktifkan webcam, hal yang dilakukan selanjutnya adalah memberikan aliran

udara sebesar 0 m/s, yaitu dengan mengklik pilihan drop down yang ada pada icon “atur

kecepatan aliran”. Kemudian setelah menyetel kecepatan aliran, motor penggerak kipas

dinyalakan dengan mengklik radio button pada icon “menghidupkan power supply kipas”.

Untuk mengukur tegangan dan arus listrik di kawat hotwire, kita bisa melakukannya dengan

mengklik icon “ukur”, maka akan terjadi pergerakan kipas dan perubahan tegangan. Setelah

menunggu beberapa detik, maka akan muncul data yang meliputi waktu, kecepatan aliran,

tegangan, dan arus yang dihasilkan. Percobaan dilanjutkan dengan mengubah kecepatan aliran

menjadi 70 m/s, 110 m/s, 150 m/s, 190 m/s dan 230 m/s, dengan prosedur yang sama seperti

saat pengukuran kipas dengan kecepatan 0 m/s

VII.2 Analisis Hasil

Pada percobaan “Disipasi Kalor Hotwire” yang telah dilakukan akan menghasilkan data

yang dapat kita telaah lebih mendalam mengenai kecenderungan apa yang timbul dari data

tersebut. Setelah melalui pengamatan dari tabel, maka dapat saya katakan bahwa semakin

besar kecepatan angin, maka tegangan akan cenderung mengalami penurunan, namun

penurunan nilai tegangannnya semakin lama akan semakin kecil, meskipun penurunan yang

terjadi sangatlah kecil sehingga dapat dikatakan bahwa jika penurunannya sangat kecil dapat

dianggap tidak berubah, karena tidak memengaruhi. Pada percobaan dapat diamati bahwa arus

mengalami kenaikan, hal ini disebabkan karena tegangan pada Hot wire turun sehingga arus

dapat menjadi besar. Namun, seperti halnya tegangan, kenaikan nilai arus semakin lama

semakin kecil , dimana jika kenaikannya sangat kecil dapat dianggap tidak berubah atau tidak

mengalami kenaikan karena pengaruhnya sangat kecil.

Arus dan tegangan yang dihasilkan tidak meningkat atau menurun secara konstan

tetapi mengalami fluktuasi. Hal ini disebabkan ketika probe dihembus angin, probe tidak

stabil sehingga data yang dihasilkan pun berubah-ubah naik turun. Tegangan yang menurun

dan arus yang mengalami peningkatan dan penurunan disebabkan angin yang menerjang

kawat menyebabkan nilai resistansi kawat berubah sehinnga nilai arus dan tegangan pada hot

wire juga berubah. Besar kecilnya perubahan resistansi mempengaruhi perubahan kalor yang

didisipasikan pada probe.

Nilai yang dihasilkan dari tegangan listrik akan semakin berkurang berbanding dengan

penambahan kecepatan angin yang diberikan sesuai urutannya. Hal ini dapat terjadi karena

pada alat percobaan disipasi kalor hotwire, yaitu tepatnya pada kawat hotwire, hotwire akan

mendapat panas sehingga suhu hotwire akan mencapai temperatur diatas temperatur ambient

(temperatur ruangan). Sebelum dialirkannya udara, kita dapat melihat bahwa tegangan yang

dihasilkan adalah konstan. Ketika fan (kipas) perlahan-lahan dihidupkan dan menghasilkan

angin, tegangan hotwire perlahan-lahan akan turun. Semakin kencang kecepatan aliran udara

yang melewati alat, maka akan semakin berkurang tegangan hotwire yang terbaca pada alat.

Hal ini karena penambahan kecepatan angin akan memberikan resistansi terhadap energi

listrik yang semakin besar, sehingga daya listrik yang dihasilkan akan semakin kecil yang

diikuti dengan perbandingan yang berbanding lurus energi kalor yang semakin kecil juga.

Persamaan yang di dapatkan pada percobaan kali ini :

𝒚 = −𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟐𝟗𝟖𝒙 ± 𝟐. 𝟏𝟎𝟎𝟏

VII.2 Analisis Grafik

VII.2.1 Hubungan Antara Tegangan dengan Waktu

Terdapat 6 grafik hubungan antara tegangan hotwire dengan perubahan waktudalam

tiap sekon. Pada grafik yang dihasilkan melalui hubungan antara tegangan dengan waktu dapat

diamati bahwa untuk satu kecepatan, seperti kecepatan selama 10 detik, tegangan mengalami

perubahan yang sangat kecil sehingga kenaikan dan penurunan grafik sangat kecil. Namun

antara kecepatan satu dengan yang lain, pada kecepatan diawal awal, seperti antara 0 m/s

dengan 70 m/s memiliki jarak yang sangat besar, hal ini dikarenakan oleh suatu keadaan

dimana semakin tinggi kecepatan, jarak antar grafik semakin kecil.

Semakin lama waktu yang diberikan, maka akan semakin besar tegangan yang terbaca

pada alat. Apabila kita kaitkan dengan persamaan energi untuk mendapatkan energi kalor dari

disipasi energi listrik, kita dapat melihat bahwa besarnya tegangan berbanding terbalik dengan

lamanya waktu. Hal ini sesuai dengan hasil percobaan yang didapat oleh praktikan bahwa

sebagian besar hasil percobaan melalui pemberian kecepatan angin yang berbeda-beda dalam

selang waktu yang lama, akan didapatkan besar tegangan yang semakin kecil pula.

VII.2.1 Hubungan Antara Tegangan dengan Kecepatan Aliran Udara

Pada grafik hubungan antara tegangan degan kecepatan, dapat dikatakan bahwa grafik

mengalami penurunan. Dapat dikatakan bahwa nilai kecepetan berbanding terbalik dengan

tegangan dan berbanding lurus dengan arus. Dimana semakin kecil nilai kecepatan maka

tegangan semakin besar dan semakin besar kecepatan angin maka semakin kecil nilai tegangan.

Namun, dapat diamati juga bahwa semakin besar kecepatan angin makan penurunan nilai

tegangan semakin kecil sampai mendekati 0. Hal ini menandakan bahwa grafik memiliki

gradien yang bernilai negatif.

Besarnya penurunan tegangan pada setiap pertambahan kecepatan angin tidak selalu

sama. Hal ini dikarenakan kesalahan-kesalahan pengukuran yang mungkin terjadi saat

dilakukannya percobaan. Apabila kita tinjau lebih dalam, tegangan yang terbaca pada alat

menjadi semakin menurun disebabkan karena perubahan arus listrik yang semakin bertambah.

Pertambahan arus listrik ini disebabkan oleh nilai resistansi kawat yang semakin membesar.

Nilai resistansi kawat yang semakin membesar ini sebanding dengan semakin besarnya

kecepatan aliran udara yang mengalir melewati kawat.

VII.3 Analisis Kesalahan

Dalam melaksanakan percobaan Disipasi Kalor Hotwire ini, terdapat faktor-faktor

kesalahan yang dapat mempengaruhi hasil percobaan yang diperoleh. Faktor – faktor tersebut

adalah :

1. Kesalahan yang mungkin terjadi dalam proses penghitungan akibat kesalahan

pembulatan maupun penggunaan aturan angka penting.

2. Koneksi internet yang kurang baik dan kurang mendukung dalam pemenuhan data yang

harus diambil dari internet, sehingga dalam melakukan percobaan remote ini, praktikan

melakukannya dengan terputus-putus yang membuat pengambilan data untuk

percobaan tidak maksimal.

3. Percobaan dilakukan secara online, sehingga sulit bagi praktikan untuk menentukan

faktor kesalahan lain secara menyeluruh.

Pada percobaan Disipasi Kalor Hotwire ini, praktikan mendapatkan kesalahan

relative sebesar 18.95 %. Kesalahan relative tersebut dapat terjadi karena kesalahan

pengukuran dan kesalahan penghitungan. Karena percobaan ini dilakukan dengan cara

remote, maka praktikan tidak dapat mengamati secara langsung dan jelas skala tegangan

yang terbaca pada alat. Terutama bila, dikaitkan dengan masalah yang mungkin terjadi

saat pengambilan data di internet, hal ini akan berpengaruh pada hasil data apabila

internet kita tidak sepenuhnya mendukung saat kita melakukan praktikum.

VIII. KESIMPULAN

1. Hotwire digunakan dengan tujuan untuk mengukur kecepatan angin atau sebagai sensor

kecepatan aliran udara. Kecepatan angin dapat diukur apabila kita sudah mengetahui

besar tegangannya

2. Peningkatan dari besarnya kecepatan aliran udara dapat memberikan dampak berbeda

pada besarnya arus. Arus akan mengalami peningkatan seiring dengan peningkatan

besar kecepatan aliran udara.

3. Waktu menagalami perbandingan yang lurus dengan tegangan. Semakin lama waktu

yang dibutuhkan maka tegangan juga semakin besar.

4. Tegangan berbanding lurus dengan arus dan berbanding terbalik dengan

kecepatan angin.

5. Besarnya energi listrik yang terdisipasi sebanding dengan tegangan, arus dan

waktu.

6. Kawat tidak dapat digunakan sebagai sensor pengukur kecepatan udara karena

sifatnya yang tidak stabil saat ditiup angin.

7. Single normal probe hotwire merupakan salah satu jenis hotwire yang umumnya

digunakan sebagai sensor untuk memberikan informasi kecepatan aliran dengan

menghubungkan kedua ujung probe dengan sumber tegangan.

8. Besarnya energi listrik yang terdisipasi sebanding dengan tegangan, arus listrik

yang mengalir di probe tersebut dan lamanya waktu arus listrik mengalir.

9. Semakin cepat udara yang mengalir maka perubahan nilai resistansi juga

semakin besar dan arus listrik yang mengalir juga berubah.

10. Persamaan linear yang menggambarkan hubungan antara kecepatan aliran udaradan

tegangan hotwire adalah

𝒚 = −𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟐𝟗𝟖𝒙 ± 𝟐. 𝟏𝟎𝟎𝟏

IX. REFERENSI

Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, John

Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

Yusuf, Alrijadjis, dan Legowo; Desain Sensor Kecepatan Angin dengan Kontrol Adaptif untuk

Anemometer Tipe Thermal. Surabaya: Teknik Elektro, Fakultas Teknik Elektro

Politeknik ITS