praktikum alat ukur listrik.docx edit

LAPORAN LENGKAP

PRAKTIKUM ALAT UKUR LISTRIK

Judul Percobaan : Pengukuran Arus dan Tegangan

Asisten : Saiyidah Mahtari, S.Pd

Nama Praktikan :NIM :Kelompok : I

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

2012

PERCOBAAN I

Judul : Pengukuran Arus dan Tegangan

Tujuan : 1) Mengukur arus dan tegangan dalam suatu rangkaian

2) Memplot grafik hubungan antara arus dan tegangan

Hari /Tanggal : Jum’at / 2 November 2012

Tempat : Laboratorium FISIKA DASAR FKIP UNLAM.

Banjarmasin.

1. DASAR TEORI

Untuk mengukur kuat aru listrik melalui resistor, amperemeter dipasang

seri dengan resistor. Sedangkan untuk pengukuran tegangan, voltmeter dirangkai

paralel dalam rangkaian, sehingga arus rangkaian akan terbagi menjadi dua yakni

melalui voltmeter dan yang melalui rangkaian yang diukur tegangannya. Untuk

mendapatkan hasil pengukuran akurat, maka idealnya resistansi voltmeter sangat

besar (tak terhingga), sehigga arus yang melewati voltmeter sangat kecil

(mendekati nol). Namun hal ini tidak mungkin hanya perlu diusahakan

resistansi voltmeter jauh lebih besar dan resistansi rangkaian yang diukur

tegangan) (Istiyono, Edi. 2004 : 139).

Untuk mengawasi besaran-besaran yang dijampai dalam operasi,

diperlukan pengukuran-pengukuran. Dalam pengukuran besaran-besaran listrik

misalnya yang kebanyakan menjadi sasaran adalah tegangan, arus, daya dan

energi.

1. Pengukuran Tegangan.

Alat-alat yang digunakan untuk mengukur tegangan dinamai voltmeter.

Karena tegangan adalah perbedaan potensial antara dua titik. maka bila

hendak mengukur tepangan jepit voltmeter harus dihubungkan ketitik-titiK

bersangkutan tersebut. Gambar i.i menunjukkan pengukuran tegangan dalam

voltmeter antara jepitan-jepitan a-b suatu rangkaian yang dihubungkan

dengan suatu sumber tegangan.

Gambar 1.1.

pemutar sistem pengukur. Perbedaan potensial antara titik a dan b adalah

sebanding dengan arus i. Faktor perbandingan ini disebut tahanan alat tersebut

lazimnya dinyatakan dengan R, jadi :

v = I . R

Rumus ini dikenal sebagai Hukum ohm.

Hukum ohm dapat pula ditulis yakni :

1 = V . G

Dengan G= 1R

dan disebut penghantar (konduktansi) bahan tersebut.

2. Pengukuran Arus.

Gambar 1.2

pengukuran tegangan pemasangan amperemeter ini pun mengadakan

perubahan dalam rangkaian. Misalnya rangkaian-rangkaian diluar jepitan

a-b, gambar i.2 diganti dengan sumber tegangan E dengan tahanan dalam ri

yang ekivalen.

Dengan menghubungkan jepitan-

jepitan v ketitik a dan b. maka pada

umumnya mengalirlah arus/melalui

kumparan alat pengukur, yang

diperlukan guna menimbulkan kopel

Alat ukur yang digunakan untuk mengukur

arus disebut amperemeter. Untuk mengukur arus,

haruslah arus yang bersangkutan melalui

amperemeter. Jadi amperemeter haruslah

dipasang seri dengan unsur rangkaian yang dilalui

arus tersebut (gambar 1.2). seperti halnya pada

Maka arus melalui R sebelum amperemeter adalah:

i = E

ri+R

(Tim Dosen Fisika, 2012 ; 1-2)

Berdasarkan Hukum ohm rapat arus sebanding dengan kuat me dan

listrik (E). Secara matematika adalah

J = V. E

Hubungan ini dikenal dengan hukum ohm. Tetapan pembanding J disebut

Konduktivitas listrik. Suatu bahan dengan harga Konduktivitas (J) yang

besar akan mengalirkan arus yang besar pula untuk suatu harga kuat

medan (listrik E). Bahan seperti ini disebut konduktor baliK.

Gambar 1.3

Hukum ohm menyatakan bahwa rapat arus

J = V. E

¿ vl

sehingga arus J . A

¿ Al

. v

Bila tetapan ¿V A

l ditulis ¿

1R

v = I . R

Menyatakan arus sebanding dengan beda potensial. Ternyata berlaku

dalam banyaK Keadaan. Hubungan mi dikenal sebagai Hukum ohm.

(Sutrisno, 1979 - 63).

Misalkan beda potensial pada titik p dan q

adalah v. yaitu v(p) + v(q) = V. Bila medan

listrik dalam logam dapat dianggap

serbasama, kuat medan listrik dalam

logam haruslah E= vl

Bilamana ada listrik bergerak, maka peristiwa ini dikatakan orang”arus

listrik”. Listrik itu mengalir dari suatu titik yang mempunyai tegangan yang

tinggi dan menuju kesuatu titik yang tegangannya relatif lebih rendah. Jadi

dengan demikian ternyata untuk menimbulkan arus listrik ini harus dibutuhkan

adanya perbedaan tegangan untuk memelihara antaranya tegangan dibutuhkan

suatu gaya yang disebut Gaya Gerak Listrik (GGL). Tidak sama bila dapat

dilalui arus listrik, yang dapat dilalui arus listrik disebut penghantar,

sedangkan yang tidak dapat dilalui arus listrik itu disebut osilator.

Amperemeter digunakan untuk mengukur arus dan voltmeter untuk

mengukur beda potensial. Komponen utama yang menyusun sebuah

amperemater dan voltmeter analog adalah sebuah magnet. Sebuah kumparan

skala kalibrasi galvonometer bekerja dengan prinsif gaya antara medan magnet

dan kumparan kawat pembawa arus (Giancolli, 2011 : 116).

Untuk memasang amperemeter dalam suatu rangkaian listrik perlu di

perhatikan tanda (+) atau warna merah dan meninggalkan amperemeter

melalui kutub negatif (diberi tanda negatif) atau warna hitam.

Untuk mengukur kuat arus listrik melalui resistor, amperemeter dipasang

seri dengan resistor. Alat untuk mengukur tegangan listrik adalah voltmeter.

Voltmeter harus dipasang paralel pada komponen listrik yang akan diukur

tegangannya. Untuk memasang voltmeter dalam suatu rangkaian perlu

diperhatikan bahwa titik yang potensiometernya lebih tinggi harus

dihubungkan ke kutub positif (+) ditandai warna merah dan titikyang

potensionya lebih rendah dihubungkan dengan kutub kutub negatif ditandai (-)

atau hitam (Kanginan, 2002 :275).

Arus listrik adalah arus yang berlawanan dengan arah aliran elektron

atau arah yang bermuatan positif seandainya muatan positif dapat mengalir.

Titik dalam suatu kawat penghantar, titik A yangberpotensial lebih tinggi

dari titik B, maka akan terjadi dalam kawat penghantar itu arus listrik mengalir

dari A ke B padahal sebenarnya yang mengalir itu adalah elektron-elektron

dari B ke A. Arus yang mengalir dari A ke B tersebut hanya berlangsung

dalam waktu yang sangat singkat. Arus tersebut berhenti jika potensial antara

A dan B telah sama.

Beda potensial arus listrik disebut juga tegangan listrik yang dengan

simbol V. Untuk mengalirkan muatan listrik A ke B pada suatu penghantar

maka sumber tegangan mengeluarkan tergantung pada banyaknya muatan

listrik yang dipindahkan. Makin banyak muatan listrik yang dipindahkan maka

semakin banyak pula energi yang harus dikeluarkan (Wahyudin, 1994 : 1-2).

Pada dasarnya sebuah rangkaian listrik terjadi ketika sebuah penghantar

mampu dialiri elektron bebas secara terus-menerus. Aliran yang terus-menerus

ini yang disebut dengan arus dan sering juga disebut dengan aliran, sama

halnya dengan air yang mengalir pada sebuah pipa.

Tenaga (the force) yang mendorong elektron agar bisa mengalirkan

dalam sebuah rangkaian dinamakan tegangan. Tegangan adalah nilai dari

potensial energi antara dua titik. Ketika kita berbicara mengenai jumlah

tegangan pada sebuah rangkaian, maka kita akan ditujukan pada beberapa

besar energi potensial yang ada untuk menggerakkan elektron pada titik

tersebut dengan titik yang lainnya.

Elektron bebas cenderung bergerak melewati konduktor dengan

beberapa derajat pergesekkan, atau bergerak berlawanan gerak, berlawanan ini

yang bisanya disebut dengan hambatan. Besarnya arus dalam rangkaian adalah

jumlah dari energi yang ada untuk mendorong elektron, dan juga jumlah dari

hambatan dalam sebuah rangkaian untuk menghambat lajunya arus. Sama

halnya dengan tegangan hambatan ada jumlah relative antara dua titik. Dalam

hal ini, banyak tegangan dan hambatan sering digunakan untuk menyatakan

antara atau melewati titik pada suatu titik (http://public-

knowledge.blogspot.com).

II. Alat dan Bahan

1. Voltmeter dan Amperemater : 1 buah

2. Resistor : 1 buah

3. Power Supplay : 1 buah

http://public-knowledge.blogspot.com/


4. Kabel penghubung : 1 buah

5. Papan rangkaian : 1 buah

III. Prosedur Kerja

1. Menyusun rangkaian seperti dibawah ini

2. Setelah yankin tidak ada kesalahan dalam rangkaian menutup saklar

3. Memperhatikan penunjukkan jarum amperemeter, bila sudah berfungsi dengan

baik memulai pengambilan data dengan mengatur tegangan secara perlahan

0-6 volt.

4. Mengulangi percobaan diatas dengan merubah rangkaian diatas seperti

rangkaian dibawah ini.

5. Membandingkan hasil yang diperoleh

6. Membuat grafik hubungan atara I dan V dari data yang diperoleh kemudian

menentukan R dari grafik yang dibuat tersebut.

7. Menganalisis tingkat ketelitian dari hasil percobaan yang telah ditentukan.

IV. Hasil Pengamatan

Voltmeter

NST =BUJS

∆ V =12

x NST

¿10 v50

=12

x0,2 v=0,1V .

Amperemater

NST =BUJS

∆ A=12

x NST

¿ 100 mA50

=2 mA=12

x2 mA=1 mA .

1. Tabel pengamatan Rangkaian 1

No Sumber Tegangan (VG)Pembacaan

Voltmeter Amperemeter

1 0 V (0,2 ± 0,1) v (2 ± 1 ) mA

2 2 V (1,8 ± 0,1)v (8 ± 1 ) mA

3 4 V (3,4 ± 0,1) (16 ± 1 ) mA

4 6 V (5,0 ± 0,1)v (24 ± 1 ) mA

2. Tabel pengamatan Rangkaian II

No Sumber Tegangan (VG)Pembacaan

Voltmeter Amperemeter

1 0 V (0,2 ± 0,1) v (2 ± 1 ) mA

2 2 V (1,8 ± 0,1)v (8 ± 1 ) mA

3 1 V (3,4 ± 0,1) (16 ± 1 ) mA

4 6 V (5,0 ± 0,1)v (24 ± 1 ) mA

V. Analisa Data

A. Perhitungan

- Kegiatan 1 : Amperemeter dipasang sesudah resistor.

Hasil pengukuran (langsung) variabel bebasnya

a. Tegangan sumber : O V

b. Tegangan

V = V ± ΔV

= (0,2 ± 0,1) V

c. I = I ± ΔI

= (2 ± 1) mA

= (0,002 ± 0,001) A.

Hasil pengukuran (tak langsung) variabel terikatnya adalah nilai hambatan:

R=VI= 0,2

0,002=100 ohm

Ketidakpastian hambatan

=

=

=

=

= 47,141 omh

Ketidakpastian (ralat) relatif

KR = SR

Rx100 %

= 47,141

100x 100% = 47,141% (berhak 2 AP).

DK = 100% - 47,141% = 52,9%.

DF = (R ± SR)

= (1,0 ± 0,4) x 102 ohm


a. Tegangan sumber : 2V

b. Tegangan

V = V ± ΔV

= (1,8 ± 0,1) V

c. I = I ± ΔI

= (8 ± 1) mA

= (0,008 ± 0,001) A.


R=VI= 1,8

0,008=225 ohm


=

=

=

= 20,52 ohm


KR = SR

Rx100 %

= 20,52225

x100 % = 9,12% (berhak 3 AP).

DK = 100% - 9,12% = 90,88%.

DF = (R ± SR)

= (225,0 ± 20,5)



b. Tegangan

V = V ± ΔV

= (3,4 ± 0,1) V

c. I = I ± ΔI

= (16 ± 1) mA

= (0,016 ± 0,001) A.


R=VI= 3,4

0,016=212,5 ohm



KR = SR

Rx100 %

= 9,79

212,5x100 % = 4,50% (berhak 3 AP).

DK = 100% - 4,60% = 95,4%.

DF = (R ± SR)

= (21,2 x 101 ± 9,5) ohm



b. Tegangan

V = V ± ΔV

= (5,0 ± 0,1) V

c. I = I ± ΔI

= (24 ± 1) mA

= (0,024 ± 0,001) A.


R=VI= 5,0

0,024=208,3 ohm


= 6,41%


KR = SR

Rx100 %

= 6,41

208,3x100 % = 3,08% (berhak 3 AP).

DK = 100% - 3,08% = 96,92%.

DF = (R ± SR)

= (20,8 x 101 ± 6,4) ohm



b. Tegangan

V = V ± ΔV

= (0,2 ± 0,1) V

c. I = I ± ΔI

= (2 ± 1) mA

= (0,002 ± 0,001) A.


R=VI= 0,2

0,002=100 ohm


= 47,141 ohm


KR = SR

Rx100 %

= 47,141

100x 100 % = 47,141% (berhak 2 AP).

DK = 100% - 47,141% = 52,9%.

DF = (R ± SR)

= (1,0 ± 0,4) x 102 ohm



b. Tegangan

V = V ± ΔV

= (1,8 ± 0,1) V

c. I = I ± ΔI

= (8 ± 1) mA

= (0,008 ± 0,001) A.


R=VI= 1,8

0,008=225 ohm


= 50,52


KR = SR

Rx100 %

= 20,52225

x100 % = 9,12 % (berhak 3 AP).

DK = 100% - 9,12% = 90,88%.

DF = (R ± SR)

= (225,0 ± 20,5) ohm



b. Tegangan

V = V ± ΔV

= (3,4 ± 0,1) V

c. I = I ± ΔI

= (16 ± 1) mA

= (0,016 ± 0,001) A.


R=VI= 3,4

0,016=212,5 ohm


= 9,79 ohm


KR = SR

Rx100 %

= 9,79

212,5x100 % = 4,60 % (berhak 3 AP).

DK = 100% - 4,60% = 95,4%.

DF = (R ± SR)

= (21,2 x 101 ± 9,7) ohm



b. Tegangan

V = V ± ΔV

= (5,0 ± 0,1) V

d. I = I ± ΔI

= (24 ± 1) mA

= (0,024 ± 0,001) A.


R=VI= 5,0

0,024=208,3 ohm



KR = SR

Rx100 %

= 6,41

208,3x100 % = 3,08 % (berhak 3 AP).

DK = 100% - 3,08% = 96,92%.

DF = (R ± SR)

= (20,8 x 101 ± 6,4) ohm

B. Pembahasan

Percobaan ini bertujuan untuk mengukur arus dan tegangan serta

memplot grafik hubungan arus dan tegangan. Berdasarkan prosedur kerja

praktikan melakukan 2 kegiatan yaitu pada rangkaian amperemeter dipasang

sesudah resistor dan amperemeter dipasang sebelum resistor. Untuk kedua

kegiatan tersebut menggunakan tegangan sumber sebesar 0-6 volt, dan resistor

yang tetap sebesar 220 ohm.

Hasil pengamatan dan perhitungan yang didapatkan untuk rangkaian 1

1) V0 = (0,2 ± 0,1) V , I0 = (0,002 ± 0,001) A , R0 = (1,0 ± 0,4) x 102 Ω

2) V2 = (1,8 ± 0,1) V , I2 = (0,008 ± 0,001) A , R2 = (225,0 ± 20,5) Ω

3) V4 = (3,4 ± 0,1) V , I4 = (0,016 ± 0,001) A , R4 = (21,2 x 101 ± 9,7) Ω

4) V6 = (5,0 ± 0,1) V , I6 = (0,024 ± 0,001) A , R6 = (20,8 x 101 ± 6,4) Ω

Sedangkan untuk rangkaian II

1) V0 = (0,2 ± 0,1) V , I0 = (0,002 ± 0,001) A , R0 = (1,0 ± 0,4) x 102 Ω

2) V2 = (1,8 ± 0,1) V , I2 = (0,008 ± 0,001) A , R2 = (225,0 ± 20,5) Ω

3) V4 = (3,4 ± 0,1) V , I4 = (0,016 ± 0,001) A , R4 = (21,2 x 101 ± 9,7) Ω

4) V6 = (5,0 ± 0,1) V , I6 = (0,024 ± 0,001) A , R6 = (20,8 x 101 ± 6,4) Ω

Dari kedua kegiatan diatas tegangan sumber diubah-ubah dari 0-6 V

untuk mendapatkan nilai tegangan dan kuat arus listrik yang mengalir dalam

rangkaian. Sedangkan untuk mendapatkan nilai R diperoleh melalui

persamaan :

Ketika tegangan sumber ditambah maka besar tegangan yang diperoleh juga

besar dan arus yang mengalirpun besar. Artinya tegangan sumber sebanding

dengan arus dan tegangan

dan

dan berdasarkan Hukum ohm : V = I . R, artinya tegangan berbanding lurus

dengan arus.

R=VI

Vs ∼ I Vs ∼ V

V ∼ I

Akan tetapi dalam hal ini saat dilakukan perhitungan untuk sebuah tesistor,

nilainya tidak tetap padahal seharusnya nilai tersebut tetap karena pada

percobaan ini hanya menggunakan satu resistor sebesar 220 ohm.

Banyak faktor yang menyebabkan niali dari R berubah-rubah yaitu

kesalahan pada praktikan dimana saat membaca penunjukkan jarum pada alat

ukur posisinya tidak tegak lurus, dapat pula diakibatkan oleh tegangannya

yakni voltage tegangan dan kabel yang digunakan ada yang longgar.

Untuk grafik hubungan antara arus dan tegangan yang didapat pada

percobaan dapat digambar sebagai berikut, dimana kemiringan grafik

menunjukkan besarnya nilai R.

Kegiatan I:

Kegiatan II :

Dari grafik kedua kegiatan diatas dapat dilihat tegangan sebanding

dengan kuat arusnya walaupun kemiringan grafiknya tidak linier.

Dari kegiatan yang dilakukan, pertama amperemeter dalam rangkaian

dipasang sesudah resistor dan kedua amperemeter dipasang sebelum resistor

untuk hasil pengamatan yang didapatkan baik kuat arus dan tegangan sama

karena tidak berpengaruh posisi amperemeter dipasang asalkan dirangkai

secara seri dan voltmeter dirangkai secara paralel.

VI. KOMENTAR

Secara umum praktikum berjalan dengan lancar dini dibuktikan dengan

sikap anggota kelompok dalam menjalankan prosedur kerja sudah sesuai. Dalam

melakukan percobaan praktikan tidak mengalami kesulitan dalam merangkai atau

menyusun rangkaian karena sudah memahami konsep untuk pemasangan

amperemeter dan voltmeter pada rangakain, dan konsep tersebut telah dijelaskan

pada kuliah teori alat ukur listrik. Namun percobaan yang praktikan lakukan tidak

mendapatkan hasil yang maksimal dan terlihat grafik hubungan arus dan

tegangan. Hal ini disebabkan karena kesalahan pada praktikan dimana saat

membaca penunjukkan jarum pada alat ukur posisinya tidak tegak lurus, alat-alat

yang digunakan kurang bekerja dengan baik karena terlalu sering digunakan, dan

kabel-kabel penghubung yang longgar.

Asisten dosen yang membimbing kami cukup jelas dalam menjelaskan

materi pengukuran arus dan tegangan sehingga praktikan dapat menjalankan

prosedur kerja dengan baik.

Alat yang digunakan lengkap, namun ada yang tidak maksimal sehingga

percobaan yang dilakukan kurang maksimal pula. Dalam penggunaan alat

diperlukan adanya ketelitian, faktor konsentrasi juga berpengaruh dalam sebuah

percobaan sehingga dalam percobaan tersebut dapat terarah dan teratur agar

tujuan percobaan dapat dicapai.

VII. KESIMPULAN

1. Pengukuran arus dan tegangan :

a. Pada rangkaian I :

V0 = (0,2 ± 0,1) V , I0 = (0,002 ± 0,001) A , R0 = (1,0 ± 0,4) x 102 Ω

V2 = (1,8 ± 0,1) V , I2 = (0,008 ± 0,001) A , R2 = (225,0 ± 20,5) Ω

V4 = (3,4 ± 0,1) V , I4 = (0,016 ± 0,001) A , R4 = (21,2 x 101 ± 9,7) Ω

V6 = (5,0 ± 0,1) V , I6 = (0,024 ± 0,001) A , R6 = (20,8 x 101 ± 6,4) Ω

b. Pada rangkaian II :

V0 = (0,2 ± 0,1) V , I0 = (0,002 ± 0,001) A , R0 = (1,0 ± 0,4) x 102 Ω

V2 = (1,8 ± 0,1) V , I2 = (0,008 ± 0,001) A , R2 = (225,0 ± 20,5) Ω

V4 = (3,4 ± 0,1) V , I4 = (0,016 ± 0,001) A , R4 = (21,2 x 101 ± 9,7) Ω

V6 = (5,0 ± 0,1) V , I6 = (0,024 ± 0,001) A , R6 = (20,8 x 101 ± 6,4) Ω

2. Grafik hubungan antara arus dan tegangan

a. Pada rangkaian I

b. Pada rangkaian II

DAFTAR PUSTAKA

Gioncolli, Donglas. C. 2001. Fisika Edisi Ke-Lima Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Istiyono, Edi. 2006. Sains Fisika Untuk Kelas X. Klaten : Intan Pariwara.

Kanginan, Marthen. 2002. Fisika IB Untuk SMA Kelas X. Jakarta : Erlangga.

Sutrisno. 1979. Fisika Jilid I. Jakarta : Erlangga.

Tim Dosen Fisika. 2012. Penuntun Praktikum Alat Ukur Listrik. Banjarmasin : UNLAM (tidak dipublikasikan).

Wahyudin, dkk. 1994. Penuntun Belajar Fisika. Bandung : Lubuk Agung.

http://public-knowledge.blogspot.com.


DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONALUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURATFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

LABORATORIUM FISIKA

Nama : Kode Percobaan :No. Registrasi : Tanggal Percobaan : Program Studi : Kelompok :

Judul Praktikum

Pengukuran Arus dan Tegangan

LAPORAN SEMENTARA

V- Power Supply Voltmeter Amperemeter0V 10V

50 x 1 = 0,2 V

(0,2 ± 0,1) V.

100 mA50

x 1 = 2 mA

(2 ± 1)mA

2V 10V50

x 9 = 1,8 V

(1,8 ± 0,1) V.

100 mA50

x 4 = 8 mA

(8 ± 1)mA

4V 10V50

x 17 = 3,4 V

(3,4 ± 0,1) V.

100 mA50

x 8 = 16 mA

(16 ± 1) mA

6V 10V50

x 25 = 5 V

(5,0 ± 0,1) V

100 mA50

x 12 = 24 mA

(24 ± 1)mA

Resistor yang digunakan : 220 ohm

Banjarmasin, Asisten Praktikan

praktikum alat ukur listrik.docx edit

Documents