LAPORAN PRAKTIKUM

ALAT UKUR DAN PENGUKURAN

PENGUKURAN TEGANGAN AC NON SINUS DENGAN

VOLTMETER AC

1 November 2012

Kelompok : 3

Nama : Heryadi Kusumah

Partner : Kenny Akbar Islami

Maria Goriety P

Miantami H S P

Program Studi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elekttro

Politeknik Negeri Bandung

2012/2013

PENGUKURAN TEGANGAN AC NON SINUS DENGAN VOLTMETER AC

I. Tujuan Percobaan

Mahasiswa mengetahui cara megukur tegangan ac non sinus dengan

mengunakan voltmeter ac.

Mahasiswa mengetahui faktor pembanding antara gelombang sinus dan

gelombang non sinus.

II. Alat dan Bahan

1 buah volt meter

1 buah osiloskop

1 buah Function Generator

1 dioda penyearah jembatan

III. Teori dasar

Dalam suatu tegangan bolak-balik (AC), parameter yang perlu diketahui

adalah bentuk gelombang, frekuensi dan besarnya. Besar tegangan bolak-balik

yang dapat diukur adalah :

a) harga puncak, Vp (nilai maksimum, Vm)

b) harga puncak ke puncak, Vpp

c) harga efektif, Vef (Vrms)

d) harga rata-rata , Vrt (Vdc)

Kebanyakan tipe alat ukur voltmeter AC ditera (dikalibrasi) dalam harga

efektif bentuk sinus, sehingga untuk mengukur tegangan efektif non sinus

harus ada cara tersendiri pada saat pembacaan hasil pengukuran.

Rumus untuk mencari harga efektif dan harga rata-rata :

V ef=√1T∫ f ( t )2 dt

V rt=1T∫ f ( t ) dt

Dari persamaan di atas bisa didapat hubungan antara :

Vp dan Vef yang disebut faktor puncak, fp

Vef dan Vrt yang disebut faktor bentuk, fb

f p=V pV ef

; dan fb=V ef

V rt

Tabel berikut menujukkan nilai dari faktor puncak fp dan faktor bentuk fb,

dari berbagai bentuk gelombang.

Tabel 1. Nilai faktor puncak

Bentuk tegangan bolak-

balik

Faktor puncak

fp

Faktor bentuk

fb

Sinus √2 = 1.41 1.11

Segiempat 1.00 1.00

Segitiga √3 = 1.731.15

Gigigergaji √3 = 1.731.15

Pengukuran tegangan AC biasanya dinyatakan dalam harga efektif dan

pengkalibrasiannya dinyatakan untuk bentuk tegangan sinusoidal. Dari tabel

diatas bisa dilakukan 2 cara untuk mendapatkan nilai efektif yaitu :

1. Mengukur harga puncak (Vp), kemudian harga puncak tadi dibagi dengan

faktor puncak.

2. Mengukur harga rata-rata (Vrt), kemudian harga rata-rata tadi dikalikan

dengan faktor bentuk.

Mengukur harga puncak digunakan rangkaian detektor puncak (dioda

kapasitor) dan untuk mengukur harga rata-rata digunakan rangkaian

penyearah. Kebanyakan alat ukur ac menggunakan penyearah untuk

memperoleh harga efektif.

Pengukuran tegangan bolak-balik non sinus bila dibaca dengan voltmeter

yang ditera dalam sinus akan terjadi kesalahan hasil pengukuran. Untuk

memperoleh hasil pengukuran yang benar perlu dilakukan cara-cara sebagai

berikit.

1. Hasil pembacaan harus dibagi dengan faktor bentuk sinus yaitu 1,11. Ini

berarti kita memperoleh nilai tegangan rata-rata dari tegangan ac non sinus

yang diukur.

2. Hasil tegangan rata-rata tadi dikalikan dengan faktor bentuk tegangan

yang diukur sehingga menjadi nilai efektifnya.

Tabel berikut memuat faktor pengali untuk menemukan harga efektif dari

berbagai bentuk gelombang bolak-balik.

Tabel 2. Faktor Pengali

Bentuk tegangan yang hendak

diukur

Penunjukan alat ukur dikalikan

dengan

Sinus 1.00

Segi empat 0.90

Segi tiga 1.04

Gigi gergaji 1.04

IV. Langkah – langkah Percobaan

1. Melakukan pengukuran tegangan ac (sinus, segitiga, segiempat,dan

gigigergaji) menggunakan voltmeter ac sinus tanpa mengalikan dengan

faktor pengali kemudian membandingkannya dengan perhitungan dan

nyatakan kesalahannya.

2. Gunakan sumber tegangan ac (function generator) pada frekuensi 400 Hz,

dan tegangan Vp = 2 volt, diukur dengan osiloskop dan hitung secara teori

nilai Veff-nya untuk setiap bentuk gelombang, catat hasilnya pada tabel 3

kolom 3. Ukur nilai tegangan efektif ini dengan menggunakan voltmeter

analog dan catat nilainya pada tabel 3, kolom 4.

3. Hitung kesalahannya dalam persen dengan menggunakan persamaan

berikut.

Persen kesalahan =|Vef ( teori ) - Vef ( ukur )|Vef ( ukur ) x 100%

catat hasilnya pada tabel 3 kolom 5.

4. Kemudian hitung nilai Vef untuk setiap bentuk gelombang dengan cara

mengalikan Vef yang diukur volt meter sinus (kolom 4) dengan faktor

pengali, dan catat hasilnya pada tabel 3 kolom 6. Kemudian hitung

kesalahannya dengan cara yang sama seperti diatas, dibandingkan dengan

nilai teori, dan catat hasilnya pada tabel 3 kolom 7.

5. Melakukan pengukuran Vrt dari sinyal ac dengan menggunakan rangkaian

penyearah dan menentukan tegangan Vef = Vrt x fb, untuk setiap bentuk

gelombang ac seperti pada tabel dibawah ini.

Rangkaian untuk pengukuran tegangan rata-rata:

Gambar 1. Rangkaian penyearah

V. Data dan Hasil Pengamatan

Bentuk Sinyal Tegangan SumberTeori Vef =

Vp / fpPengukuran

Analog Digital

Sinus 400 Hz 2 Vp 1,41 V 1,3 V 1,2 VSegiempat 400 Hz 2 Vp 2 V 2,1 V 2,1 VSegitiga 400 Hz 2 Vp 1,1 V 1 V 0,9 VGigigergaji 400 Hz 2 Vp 1,1 V 0,9 V 0,9 V

Tabel 1 Hasil Pengamatan Pecobaan

Tabel. 4 Pengukuran tegangan dengan penyearah

Bentuk Sinyal

Tegangan Sumber

Teori V rt (diukur)

Vef = Vrt x fb

Kesalahan

Bentuk Sinyal Tegangan SumberKesalahan

Analog DigitalSinus 400 Hz 2 Vp 7.60% 16.60%Segiempat 400 Hz 2 Vp

-4.76%-4.76%

Segitiga 400 Hz 2 Vp 10% 22.20%Gigigergaji 400 Hz 2 Vp 22.20% 22.20%

Bentuk SinyalV ef x Faktor Pengali Kesalahan Analog Digital Analog Digital

Sinus 400 Hz 1,3 V 1,2 V 7.60% 16.60%Segiempat 400 Hz

1,89 V1,89 V 5.82% 5.82%

Segitiga 400 Hz 1,04 V 0,936 V 5.76% 17.52%Gigigergaji 400 Hz

0,936 V0,936 V 17.52% 17.52%

(Vp)dengan

penyearahD A D A D A

Sinus 400 Hz 2 Vp 1.4 1.0 0.7 1.11 0.77 26.13% 81.80%

Segiempat 400 Hz

2 Vp 2 1.66 1.15 1.66 1.15 20.48% 73.90%

Segitiga 400 Hz

2 Vp 1.1 0.80 0.4 0.92 0.46 19.56% 175.00%

Gigigergaji 400 Hz

2 Vp 1.1 0.67 0.4 0.77 0.46 44.15% 175.00%

VI. Analisis dan Jawab Pertanyaan

Dari percobaan yang telah dilakukan dapat dianalisis bahwa pengukuran

bentuk sinyal segiempat melebihi nilai dari hasil teorinya, sehingga

menimbulkan kesalahan yang hasilnya minus, bentuk sinyal gigi gergaji

memiliki tingkat kesalahan yang paling besar diatara bentuk sinyal lainnya

baik itu saat pengukuran dengan voltmeter analog maupun digital.

Jawab Pertanyaan :

1. Pada percobaan langkah 1, untuk bentuk gelombang non sinus yang mana

terjadi kesalahan (Tabel 3, kolom 5) yang paling besar ?

Gigi Gergaji

2. Pada Percobaan langkah 4, apakah Vef yang didapat dari hasil pengukuran

Vrt terlebih dahulu apakah sama dengan Vef yang didapat secara teori ?

Berbeda, karena pada pengukuran Vrt terdapat pembebanan rangkaian

disebabkan adanya tahanan dalam (Rd) pada voltmeter AC. Sementara

secara teori nilai Vef didapat dari nilai Vp

√2 untuk sinus,

Vp

√3 untuk

bentuk sinyal segitiga dan segiempat.

3. Buat kesimpulan dari praktek ini !

Diperoleh kesimpulan satu bahwa, bentuk sinyal tidak hanya berupa sinus

namun juga ada bentuk sinyal segitiga, segiempat, dan gigi gergaji.

Diperoleh kesimpulan dua bahwa, cara untuk melihat bentuk sinyal

tersebut dapat menggunakan alat yakni function generator, kemudian

bentuk sinyal tersebut muncul di sebuah alat oscilloscope.

Diperoleh kesimpulan dua bahwa, Nilai Vrt adalah nilai tegangan dc

ketika sudah disearahkan pada langkah percobaan 2. Dengan

menggunakan penyearah (dioda).

VII. Kesimpulan

Dari percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa :

1. Bentuk gigigergaji mempunyai kesalahan paling besar

2. Semakin kecil nilai Vrt maka akan menyebabkan kesalahan yang semakin

besar

3. Semakin besar Vrt maka kesalahan semakin kecil

4. Nilai faktor pengali sangat berpengaruh terhadap perubahan persen

kesalahan (%) pada setiap bentuk sinyal baik itu nilai kesalahannya dapat

turun maupun naik .