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

PERANCANGAN VOLTMETER DC SEDERHANA

I. Tujuan percobaan

Mahasiswa mengetahui dan memahami cara kerja Voltmeter DC

Mahasiswa mengetshui Karakteristik Voltmeter DC

Mahasiswa mengenal komponen kumparan putar

Mahasiswa mengetahui cara menghitung tahanan seri

II. Alat dan Bahan

1. 1 Catu daya dc variabel.

2. 2 potensiometer, 47 k dan 100 k.

3. 1 kumparan putar.

4. 1 volt meter digital

5. Resistor-resistor yang sesuai.

III. Teori Dasar

Voltmeter adalah salah datu alat ukur yang paling sering digunakan dalam

industri elektronika. Voltmeter dc sederhana menggunakan meter kumparan putar

(meter movement) yang sensitif terhadap arus, yang kemudian dikalibrasi

terhadap besaran tegangan. Meter kumparan putar yang demikian digunakan

sebagai voltmeter. Untuk memperbesar kemampuan batas ukur voltmeter dari

kumparan putar tersebut, perlu ditambahkan resistor secara seri yang disebut

sebagai resistor pengali (multiplier).

IV. Langkah percobaan

A. Menentukan tahanan dalam dari kumparan putar dengan 3 cara berikut,

kemudian ambil nilai rata-ratanya.

1. Metoda Tahanan –variabel (gambar 1)

(a) Atur potensiometer 47 k ke maksimum dan sumber tegangan ke

minimum.

(b) Naikkan tegangan perlahan-lahan sampai 1 volt.

(c) Turunkan tahanan potensiometer perlahan-lahan sampai didapatkan

pembacaan skala penuh pada meter.

(d) Putuskan jalur rangkaian ke potensiometer, kemudian ukur nilai tahanan

potensiometer dengan menggunakan ohmmeter. (diusahakan jangan

melepaskan potensiometer dari papan percobaan, untuk mencegah nilai

potensiometer berubah). Catat nilai tahanan ini sebagai R1 .

(e) Sambungkan kembali potensiometer dengan rangkainnya kemudian

naikan perlahan-lahan tahanan potensiometer sampai pembacaan

setengah skala, kemudian catat nilai tahanan ini sebagai R2.

(f) Hitung tahanan dalam dari kumparan putar dengan persamaan berikut :

Rm1= R2 - 2R1

Gambar 1. Metoda tahanan variabel

2. Metoda Potensiometer (Gambar 2)

(a) Atur potensiometer 47 k ke maksimum dan sumber tegangan ke

minimum.

(b) Naikkan perlahan-lahan tegangan ke 1 volt.

(c) Kurangi tahanan potensiometer perlahan-lahan sampai didapat

pembacaan skala penuh pada kumparan putar.

(d) Hitung tahanan dalam, Rm2 , dari kumparan putar dengan menggunakan

nilai tegangan dan arus yang dibaca dari voltmeter dan ampermeter.

Gambar 2. Metoda potansiometer

3. Metoda tahanan Shunt (gambar 3)

(a) Hubungkan rangkaian seperti gambar 3, dan atur tahanan potensiometer

100 k sampai diperoleh pembacaan skala penuh pada kumparan putar.

(b) Tutup saklar S1 dan ubah potensiometer 47 k sampai jarum kumparan

putar persis setengah skala.

(c) Putuskan hubungan potensiometer 47 k dari rangkaiannya, kemudian

ukur nilai tahanannya dengan menggunakan ohmmeter. Catat nilai ini

sebagai nilai Rm3

Gambar 3. Metoda resistor shunt

4. Hitung tahanan dalam rata-rata dari kumparan putar dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut.

Rm( rata-rata )=Rm1+Rm2+Rm3

3

B. Merancang voltmeter sederhana.

1. Dengan menggunakan kumparan putar yang telah diukur tahanan dalamnya,

rancang sebuah voltmeter dengan lima batas ukur berikut.

(a) 0 ke 1 volt

(b) 0 ke 2 volt

(c) 0 ke 5 volt

(d) 0 ke 10 volt

(e) 0 ke 20 volt

kemudian hitung nilai tahanan seri (pengali) yang diperlukan untuk masing-

masing batas ukur tersebut diatas ( R s1 , R s2 , R s3 , R s4 , Rs5 ) .

2. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 4. Gunakan tahanan pengali yang

sudah dihitung.

Gambar 3. Rangkaian percobaan

3. Lakukan pengujian pada alat yang sudah saudara rancang dengan cara

memberikan tegangan maksimum pada masing-masing batas ukur sehingga

jarum menunjukkan skala maksimum. Ukur tegangan yang diberikan tersebut

dengan menggunakan voltmeter, apakah sama dengan nilai batas ukurnya.

4. Hitung dan catat persen kesalahan dari setiap batas ukur pada meter yang

saudara buat dengan persamaan berikut:

Persen Kesalahan=V S−V BUV S

x 100 %

dimana

Vs = tegangan sumber yang diukur dengan voltmeter.

VBU = tegangan Batas Ukur dari voltmeter yang dirancang.

5. Buat kesimpulan dari percobaan yang saudara lakukan.

V. Hasil dan Tabel Pengukuran

Metoda Resistor Varabel

Metoda Potensiometer

Metoda ResistorShunt

Tahanan dalamKumparanPutar

R1 = 15,76 V (mV) = 243,6R2 = 36,5 I (mA) = Rm1 = 4,98 KΩ Rm2 = 4,87KΩ Rm3 = 4,15 KΩ Rm = 4,6 KΩ

Tabel 1. Tahanan dalam kumparan putar

Batas Ukur(Volt)

TahananPengali

Vs PersenKesalahan

1 V 20 – 4,6 = 15,4 KΩ 1,081 V 7,5 %2 V 40 – 4,6 = 35,4 KΩ 2,018 V 0,89 %5 V 100 – 4,6 = 95,4

KΩ5,30 V 5,6 %

10 V 200 – 4,6 = 195,4 KΩ

10,07 6,95 %

20 V 400 – 4,6 = 395,4 KΩ

20,05 2,49 %

Tabel 2. Data voltmeter

VI. Analisis dan Jawab Pertanyaan

Dari data diatas dapat dianalisis bahwa kumparan putar dapat difungsikan sebagai

voltmeter DC, namun masih memiliki persen kesalahan yang tinggi. Hal tersebut

disebabkan karena adanya tegangan DC yang membebani rangkaian jadi selisih

antara tegangan yang di ukur dengan batas ukur masih ada.

Jawab Pertanyaan :

1. Parameter apa saja yang diperlukan dari sebuah kumparan putar agar bisa

digunakan sebagai voltmeter dc dengan batas ukur yang berbeda – beda ?

Tegangan DC pada rangkaian, arus yang masuk pada rangkaian, dan tahanan

resistor atau potensiometer yang dipakai.

2. Sebutkan cara kerja dari sebuah kumparan putar ?

Cara kerja Kumparan putar :

o Konduktor pada kumparan putar yang diberi arus listrik dalam rangkaian

maka disekitarnya akan menimbulkan medan magnet, medan magnet

itulah yang menggerakkan jarum penunjuk pada kumparan putar sehingga

menunjukkan nilai 50 MikroA.

o Arus DC yang mengalir ke rangkaian kemudian ke potensiometer di kaki

satu dan keluar di kaki tiga dan melalui kumparan putar. Pada kumparan

putar itulah arus DC mengalir dari kiri ke kanan sehingga kumparan

bergerak searah jarum jam.

3. Terangkan bagaimana sebuah kumparan putar dapat dipakai sebagai alat ukur

tegangan dc !

Pada dasarnya kumparan putar bekerja berdasarkan arus DC, jadi dapat

dikatakan memang kumparan putar bekerja jika ada teganngan DC, tegangan

yang berupa volt DC masuk ke dalam rangkaian kemudian mengalir arus DC

pada rangkaian dan menyebabkan kumparan putar tersebut bekerja.

4. Tuliskan kesimpulan untuk percobaan ini !

Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa kumparan putar bekerja jika ada

tegangan DC yang kemudian mengalirlah arus DC kemudian arus tersebut

menyebabkan kumparan putar bekerja dan menunjukkan nilai tertentu pada

skala penunjukannya .

VII. Kesimpulan

Dari keseluruhan data dapat disimpulkan bahwa parameter yang diperlukan

sebuah kumparan putar agar bisa digunakan sebagai voltmeter DC ialah

Tegangan DC pada rangkaian, arus yang masuk pada rangkaian, dan tahanan

resistor atau potensiometer yang dipakai. Cara kerja sebuah kumparan putar

disebabkan adanya tegangan DC yang masuk pada rangkaian kemudian mengalir

arus DC pada rangkaian tersebut melalui sebuah potensiometer dan menuju

kumparan putar pada kumparan putar arus itu menunjukkan skala maksimal

sebesar 50MikroA.