print

LAPORAN PRAKTIKUM

Pengukuran Besaran ListrikDosen : Bpk. Agus Murnomo

{ Pengenalan Alat Ukur Listrik Analog }Nama : Tofan Aryanto

NIM : 5301406024

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2012

A. TUJUAN PRAKTIKUM

Setelah melakukan kegiatan praktikum, diharapkan mahasiswa dapat :

1. Menjelaskan arti simbol-simbol yang ada pada alat ukur listrik dengan benar.

2. Menggunakan alat ukur-listrik dengan benar sesuai besaran listrik yang

diukur.

3. Menentukan perluasan batas ukur secara tepat dari alat-ukur yang digunakan.

4. Menganalisis kesalahan hasil pengukuran yang dilakukan dengan benar.

B. TEORI DASAR

Sebelum menggunakan alat ukur listrik analog seperti ampermeter, voltmeter,

wattmeter, AVO-meter (multimeter) dsb, suatu hal yang perlu dipahami adalah

arti simbol-simbol yang ada pada alat ukur tersebut. Dengan memahami arti

simbol-simbol akan mengurangi kesalahan didalam pemakaian alat-ukur. Simbol-

simbol yang terdapat pada alat-ukur (sesuai VDE 0410) diantaranya diperlihatkan

pada gambar berikut :

= Alat ukur tipe kumparan putar dengan magnet permanen

= Alat ukur tipe besi putar

= Pemakaian alat ukur hanya untuk arus bolak-balik satu fasa

= Pemakaian alat ukur untuk arus searah dan arus bolak-balik

1.5 = Alat ukur dengan kesalahan 1,5 % dari BU (Batas Ukur)

= Pemakaian alat ukur untuk posisi vertikal (berdiri)

= Pemakaian alat ukur untuk posisi horizontal (datar)

= Isolasi alat ukur listrik sudah diuji pada tegangan 500 volt

Kelas Alat-ukur (ketelitian alat ukur)

Kelas alat ukur dibagi menjadi 2 kelompok yaitu :

Kelompok 1 (alat-ukur absolute/ meter presisi/ meter untuk kalibrasi),

mempunyai kelas 0,1; 0,2; & 0,5 artinya mempunyai kesalahan relatif ±

0,1% ; ± 0,2% dan ± 0,5% dari batas ukur.

Kelompok 2 (alat-ukur sekunder/ meter kerja), mempunyai kelas 1 ; 1,5 ; 2,5 ;

dan 5 artinya mempunyai kesalahan relatif ± 1% ; ± 1,5% ; ± 2,5% dan ± 5%

dari batas ukur.

˜̃

Kesalaan Pengukuran

Contoh : suatu alat-ukur (misal voltmeter) mempunyai BU 60 V. Alat ukur

tersebut mempunyai kelas 2,5. Dengan demikian kesalahan alat-ukur dari alat-alat

tersebut adalah ± 2,5% dari 60 V = ± 2,5% x 60 V = ± 1,5 V

Kesalahan ukur ini (±1,5V) terjadi disepanjang garis skala disebut kesalahan

mutlak.

Oleh karena itu kesalahan relatif menjadi lebih besar untuk nilai kurang dari 60

V. Penjelasan uraian tersebut diatas dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran

lebih akurat ada pada daerah 2/3 bagian skala kekanan dan semakin tidak

akurat pada daerah 2/3 bagian skala kekiri.

Pemasangan Alat-ukur

Ampermeter selalu dihubung seri terhadap rangkaian beban.

Voltmeter selalu dihubung paralel terhadap rangkaian beban

C. ALAT DAN BAHAN YANG DIPERLUKAN

1. Sumber tegangan DC 3 V (atau rang.power supply keluaran 3 V) 1 buah

2. Voltmeter DC 1

buah

3. Ampermeter DC 1 buah

4. Multimeter (AVO meter) 1 buah

5. Resistans 100 1 buah

330 1 buah

470 1 buah

510 1 buah

1000 1 buah

6. Saklar tunggal 1 buah

7. Kabel penghubung secukupnya

Toleransi 5 % (gelang “emas”)

D. LANGKAH KERJA

1. Pengukuran Arus

a Membuat rangkaian seperti gb.1 dengan sumber tegangan 3 V dan resistans

100 .

Perhatikan :

Sebelum melakukan pengukuran mencatat kelas alat-ukur dan batas

ukurnya, serta mencatat toleransi dari setiap resistans.

Sebelum saklar “S” ditutup, yakinlah bahwa :

Jarum penunjuk berada pada posisi nol.

Rangkaian yang dibuat sudah benar.

Pemasangan alat-ukur sudah sesuai polaritasnya.

Menutup saklar “S”, membaca nilai arus pada ampermeter dan mencatat

hasil pengukuran pada tabel 1.

b Melakukan hal yang sama untuk nilai R = 330 ; 470 ; 510 dan 1 k

2. Pengukuran Tegangan

a Membuat rangkaian seperti gb.2 dengan sumber tegangan 3 V dan resisitans

100 .

Perhatikan :

Sebelum melakukan pengukuran catat kelas alat-ukur dan batas ukurnya,

serta catat toleransi dari setiap resistans.


Jarum penunjuk berada pada posisi nol.

Rangkaian yang dibuat sudah benar.

Pemasangan alat-ukur sudah sesuai polaritasnya.

Tutup saklar “S”, baca nilai arus pada ampermeter dan catat pada tabel 2.

b Melakukan hal yang sama untuk nilai R = 330 ; 470 ; 510 dan 1 k.

E. DATA PENGUKURAN

Tabel.1 – Pengukuran Arus

Resistans

()

Arus

(mA)

Kesalahan Nilai rentangan

hasil pengukuran arusMutlak (mA) Relatif (%)

100 ±5 % 48BU.100

2.0 (2 mA)

4,16 % 46 mA – 50 mA

330 ±5 % 15 13,33 % 13 mA – 17 mA

470 ±5 % 11 18,18 % 9 mA – 13 mA

510 ±5 % 10 BU.10

2.0 (0,2 mA)

2 % 9,8 mA – 10,2 mA

1000 ±5 % 4,9 4,08 % 4,7 mA – 5,1 mA

Kesimpulan :

Jika nilai resistansi semakin besar, maka arus yang mengalir akan semakin

kecil (dan sebaliknya)

Kesalahan mutlak bernilai sama di sepanjang garis skala yaitu 2 mA (untuk

Amperemeter dengan BU.100mA) dan 0,2 mA (untuk Amperemeter dengan

BU.10 mA)

Semakin ke kiri (mendekati nol) maka nilai kesalahan relatif akan semakin

besar (dan sebaliknya)

Nilai arus sebenarnya berada diantara nilai rentangan hasil pengukuran arus

Tabel. 2 – Pengukuran Tegangan

Resistans

()

Tegangan

(Volt)

Kesalahan Nilai rentangan

hasil pengukuran

tegangan

Mutlak (Volt) Relatif (%)

100 ±5 % 5,1

BU.10 volt

1 % = ± 0,1 volt

1,96 % 5,0 volt – 5,2 volt

330 ±5 % 5,2 1,92 % 5,1 volt – 5,3 volt

470 ±5 % 5,2 1,92 % 5,1 volt – 5,3 volt

510 ±5 % 5,2 1,92 % 5,1 volt – 5,3 volt

1000 ±5 % 5,2 1,92 % 5,1 volt – 5,3 volt

Kesimpulan :

Jika nilai resistansi bertambah besar, maka tegangan akan bertambah besar

pula dan jika nilai resistansi semakin kecil maka, tegangan akan semakin kecil

Kesalahan mutlak bernilai sama di sepanjang garis skala yaitu sebesar 0,1 volt

(untuk multimeter)

Semakin ke kiri (mendekati nol) maka nilai kesalahan relatif akan semakin

besar (dan sebaliknya)

Nilai tegangan sebenarnya berada diantara nilai rentangan hasil pengukuran

tegangan

F. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Suatu nilai yang terukur pada meter entah itu nilai arus (Ampere), tegangan (volt),

maupun hambatan (Ohm) bukanlah nilai yang sebenarnya (murni), karena

terdapat faktor kesalahan ukur sistematis (karena pengaruh lingkungan dan juga

kesalahan instrumental) yang menyebabkan jarum penunjuk tidak menunjukkan

nilai (skala) yang sebenarnya. Nilai murni akan didapatkan jika dilakukan

perhitungan secara teoritis dengan menyertakan nilai kelas ukur (kesalahan ukur)

dan toleransi.

Contoh :

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

....................................................................................................................................

G. KESIMPULAN

Jika perhitungan dilakukan dengan menyertakan nilai toleransi pada resistans

dan nilai kesalahan mutlak (arus maupun tegangan) maka akan diperoleh hasil

yang berada pada nilai rentangan hasil pengukuran.

H. JAWABAN TUGAS

1. Mengapa pemsangan alat-ukur harus memperhatikan polaritas (tanda + & -) ?

Jawab : karena jika alat-ukur dipasang dengan terbalik (tidak sesuai

polaritas) maka alat-ukur tidak akan menunjukkan suatu nilai / jarum

penunjuk bergerak ke arah yang terbalik dari yang seharusnya (jarum

bergerak menuju ke arah negatif/ kurang dari nol)

2. BU.skala atas 80 Volt dan BU.skala bawah 15 Volt. Maka nilai yang

ditunjukkan oleh jarum berharga :

a Skala atas : 34,5 Volt

b Skala bawah : 7 volt

c Bentuk skala voltmeter : skala non linier

d Posisi pemakaian alat-ukur : tegak lurus

e Tegangan uji isolasi alat ukur : 1000 Volt

f Kemungkinan kesalahan :

untuk skala atas = ± 1,2 Volt

untuk skala bawah = ± 0,225 Volt

3. BU. 60 Volt

a Satu strip skala : 2 volt

b Jarum menunjuk pada harga : 26 volt

c Bentuk skala voltmeter : skala linier

d Tegangan uji isolasi alat-ukur : 500 volt

e Kemungkinan kesalahan = ± 1,5 % atau 0,9 Volt

f Posisi pemakaian alat-ukur : horizontal/ datar

g Tipe alat-ukur tersebut adalah tipe kumparan putar dengan magnet

permanen

h Pemakaian alat-ukur untuk tegangan maksimal 60 volt untuk arus searah

(DC) maupun bolak balik (AC)

4. Berdasarkan gambar disamping, maka harga yang ditunjukkan oleh jarum

adalah

Penunjuk jarum Harga resistans yang ()

1 Kira-kira 1,38

2 70

3 Kira-kira 370

5.

6.

LAPORAN PRAKTIKUM

Apabila Amperemeter dipasang seperti gambar di sampinga. Apa yang akan terjadi pada alat ukurAmperemeter tidak akan menunjukkan suatu nilai arus (Jarum penunjuk tidak akan bergerak)

b. Alasan :o Karena dengan posisi demikian yang terukur

seharusnya adalah besar tegangan (beda potensial antara kedua ujung beban), bukan arus.

o

Apabila Voltmeter dipasang seperti gambar di sampinga. Apa yang akan terjadi pada alat-ukurVoltmeter tidak akan menunjukkan nilai suatu tegangan dengan tepat

b.Alasan :o Karena dengan posisi demikian yang terukur

seharusnya adalah besar nilai arus, bukan tegangano


{ Pengenalan Hukum Ohm }Nama : Tofan Aryanto

NIM : 5301406024


FAKULTAS TEKNIK


2012A. Tujuan

Selesai melaksanakan kegiatan praktikum, diharapkan mahasiswa dapat :

1. Menjelaskan pengertian hukum Ohm dengan benar.

2. Menggunakan alat-alat ukur listrik dengan benar dan menghitung nilai

resistensi dari hasil pembacaan “voltmeter dan amperemeter”

3. Menggambar grafik arus fungsi resistans pada suatu tegangan tertentu.

4. Menggambar grafik arus fungsi tegangan pada 5 buah resistans yang berbeda.

B. Teori dasar

Salah satu elemen pasif adalah resistans listrik. Satuan untuk nilai resistans listrik

adalah “ohm” yang sama dengan 1 dan biasanya disingkat dengan huruf

omega besar, “”. Menurut seorang ahli fisika jerman bernama George Simon

Ohm yang mengatakan bahwa arus yang mengalir pada suatu rangkaian

sebanding dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan resistans yang ada

pada rangkaian tersebut, sehingga dapat dirumuskan :

i = atau v = i .R atau R =

dengan :

R = resistansi/ hambatan listrik (Ohm atau )

V = tegangan listrik (Volt)

i = arus listrik yang mengalir melalui resistans (Ampere)

C. Alat dan bahan

1. Sumber tegangan AC (variabel)


3. Voltmeter AC (mV) & Amperemeter (mA) @ 1 buah

4. Resistans : 680 ± 5 % 3,9 k ± 5 % 1 k ± 5 %

4,7 k ± 5 % 5,6 k ± 5 %


D. Langkah kerja

1. Meneliti semua peralatan yang akan digunakan

2. Membuat rangkaian sesuai dengan gambar dibawah ini

3. Menyetel dahulu Ampere dan Volt meter agar dapat digunakan untuk

mengukur arus dan tegangan arus bolak-balik (AC)

4. Melakukan pengukuran dengan 5 nilai hambatan yang berbeda

5. Mencatat hasilnya pada tabel

! : Setiap penggantian “R”, saklar S harus di “ off ” kan

E. Data pengukuran

Tegangan

(volt)

Arus listrik (mA)

R1 = 680 R2 = 1 k R3 = 3,9 k R4 = 4,7 k R5 = 5,6 k

1 volt 0,65 0,5 0,16 0,14 0,12

2 volt 1 0,86 0,30 0,29 0,25

3 volt 1,28 1,11 0,46 0,45 0,39

4 volt 1,52 1,35 0,68 0,59 0,53

5 volt 1,75 1,59 0,82 0,74 0,65

Teganga

n

(volt)

Tegangan terukur menurut rangkaian 1 dan rangkaian 2

R1 = 680 R2 = 1 k R3 = 3,9 k R4 = 4,7 k R5 = 5,6 k

V1 V2 V1 V2 V1 V2 V1 V2 V1 V2

1 volt0,45

2

0,43

5

0,52

0

0,51

8

0,74

5

0,73

6

0,75

5

0,74

8

0,76

9

0,76

8

2 volt0,70

4

0,69

8

0,90

2

0,89

0

1,50

3

1,49

8

1,54

5

1,53

4

1,59

4

1,58

8

3 volt0,88

8

0,88

4

1,11

6

1,13

5

2,20

0

2,19

0

2,21

0

2,19

0

2,30

0

2,29

0

4 volt1,06

0

1,03

5

1,41

8

1,73

7

2,74

0

2,74

0

2,91

0

2,90

0

3,06

0

3,06

0

5 volt1,21

6

1,19

7

1,63

3

1,60

4

3,35

0

3,35

0

3,58

0

3,57

0

3,76

03720

Rangkaian 2

Rangkaian 1

Keterangan :

V1 : tegangan terukur menurut rangkaian no. 1 ( volt )

V2 : tegangan terukur menurut rangkaian no. 2 ( volt )

F. Analisis dan pembahasan

Nilai tegangan yang terukur oleh meter menurut rangkaian pertama maupun kedua

tidak akan jauh berbeda (selisihnya relatif kecil) karena

G. Kesimpulan

Pada saat tegangan konstan/ tetap arus yang mengalir akan semakin kecil jika

nilai hambatan bertambah besar, dan sebaliknya.

Pada saat nilai hambatan konstan/ tetap arus yang mengalir akan bertambah

besar jika nilai tegangan sumber bertambah besar.

Nilai yang terukur oleh multimeter adalah nilai real time (nilai pada waktu itu)

karena satiap nilai besaran listrik memiliki nilai kesalahan (untuk arus maupun

tegangan) dan nilai toleransi (hambatan)

H. Jawaban tugas

Grafik arus fungsi resistans pada suatu tegangan yang berbeda

Grafik arus fungsi tegangan pada 5 tahanan yang berbeda

Hubungan antara tegangan listrik dan arus listrik pada “R” konstan

Pada saat hambatan (R) dalam keadaan konstan/ tetap maka arus listrik yang

mengalir akan semakin besar jika nilai tegangan bertambah besar, dan arus

yang mengalir akan semakin kecil jika nilai tegangan berkurang.

Hubungan antara arus listrik dan resistans pada tegangan konstan

Pada saat nilai tegangan konstan/ tetap maka arus listrik yang mengalir akan

semakin besar jika nilai hambatannya berkurang/ mengecil, dan arus listrik

akan semakin kecil jika nilai hambatannya bertambah besar.

Kesimpulan :

Menurut Hk. Ohm i = atau V = i . R atau R =

Arus yang mengalir akan semakin besar jika :

Pada tegangan konstan nilai hambatan berkurang/ semakin kecil

Pada hambatan nilai konstan/ tetap tegangan bertambah besar

Tegangan bertambah besar dan nilai hambatan berkurang/ semakin kecil

(dan sebaliknya)

Tegangan semakin besar jika :

Pada nilai arus konstan/ tetap nilai hambatan bertambah besar

Pada hambatan konstan/ tetap arus yang mengalir bertambah besar

Arus yang mengalir semakin besar dan juga nilai hambatannya

bertambah (dan sebaliknya senada)

LAPORAN PRAKTIKUM


{ Pengenalan Hk. Kirchhoff }Nama : Tofan Aryanto

NIM : 5301406024


FAKULTAS TEKNIK


2012A. Tujuan


1. Menjelaskan pengertian hukum Kirchhoff arus (HKA) dan hukum Kirchhoff

tegangan (HKT) dengan benar.

2. Menghitung nilai arus listrik yang mengalir pada suatu cabang rangkaian

listrik, apabila cabang lainya diketahui nilainya.

B. Teori dasar

Hukum yang dinamai menurut nama Gustav Robert Kirchhoff adalah hukum

kirchhoff. Hukum ini ada dua yaitu Hukum kirchhoff arus (HKA) yang membahas

tentang arus listrik dan Hukum kirchhoff tegangan (HKT) yang membahas

tentang tegangan listrik.

Hukum kirchhoff 1 (HKA) menyatakan bahwa jumlah aljabar semua arus yang

memasuki sebuah titik simpul sama dengan nol. atau dapat dirumuskan =

0 . Dalam sebuah perjanjian, arus listrik yang masuk ke satu titik (titik simpul)

diberi tanda (+) dan yang meninggalkan titik tersebut diberi tanda (-)

Hukum kirchhoff 2 (HKT) menyatakan bahwa jumlah seluruh tegangan

mengelilingi sebuah rangkaian adalah sama dengan nol. atau dapat dirumuskan

= 0 atau secara sederhana dapat dirumuskan V1 + V2 + V3 + . . . + Vn = 0 .

dalam hukum kirchhoff 2 ini untuk memberikan tanda (+) atau (-) adalah dengan

mengikuti arah datangnya arus listrik.

Gambar. 1Berdasarkan gambar 1

I1 + I2 – I3 – I4 + I5 = 0

I1

I2

I3 I4

I5

D. Alat dan bahan

1. Sumber tegangan DC variabel 2 buah


3. Amperemeter (mA) 3 buah

4. Voltmeter (mV) 3 buah

5. Resistor yang memiliki nilai tahanan berbeda min 6 buah

( resistor yang terpakai : 100 Ω, 200 Ω, 330 Ω, 470 Ω, 510 Ω, 1 kΩ, 3,33 kΩ

dengan toleransi ± 5%)


E. Langkah kerja

1. Mempersiapkan bahan-bahan (komponen-komponen elektronika yang akan

digunakan) dan Men-setting alat ukur (Multimeter, amperemeter, dan

voltmeter) agar siap untuk digunakan dalam pengukuran yang akan dilakukan

2. Membuat rangkaian sesuai gambar dibawah ini

3. Melakukan pengukuran dan mencatat hasilnya dalam tabel yang tersedia

Gambar. 2

Berdasarkan gambar 2

V1 – V2 + V3 = 0

Atau...

V1 = V2 – V3

4. Mengubah rangkaian diatas menjadi seperti gambar dibawah ini

5.

6. Melakukan pengukuran dan mencatat hasilnya dalam tabel yang tersedia

7. Membuat rangkaian sesuai dengan gambar dibawah ini

Polaritas sumber tegangan V2 dibalik

F. Data pengukuran

Tabel 1. (Hukum Kirchhoff Arus)

Tegangan

(Volt)

Arus listrik (mA)Keterangan

A (R1 = 1 kΩ) A (R2 = 330 Ω) A (R3 = 100 Ω)

1 0,3 mikroAmpere 0,08 0,4

2 0,4 0,13 0,6

3 0,6 0,18 0,8

Untuk perbandingan

Tegangan

(Volt)

Arus listrik (mA)Keterangan

A (R4 = 3,33 kΩ) A (R5 = 510 Ω) A (R6 = 470 Ω)

1 0,1 0,73 0,8

2 0,1 0,55 0,6

3 0,05 0,37 0,4

Tabel 2. (Hukum Kirchhoff Tegangan)

Teganga

n

(Volt)

Tegangan (volt) Arus

listrik

(mA)

Keteranga

nVR1 (R1 = 1

kΩ)

VR2 (R2 = 330

Ω

VR3 (R3 = 100

Ω)

1 0,36 0,12 0,03 0,5

2 0,55 0,18 0,05 0,6

3 0,74 0,24 0,07 0,8

Untuk perbandingan

Tegangan

(Volt)

Tegangan (volt) Arus

listrik

(mA)

KeteranganVR4 (R4 = 3,33

kΩ)

VR5 (R5 = 510

Ω

VR6 (R3 = 470

Ω)

1 0,59 0,09 0,08 0,1

2 1,03 0,15 0,14 0,2

3 1,44 0,21 0,2 0,4

Tabel 3. (dengan dua sumber tegangan)

Tegangan (V) Tegangan (V)Keterangan

V1 V2 VR1 (100 Ω) VR2 (330 Ω) VR3 (200 Ω)

1 2 0,13 0,40 0,72

2 2 0,14 0,51 0,81

3 2 0,18 0,59 0,94

(jika polaritas V2 dibalik)

Tegangan (V) Tegangan (V)Keterangan

V1 V2 VR1 (100 Ω) VR2 (330 Ω) VR3 (200 Ω)

1 2 0,12 0,43 0,56

2 2 0,14 0,46 0,72

3 2 0,13 0,44 0,78

G. Analisis dan pembahasan

Ada beberapa faktor kesalahan pengukuran yang harus diperhatikan ketika

melakukan pengukuran, diantaranya :

1. Nilai toleransi dari suatu hambatan

2. Nilai kesalahan pada alat ukur

3. Sudut penglihatan yang kurang tepat (seharusnya 90o)

4. Posisi alat ukur saat digunakan (horizontal / vertikal)

5. Faktor efek pembebanan jika kita mengukur tegangan menggunakan voltmeter

dengan tahanan dalam yang kecil.

6. Dan sebagainya

Karena faktor-faktor kesalahan tersebut maka hasil pengukuran yang didapat

masihlah perlu dianalisis dengan membandingkannya dengan perhitungan teoritis.

H. Kesimpulan

Pertama yang sangat perlu diperhatikan adalah simbol-simbol yang terdapat

pada alat ukur yang hendak dipergunakan (misal : posisi pemakaian alat ukur

apakah berdiri/ vertikal ataukah datar/ horizontal, nilai kesalahan yang tertera,

besar tahanan dalamnya jika tertera, dsb) dan men-setting alat ukur tersebut

untuk menghindari kerusakan alat ukur maupun ketelitian pada saat

pengukuran (misal : batas ukur, pengukuran arus; tegangan DC atau AC).

Kedua, sebelum melakukan pengukuran, pastikan kembali bahwa rangkaian

sesuai dengan gambar untuk menghindari kesalahan (nilai terbaca pada alat

ukur) dan juga menghindari kerusakan (misal : amperemeter dipasang paralel

terhadap beban ataupun voltmeter dipasang seri terhadap beban).

Jika telah mendapatkan data dari pembacaan pada alat ukur, maka sebelumnya

pastikanlah bahwa data tersebut sesuai dengan teori yang ada (misal : dengan

nilai tegangan konstan maka nilai arus akan mengecil jika nilai hambatannya

membesar)

Setelah memasukkan data-data yang diperoleh dalam tabel, maka perlu

dilakukan analisis teoritis untuk menganalisa dan meminimalisir kesalahan

yang mungkin terjadi namun tidak disadari pada saat pengukuran berlangsung.

I. Jawaban tugas

o Mengapa ketika polaritas sumber tegangan V2 dibalik polaritasnya

menyebabkan berubahnya penunjukan tegangan pada setiap resistans ?

Jawab :

Karena ketika polaritas V2 dibalik maka arah arusnya pun akan berbalik dan

menimbulkan nilai perhitungan aljabar yang berbeda.

LAPORAN PRAKTIKUM


{ Pengukuran Resistans, Arus, Tegangan pada rangkaian Seri dan Parallel }

Nama : Tofan Aryanto

NIM : 5301406024


FAKULTAS TEKNIK


2012

A. Tujuan


1. Menjelaskan ciri-ciri dari rangkaian seri dan rangkaian paralel dengan benar.

2. Menghitung nilai-nilai dari resistans, arus, tegangan pada rangkaian seri dan

paralel dengan tepat dan benar.

B. Teori dasar

Pada suatu rangkaian listrik, umumnya terdapat beberapa resistans yang

terhubung secara seri maupun paralel. Simbol untuk sebuah resistans R

diperlihatkan seperti gambar 1 dan dalam hal ini ujung dari lengan resistans

diberi huruf “a” dan “b”.

1. Hubungan resistans seri

Dua resistans yang dihubung seri diperlihatkan seperti gambar 2. Dikatakan

dua resistans terhubung seri, bila ujung yang tidak senama dari lengan kedua

resistans yaitu a dan b saling dihubungkan.

Pada hubungan seri, nilai arus yang mengalir pada resistans seri adalah sama dan

jumlah resistans dari rangkaian (Rtot) dinyatakan oleh persamaan :

Rtot = R1 + R2 + R3 + . . . + Rn

2. Hubungan resistans paralel

Dua resistans yang dihubung paralel diperlihatkan seperti gambar 3. Dikatakan

dua resistans terhubung paralel bila ujung yang senama dari lengan kedua

resistans yaitu a dan a atau b dan b dihubungkan.

Pada hubungan paralel, nilai arus yang mengalir pada resistans paralel adalah

tidak sama, dan jumlah resistans dari rangkaian (R tot) dinyatakan oleh

persamaan :

Rtot = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + . . . + 1/Rn

C. Alat dan bahan

1. Sumber tegangan DC variabel 1 buah


3. Amperemeter (mA) 3 buah

4. Voltmeter (mV) 3 buah

5. Resistor yang memiliki nilai tahanan berbeda (Menyesuaikan)

o 510 Ω ± 5 %

o 300 Ω ± 5 %

o 100 Ω ± 5 %

Dan dua buah R dengan nilai yg berbeda


D. Langkah kerja

1. Membuat rangkaian yang terdiri dari resistans seri serperti gambar dibawah,

dengan sumber tegangan 3 volt. (R1 = 510 Ω ± 5 % , R2 = 300 Ω ± 5 % , R3 =

100 Ω ± 5 % )

Perhatikan :

Sebelum melakukan pengukuran, catat kelas alat ukur dan BU nya, serta catat

toleransi dari setiap resistans.


Jarum penunjuk berada pada posisi nol

Rangkaian yang dibuat sudah benar

Pemasangan alat ukur sudah sesuai polaritasnya

Tutup saklar “S” , baca nilai arus pada amperemeter dan nilai tegangan pada

voltmeter kemudian catat pada tabel 1.

Lakukan hal yang sama untuk nilai resistans yang berbeda

Catatan : saat penggantian resistans, saklar “S” posisi terbuka

2. Membuat rangkaian yang terdiri dari resistans paralel seperti gambar dibawah

ini, dengan sumber tegangan 3 volt. (R1 = 510 Ω ± 5 % , R2 = 300 Ω ± 5 % , R3

= 100 Ω ± 5 % )

Perhatikan :

Sebelum melakukan pengukuran, catat kelas alat ukur dan BU nya, serta

catat toleransi dari setiap resistans.


Jarum penunjuk berada pada posisi nol

Rangkaian yang dibuat sudah benar

Pemasangan alat ukur sudah sesuai polaritasnya

Tutup saklar “S” , baca nilai arus pada amperemeter dan nilai tegangan pada

voltmeter kemudian catat pada tabel 1.

Lakukan hal yang sama untuk nilai resistans yang berbeda

Catatan : saat penggantian resistans, saklar “S” posisi terbuka

E. Data pengukuran

Tabel 1.

Tegangan

sumber (v)

Arus (mA) Tegangan terukur oleh voltmeter (volt)

A1 A2 V1 V2 V3 V1+V2+V3

3 0,75 0,75 0,074 0,38 0,58 1,304

4 1 1 0,098 0,45 0,75 1,298

5 1,5 1,5 0,155 0,458 0,770 1,383

6 2,5 2,5 0,254 0,747 1,308 2,309

Keterangan :

o R1 = 510 Ω ± 5 %

o R2 = 300 Ω ± 5 %

o R3 = 100 Ω ± 5 %

o Ampermeter : - BU. 1 mA kelas 2. - BU. 10 mA kelas 2.0

Tabel 2.

Tegangan

Sumber (v)

Arus (mA) Tegangan

Voltmeter (v)A1 A2 A3

3 0,8 0,26 0,18 0,079

4 0,82 0,3 0,2 0,089

5 1,3 0,45 0,25 0,22

6 2,6 0,86 0,58 0,4

Keterangan :

o R1 = 100 Ω ± 5 %

o R2 = 300 Ω ± 5 %

o R3 = 500 Ω ± 5 %

o Multimeter sebagai voltmeter dengan kelas ukur 1.0


Kesimpulan

Jika nilai tegangan adalah konstan, maka arus yang mengalir akan semakin

kecil jika nilai hambatannya semakin besar, dan sebaliknya.

Jika terdapat beberapa resistans (dengan nilai resistansi yang sama ataupun

berbeda) yang digabung, maka nilai Rtot nya yang paling besar adalah jika

dipasang seri.

Besar arus yang mengalir pada rangkaian seri adalah sama (terbukti pada tabel

1), dan akan terbagi pada titik percabangan sesuai dengan jumlah dan

kebutuhan arus pada tiap cabangnya.

Besar tegangan pada rangkaian paralel adalah sama (terbagi pada tabel 2), dan

akan terbagi pada rangkaian seri sesuai dengan kebutuhan pada masing-masing

beban yang dirangkai seri tersebut.

Nilai yang terukur oleh multimeter (amperemeter maupun voltmeter bukanlah

nilai yang sebenarnya dari hasil pengukuran) karena terdapat beberapa faktor

yang menyebabkan ketidakakuratan, yakni toleransi pada resistans dan kelas

ukur (nilai kesalahan mutlak) alat ukur (selain itu, mungkin saja hambatan

dalam dari amperemeter maupun voltmeter berpengaruh pada hasil

pengukuran)

Hasil pengukuran sering tidak sama dengan perhitungan secara teori, karena

terdapat beberapa faktor yang berpengaruh, diantaranya adalah besar toleransi

(pada setiap resistans), nilai kesalahan (mutlak) dari masing-masing alat ukur

(kelas ukur dari multimeter / voltmeter / amperemeter) dan dimungkinkan juga

dipengaruhi oleh besarnya hambatan dalam dari masing-masing alat ukur

(misal : voltmeter yang seharusnya memiliki hambatan dalam yang sebesar-

besarnya, ternyata hambatan dalamnya kurang besar) ataupun kesalahan dari

pembacaan nilai oleh praktikan

LAPORAN PRAKTIKUM


{ Jembatan Wheatstone }Nama : Tofan Aryanto

NIM : 5301406024


FAKULTAS TEKNIK


2012A. Tujuan


1. Menganalisis nilai resistans yang belum diketahui dengan rasio terhadap nilai

resistans yang diketahui.

2. Memahami pengertian ketidakseimbangan rangkaian jembatan wheatstone.

B. Teori dasar

Rangkaian jembatan wheatstone merupakan media lain untuk mengukur nilai

resistans rendah hingga medium (megaOhm). Gambar rangkaian jembatan

wheatstone diperlihatkan seperti gambar dibawah ini.

Apabila saklar “S” ditutup, maka akan mengalir arus melalui galvanometer G,

yang berarti rangkaian jembatan wheatstone dalam keadaan tidak seimbang.

E

Arus ini nilainya dapat dihitung dengan menggantikan rangkaian jembatan

wheatstone menjadi rangkaian Thevenin seperti gambar dibawah ini.

Berdasarkan gambar diatas, arus yang mengalir melalui galvanometer adalah

sebesar

dengan R0 = R // S + P // Q =

Dan E0 = Eac – Ead = I2 . R - I1 . P = = E

Untuk menjadikan rangkaian jembatan wheatstone dalam keadaan seimbang atau

Ig = 0 adalah dengan mengatur variable resistance (Potensio). Jadi dalam hal ini,

potensial di titik c dan d adalah sama, dengan demikian berlaku persamaan :

C. Alat dan bahan

1. Sumber tegangan DC 3 volt 1 buah


3. Galvanometer (mikroAmperemeter) 3 buah

4. Resistans variabel (potensiometer) B250K 1 buah

5. Resistor yang memiliki nilai tahanan berbeda (Menyesuaikan)

o 1000 Ω ± 5 %

o 1990 Ω (dari 100 Ω ± 5 % , 200 Ω ± 5 % , 220 Ω ± 5 % , 470 Ω ± 5 % yang

disusun seri)

o 100 kΩ ± 5 %


D. Langkah kerja

1. Membuat rangkaian seperti gambar dibawah ini.

2. Menutup saklar S dan mencatat hasil penunjukan galvanometer

(mikroAmperemeter)

3. Mengatur resistans variabel (potensio) sampai galvanometer menunjukkan

angka nol.

4. Kemudian membuka saklar S dan mengukur nilai resistans variabel (potensio)

menggunakan AVO-meter.

3 volt

1,99 k Ω

1 k Ω

100 k Ω

250 k Ω

E. Data pengukuran

Tabel hasil pengukuran

Saklar Arus lewat galvanometer (Ig) (mikroA) Keadaan rangkaian

Terbuka 0 Seimbang

Tertutup . . . . . . . . . . mikroAmpere Tidak seimbang

Keterangan :

o P jika dihitung menurut rumus bernilai 1990 Ω namun terukur oleh multimeter

sebesar 2200 Ω

o Ketika galvanometer menunjuk 0 (saklar S ditutup) S (potensio) bernilai 33kΩ

(terukur oleh Multimeter)


.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

Jawaban tugas

o Nilai resistans variabel ketika arus yang melalui galvanometer sama dengan nol

Jawab : Atau PS + QS = QR + QS menjadi P . S = Q . R

Maka S =

S =

= 45.454,54 Ohm

Namun terukur oleh multimeter sebesar 33 kΩ

o Nilai arus yang melalui galvanometer ketika saklar S ditutup

Jawab : R0 = + = +

= 996,016 + 21152,642 = 3148,658 Ω

E0 = Ead – Eac = E = 0,0526 volt

Ig =

=....................Ampere

o Kesimpulan hasil pengukuran

Jawab : (tertera pada point G)

LAPORAN PRAKTIKUM


{ Pengukuran Daya }Nama : Tofan Aryanto

NIM : 5301406024


FAKULTAS TEKNIK


2012

A. Tujuan


1. Mengukur daya listrik dengan sumber tegangan arus searah (DC) maupun

sumber tegangan arus bolak-balik (AC).

2. Menganalisis kesalahan pengukuran dari bentuk rangkaian.

B. Teori dasar

Pengukuran daya listrik dapat dilakukan pada rangkaian DC maupun rangkaian

AC. Metode pengukurannya dapat langsung menggunakan wattmeter atau dengan

menggunakan metoda volt-ampere (metoda tidak langsung). Metode yang disebut

terakhir biasanya untuk pengukuran daya listrik rangkaian dengan sumber

tegangan DC dan hal tersebut diperlihatkan pada gambar dibawah ini. Daya yang

terukur atau dikonsumsi oleh beban merupakan hasil perkalian tegangan dengan

arus listrik yang masing-masing dapat dibaca pada voltmeter dan amperemeter.

Jadi dapat dinyatakan dengan persamaan :

P = V . I

..........

Gambar a Gambar b

Sedangkan untuk pengukuran daya listrik pada rangkaian AC, biasanya digunakan

wattmeter. Wattmeter yang digunakan dapat berupa wattmeter 1 fasa atau 3 fasa,

tergantung sumber teganganya. Untuk sumber tegangan 1 fasa digunakan

wattmeter 1 fasa, dan daya yang terukur atau yang dikonsumsi beban,

merupakan hasil perkalian tegangan listrik dan arus listrik atau dinyatakan oleh

persamaan :

P = V . I . Cos

Untuk sumber tegangan AC 3 fasa, pengukuran daya dapat menggunakan 1

wattmeter 1 fasa, 2 wattmeter 1 fasa, 3 wattmeter 1 fasa atau 1 wattmeter 3

fasa. Daya yang terukur atau daya yang dikonsumsi beban adalah jumlah dari

pembacaan wattmeter 1 fasa. Daya yang dikonsumsi beban pada rangkaian listrik

3 fasa dinyatakan oleh persamaan.

P = 3 . V . I . Cos

C. Alat dan bahan

1. Sumber Tegangan AC 1 fasa 220 volt 1

buah

2. Wattmeter 1 fasa 1

buah

3. Lampu pijar 100 W / 220 volt 1

buah

4. Balast Lampu TL 40 W / 220 volt 1

buah

5. Amperemeter AC 1

buah

D. Langkah kerja

1. Membuat rangkaian seperti gambar dibawah ini (dengan beban lampu pijar 100

watt/ 220 volt, dan mencatat nilai faktor daya )

2. Menutup saklar, dan mencatat hasil pembacaan kedua alat ukur. Mencatat pula

kelas ukur masing-masing alat ukur dan batas ukurnya

E. Data pengukuran

Sumber tegangan BebanDaya terbaca

Oleh Wattmeter

Arus terbaca

Oleh Amperemeter

220 volt

1 fasa

Lampu pijar

100 W / 220 volt

Balast lampu

TL 40 watt / 220 volt

1322,65 ampere

(AC)

Amperemeter digital BU. A kelas 1.0

Wattmeter 1 fasa BU.500 volt 5 ampere kelas 1.0


Daya guna yang diserap oleh beban listrik AC (Alternating Current) menurut

lembaran data adalah sebesar 140 watt (100 watt 220 v lampu pijar + 40 watt 220

v Balast lampu TL). Hambatan (R (murni) atau XL atau XC) dari filamen lampu

pijar / kawat lilitan memiliki toleransi akibat dari perubahan suhu ataupun karena

faktor usia dan faktor seringnya penggunaan. Hal tersebut akan mengakibatkan

daya yang diserap olehnya terkadang tidak sesuai dengan lembaran datanya.

Karakteristik daya yang diserap oleh tiap jenis beban (R, L, C atau RL, RC, LC

atau RLC / impedansi) adalah berbeda.

Beban R

mengakibatkan arus dan tegangan satu fasa

Beban L

mengakibatkan tegangan mendahului arus (tegangan mendahului sebesar

90o)

Beban C

mengakibatkan arus mendahului Tegangan (Arus mendahului sebesar 90o)

Beban pada rangkaian diatas merupakan beban yang mengandung elemen R

(filamen lampu pijar) dan L (lilitan kawat pada balast lampu TL) yang

dirangkaian paralel terhadap sumber. Maka :

R L C

P = V . I . Cos

= 132 watt (daya guna)

Jika daya diukur dengan menggunakan metode volt-ampere (metode tidak

langsung), selain digunakan voltmeter dan amperemeter untuk mengukur

tegangan dan arus maka haruslah ada juga Cos meter untuk mengukur faktor

dayanya.

Sedangkan jika daya diukur langsung dengan wattmeter (metode langsung) faktor

daya sudah masuk dalam operasi perhitungan yang ada dalam alat-ukur wattmeter.

Jadi daya yang ditunjukkan oleh wattmeter adalah daya guna yang merupakan

operasi dari tegangan dikalikan arus yang terukur lalu dikalikan dengan faktor

dayanya. Adapun selisih yang terjadi merupakan murni kesalahan ukur ataupun

karena toleransi resistans filamen/ kawat lilitan, bukan merupakan bagian dari

faktor daya.

G. Kesimpulan hasil praktikum

Jika pengukuran daya diukur dengan metode volt-ampere maka harus ada juga

Cos meter untuk mengukur faktor dayanya sedangkan jika pengukuran daya

dilakukan dengan menggunakan wattmeter langsung maka tidak lagi

diperlukan Cos karena faktor dayanya secara otomatis sudah ikut dalam

operasi perhitungan dalam wattmeter.

Setiap jenis beban (R, L, C atau kombinasi) akan memberikan karakteristik

daya yang berbeda-beda (terbukti pada grafik).

Kelas ukur dari masing-masing meter ukur akan mempengaruhi akurasi hasil

pengukuran arus, tegangan maupun daya.

Beda fase antara arus dan tegangan (Cos ) yang disebabkan oleh jenis beban

(Resistans, Induktans, kapasitans) akan mempengaruhi besarnya daya yang

diserap.

Ada beberapa faktor yang mungkin mempengaruhi hasil pengukuran yaitu

kesalahan yang disebabkan oleh induktans dan kapasitans kumparan tegangan,

arus eddy, serta kesalahan akibat medan liar.

H. Jawaban tugas

Perhitungan daya listrik menurut gambar, dibanding dengan hasil pembacaan

wattmeter

Jawab :

Secara sederhana dengan menggunakan lembaran data dari masing-masing

beban maka daya yang mungkin diserap adalah sebesar ± 140 watt

namun terukur oleh wattmeter sebesar 132 watt. Selisih yang terjadi bukan

disebabkan oleh faktor daya namun murni disebabkan oleh toleransi maupun

faktor kesalahan alat ukur.

Kesimpulan hasil pengukuran


LAPORAN PRAKTIKUM


{ Pengukuran Tegangan Menggunakan CRO }Nama : Tofan Aryanto

NIM : 5301406024


FAKULTAS TEKNIK


2012A. Tujuan


1. Menggunakan CRO untuk mengukur nilai tegangan listrik AC

B. Teori dasar

Osiloskop sinar katode (Cathode Ray Oscilloscope) banyak dikenal orang dengan

sebutan osiloskop dan merupakan alat-ukur elektronik yang dapat bekerja pada

frekuensi di atas 10 kHz. Kelebihan dari CRO adalah dapat menampilkan bentuk

gelombang dari amplitudo besaran listrik yang diukur secara bersamaan,

menampilkan frekuensi dan beda fasa. Adapun kelemahannya tidak dapat

menampilkan nilai efektif (rms) secara langsung dari tegangan listrik yang diukur.

Perlu dipahami, pemakaian CRO seperti pemakaian voltmeter yaitu harus

dihubung parallel terhadap rangkaian beban. Kecuali itu, awal sebelum CRO

digunakan untuk melakukan pengukuran harus dilakukan kalibrasi atau peneraan

agar diperoleh hasil pengukuran yang akurat.

Pengukuran tegangan listrik

Nilai teganan yang ditampilkan bukan nilai efektif, melainkan nilai tegangan

puncak ke puncak (peak to peak). Bila gelombang yang ditampilkan berbentuk

sinus, maka untuk mendapatkan nilai tegangan efektif adalah nilai peak to peak

dikalikan 0,3541 atau nilai puncak (peak) dikalikan 0,707.

Veff = . Vpeak to peak Veff = . Vpeak

0,3541 0,707

Gambar 1 memperlihatkan cara pengukuran tegangan listrik

Jika nilai R yang terpasang merupakan bilangan bulat 1 misal : 1 Ω,1 kΩ, 1 MΩ,

maka arus listrik yang melalui R akan mudah dihitung karena hanya membagi

tegangan yang terbaca dengan bilangan bulat 1. Dengan demikian dapat dikatakan

CRO mengukur arus listrik secara tidak langsung.

C. Alat dan bahan

1. Sumber Tegangan AC 1 fasa 220 volt 1 buah

2. Seperangkat CRO 1 buah

3. Voltmeter AC 1 buah

4. Amperemeter 3 buah

5. Kabel penghubung (secukupnya)

6. Lampu pijar 5 W / 220 volt & 10 W / 220 volt @1 buah

7. Balast lampu TL 20 W / 220 volt 1 buah

D. Langkah kerja

1. Pengukuran Tegangan Listrik AC

a. Membuat rangkaian seperti gambar 6

b. Menutup saklar S dan mengukur tegangan cabang a-d; a-b; b-c; dan a-c

menggunakan CRO, lalu mencatat hasilnya pada tabel 2. Membandingkan

hasilnya dengan penunjukan dari voltmeter. Dan mencatat pula pembacaan

amperemeter lalu mencatat hasilnya pada tabel 2.

E. Data pengukuran

Tabel 2

Tegangan Cabang (volt) Arus Cabang (A)Keterangan

V a-d V a-b V b-c V a-c I I1 I2

225 volt 150 volt 150 volt 225 volt 0,19 A 0,02 A 0,19 A

Keterangan :

o V a-d : tegangan pada lampu pijar 10 w / 220 volt

o V a-b : tegangan balast lampu TL 20 w / 220 volt

o V b-c : tegangan pada lampu pijar 5 w / 220 volt

o Va-c = V a-d


Beban yang terpasang pada rangkaian diatas adalah merupakan beban yang

bersifat resistif (filamen lampu pijar) dan induktif (lilitan kawat pada balast lampu

TL). Setiap jenis beban pada rangkaian AC akan memberikan respon yang

berbeda-beda. Respons yang berbeda-beda itulah yang menyebabkan arus

dan tegangan seringkali tidak sefasa, sehingga menyebabkan pembagian arus dan

tegangan pada rangkaian menjadi tidak sempurna. Hal tersebut terbukti pada data

pengukuran yang diperoleh.

Seandainya nilai resistans dan reaktansi induktifnya dapat diketahui, maka arus

yang mengalir pada percabangan dan tegangan antara ujung- ujung kaki masing-

masing beban dapat dihitung dengan rumus berikut :

Z1 = R + j XL (Ohm) = tan-1

Z2 = R + j 0

= R (Ohm)

Ztotal = (Ohm)

Itotal =

G. Kesimpulan

Hukum pembagian tegangan dan arus pada rangkaian AC tidak berlaku

sempurna. Hal tersebut terbukti pada data hasil pengukuran pada tabel 2.

Hukum Ohm tetap berlaku pada rangkaian diatas (Gb. 6). Walaupun hambatan

yang ada bukanlah resistansi murni (R) saja, namun juga terdapat reaktans

induktif ( XL ) yang bersama membentuk impedansi ( ZRL ).

Seringkali harga yang tercantum dalam lembar data tidak sesuai dengan

keadaan yang sebenarnya, sehingga terkadang antara hasil perhitungan dan

hasil pengukuran terjadi selisih yang relatif besar.

(Kesimpulan hasil pengukuran menggunakan CRO belum bisa disertakan karena

belum dilakukan praktek pengukuran tegangan menggunakan CRO)

H. Jawaban tugas

Kesimpulan dari data yang diperoleh


Mana yang hasilnya lebih akurat antara pengukuran tegangan dengan CRO dan

Voltmeter

Jawab : Nilai tegangan yang terukur oleh CRO lah yang lebih akurat,

karena CRO memiliki hambatan dalam yang sangat besar sehingga

tidak memengaruhi hasil pengukuran (tidak terjadi efek pembebanan)

print

Documents