praktikum fisika dasar osiloskop

7/21/2019 Praktikum Fisika Dasar Osiloskop

1/20

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

SEMESTER II

2012

Disusun Oleh :FAMANIL YULYENTRI

11/313279/PA/13666

GEOFISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA

MEI 2012YOGYAKARTA


2/20

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

OSILOSKOP II

I. PENDAHULUAN

Osiloskop adalah serangkaian alat elektronik untuk melihat bentuk sinyal

tegangan, mengukur harga tegangan, dan mengukur durasi atau frekuensi bila

sinyal tegangannya berulang secara periodic. Alat elektronik ini digunakan

dimana-mana dalam berbagai macam bidang. Keunggulannya yaitu osiloskop

dapat menunjukkan perilaku atau gerak mekanis dari suatu gelombang.

Saat ini macam osiloskop yang beredar banyak sekali. Mulai dari yang

paling sederhana hingga yang paling rumit. Pabrik-pabrik yang mengeluarkan

dan memproduksi osiloskop pun tidak banyak. Tapi bagaimanapun beraneka-

ragamnya osiloskop yang diproduksi mempunyai satu sifat dasar yang sama,

yaitu semua osiloskop mampu menuliskan kelakuan tegangan listrik.Dalam melakukan suatu percobaan lain yaitu berkaitan dengan

elektronika biasanya praktikan menggunakan alat ini sehingga pengetahuan

penggunaan osiloskop ini sangat penting bagi para praktikan. Pada praktikum

pertama ini, praktikan menggunakan osiloskop yang majemuk, yaitu hanya

melukiskan satu peristiwa, namun pada saat yang sama dua peristiwa

sekaligus.

Semua alat ukur elektronik bekerja berdasarkan sempel data. Semakin

tinggi sempel data, semakin akurat peralatan elektronik tersebut. Osiloskop

pada umumnya juga mempunyai sempel data yang sangat tinggi, oleh karena

itu osiloskop merupakan alat ukur elektronik yang mahal.jika sebuah osiloskop

mempunyai sampai rate 10 sk/s (10 kilosample/second = 10.000 data per

detik), maka alat ini akan melakukan pembacaan sebanyak 10.000 kali dalam

sedetik.

II. TUJUAN

1) Mengoperasikan osiloskop berkas dua.

2) Mengukur dua tegangan.

3) Mengukur dua tegangan yang identik.

4) Mengukur dua tegangan yang berbeda.

5)

Mengukur frekuensi.6) Mengamati beda fase.

III. DASAR TEORI

Osiloskop merupakan alat yang digunakan untuk menganalisa tingkah

laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar.

Dalam osiloskop terhadap tabung panjang yang disebut tabung sinar katoda

atau Cathode Ray Tube (CRT). Bagian-bagian pokok CRT seperti tampak pada

gambar.1.

Electron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang

dilapisi zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar ini berfungsi sebagai

anoda. Arah electron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan yang


3/20

mempengaruhi gerak electron magnetic. Umumnya osiloskop kearah anoda.

Medan sinar katoda mengandung medan gaya listrik dihasilkan lempeng

kapasitor yang dipasang secara vertical, maka akan terbentuk garis lurus

vertical pada bidang atau dinding gambar. Selanjutnya jika pada lempeng

horizontal dipengaruhi tegangan periodic, maka electron yang padanya

bergerak secara vertical kini juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap,sehingga pada gambar terbentuk grafik sinusoida.

Keterangan:

1. Pemanas atau filament

2. Katoda

3. Kisi pengatur

4. Anoda pemusat

5. Anoda pemercepat

6. Pelat untuk simpanan horizontal

7. Anoda untuk simpangan vertical

8.

Lapisan logam9. Berkas sinar katoda

10.Layar fluorgensi

IV. METODE PERCOBAAN

A. Peralatan

1. Osiloskop Trio CS-1022 26 MHz

2. Dua buah osilator AG-202A

3.

3 buah Resistor (1 k

9

2 41 3

10

5 6 7

8

Gambar.1. Bagian-bagian pokok tabung sinar katoda


4/20

4. 1 buah Capasitor (10

5. 1 buah CT

6. Kabel

B. Skema Percobaan

1. Percobaan pengoperasian osiloskop berkas dua

2. Percobaan pengukuran dua tegangan

GND OUT

CH1

CH2 GND

Gambar.2. Rangkaian percobaan pengoperasian osiloskop berkas dua

GND OUT

CH1

CH2 GND

Gambar.3. Rangkaian percobaan pengukuran dua tegangan


5/20

3. Percobaan pengukuran dua tegangan yang identic

4. Percobaan pengukuran dua tegangan yang berbeda

Cara 1

GND OUT

CH1

CH2 GND

Gambar.4. Rangkaian percobaan pengukuran dua tegangan yang identic

ND OUT

CH1

CH2 GND

R1 R2


6/20

Cara 2

Gambar.5. Rangkaian percobaan pengukuran dua tegangan yang berbeda

menggunakan cara 1

GND OUT

CH1

CH2GND


menggunakan cara 2

R1 R2


7/20

Cara 3

GND OUT

CH1

CH2 GND


menggunakan cara 3

R1 R2


8/20

5. Percobaan pengukuran frekuensi

GND OUT

CH1

CH2 GND

Gambar.8. Rangkaian percobaan pengukuran frekuensi

GND OUT


9/20

6. Percobaan pengamatan beda fase

C. Tata Laksana

1) Pengukuran osiloskop berkas dua

a. Rangkaian dirangkai sesuai dengan skema Gambar.2

b. GND disambungkan pada osilator ke GND osiloskop

c. Output disambungkan pada osilator ke CH2 (sinyal B)

d. Output disambungkan pada CH1 osiloskop (sinyal A)

e. F diatur hingga 50 Hz

f. Dipasang sebesar 5 volt/DIV

g.

Saklar dikasar pada AC

GND OUT

CH1

GND

Gambar.9. Rangkaian percobaan pengamatan beda fase

CH2


10/20

h. Trigger time diatur dengan cara diubah-ubah

2) Pengukuran dua tegangan


b. Saklar dipasang pada AC

c. F diatur sebesar 50 Hz

d. Diatur sebesar 5 time/div pada CH1 (sinyal A)

e. Diatur sebesar 2 volt/div pada CH2 (sinyal B)

f. Output generator diatur untuk menghasilkan A sebesar 1

3) Pengukuran dua tegangan yang identic


b. F diubah menjadi 1 KHz

c. CH1 diatur pada 5 volt/div

d. CH2 diatur pada 5 volt/div

e. Trigger time diubah dan disesuaikan dengan gambar

dilayar positive atau negative

f. Gelombang sinyal A dipastikan 1 cm pada garis tengah dan

sinyal B dibawah garis tengah

g.

Sinyal A dilepaskan dari CH1, kemudian peredarannyadiamati

h. Apabila sinyal B dilepaskan, amati perubahannya

i. Setiap perubahan gelombangnya diamati

4) Pengukuran dua tegangan yang berbeda

Cara 1:


b. Output pada asilator disambungkan ke R1 (1 k

c. GND pada osilator dihubungkan ke R2 (1,5 K

d.

GND pada osilator dihubungkan ke GND osiloskop

e. Output pada osilator dihubungkan ke CH2 (sinyal B)

f. Resistor dihubungkan ke CH1

g. Rangkaian diamati apakah sudah terpasang dengan benar

atau tidak

h. Gelombang pada layar diamati dan digambar

Cara 2:


b. GND pada osilator dihubungkan ke R2 (1,5 k

c.

Output pada osilator dihubungkan ke R1 (1 kd. R2 dihubungkan ke CH2 (sinyal B)


11/20

e. R1 dihubungkan ke GND pada osiloskop

f. Resistor dihubungkan ke CH1

g. Rangkaian diperhatikan apakah sudah terbasang dengan

benar atau belum


Cara 3:


b. Output pada asilator disambungkan ke R1 (1 k

c. R1 dihubungkan dengan CH1 (sinyal A)

d. GND dihubungkan pada osilator ke R2 (1,5 k

e. R2 dihubungkan ke CH2 (sinyal B)

f. GND dihubungkan ke osiloskop

g. Rangkaian diamati apakah sudah terpasang dengan benar


5)

Pengukuran frekuensi


b. Output pada osilator 1 dihubungkan ke CH2

c. GND pada osilator 1 dihubungkan pada osiloskop

d. Output pada osilator 2 dihubungkan pada CH1 (sinyal A)

e. GND pada osilator 2 dihubungkan ke GND pada osiloskop

f. Pada pengukuran ini yang diubah adalah frekuensinya

g. Frekuensi diatur dengan perbandingan yang sudah

ditentukan

h. Diatur 5 volt/div pada sinyal A

i.

Diatur 5 volt/div pada sinyal Bj. Rangkain diperhatikan dan diamati apakah sudah

terpasang dengan benar

k. Gelombang pada layar diamati dan digambar

6) Pengamatan beda fase


b. Yang diukur adalah beda fase menggunakan transformator

c. Output pada osilator dihubungkan ke transformator

d. GND pada osilator dihubungkan ke transformator

e. Dihubungkan ke R1

f.

GND dihubungkan pada osiloskop

g. Dihubungkan ke C

h. C dihubungkan ke CH2 (sinyal B)

i. Dihubungkan ke CH1 (sinyal A)

j. Mode diubah ke X-Y

k. Volt/div diatur menjadi 5 pada sinyal A

l. Volt/div diatur menjadi 5 pada sinyal B

m. F diatur sebesar 50 Hz

n. Rangkaian diamati apakah sudah benar

o. Gelombang pada layar osiloskop diamati dan digambar


12/20

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Grafik dan Perhitungan

1. Pengoperasian Scope Berkas Dua

Grafik 1.1 Pengoperasian Scope Berkas Dua



2. Pengukuran Dua Tegangan

Volts/div : 1 V

Sweep time/div : 5 mS

Frekuensi : 50 x 1 Hz

Volts/div : 1 V



Volts/div : 1 V



Volts/div : 1 V


Frekuensi : 50 x 1

Hz


13/20

Grafik 2.1 Pengukuran Dua Tegangan

Grafik 2.2 Pengukuran Dua Tegangan

3. Pengukuran Dua Tegangan yang Identik

Grafik 3.1 Pengukuran Dua Tegangan yang Identik

4. Pengukuran Dua Tegangan yang Berbeda

Cara 1

Grafik 4.1 Pengukuran Dua Tegangan yang Berbeda menggunakan

cara 1

Cara 2

Volts/div : CH1 : 1 V

CH 2: 0.5 V



Volts/div : 1 V



Volts/div : 1 V

Sweep time/div : 0.5 mSFrekuensi : 50 x 1 Hz

Volts/div : 1 V

Sweep time/div : 0.5 mS



14/20

Grafik 4.2 Pengukuran Dua Tegangan yang Berbeda mengguakancara 2

Cara 3

Grafik 4.3 Pengukuran Dua Tegangan yang Berbeda menggukana

cara 3

Cara Kapasitor

Grafik 4.4 Pengukuran Dua Tegangan yang Berbeda cara

mengguanakan cara Kapasitor

5. Pengukuran Frekuensi

Perbandingan 1:1

Grafik 5.1 Pengukuran Frekuensi perbandingan 1:1

Perbandingan 1:2

Volts/div : 1 V



: 2 div2 : 4 div

Volts/div : CH1 : 1 V

CH2 : 2 VSweep time/div : 5 mS


: 1 div

Volts/div :1 V


Frekuensi : O1: 30 Hz

O2: 30 Hz

T1 : 6 x 0.5 = 3

T2 : 6 x 0.5 = 3


15/20


Perbandingan 1:3


Perbandingan 2:3


6. Pengukuran Beda Fase

Volts/div : 1 V

Sweep time/ div : 0.5 mSFrekuensi : 20 x 1 Hz

A. Pembahasan

1. Pengoperasian Scope Berkas Dua

Pada eksperimen ini untuk pengoperasi scope berkas dua

setelah mengikuti tata laksana yang ada dan skema yang ada maka

dilayar scope akan tampil dua grafik (berkas dua) yang memiliki

bentuk dan kelakuan yang sama. Dapat dilihat pada grafikgelombang siosinida yang dihasilkan sama. Hal ini disebabkan

Volts/div : 1 V


Frekuensi : O1 : 30 Hz

O2 : 60 Hz

T1 : 6 x 0.5 = 3T2 : 3 x 0.5 = 1.5

Volts/div : 1 V


Frekuensi : O1 : 30 HzO2 : 90 Hz

T1 : 6 x 0.5 = 3

T2 : 2 x 0.5 = 1

Volts/div : 1 V

Sweep time/div : 0.5 mSFrekuensi : O1 : 20 Hz

O2 :30 Hz

T1 : 9 x 0.5 = 4.5

T2 : 6 x 0.5 = 3


16/20

kedua input berasal dari sumber yang sama yaitu osilator. Pada

CH1 atau sinyal A dihubungkan ke output osilator begitu juga pada

CH2 atau sinyal B dihubungkan pada output osilator. Pada

eksperimen ini menghasilkan gelombang berjalan. Ini merupakan

percobaan yang pertama dari pengoperasian scope berkas dua.

Dengan mengatur volt/div = 5 pada CH1 (sinyal A) dan CH2 (sinyalB) dan memiliki frekuensi 50 Hz. Dengan mode di auto dan

geserlah coupling pada AC. Maka terbentuklah dua grafik (berkas

dua) sesuai dengan gambar grafik yang ada. Pada eksperimen ini

juga berarti dapat membuktikan pada tujuan pertama

mengoperasikan scope berkas dua.

2. Pengukuran Dua tegangan

Untuk eksperimen kedua ini mengukur dua tegangan pada

CH1 (sinyal A) dan CH2 (sinyal B), perlu dibuat dalam keadaan

atau kondisi yang sama antara CH1 dan CH2. Caranya dengan

memberikan tegangan frekuensi yang sama pada CH1 dan CH2

sebesar 50 Hz untuk kedua sinyal tersebut. Dengan kondisi yang

sama, akan mengakibatkan terbentuknya kedua berkas yang sama,

akan mngakibatkan terbentuknya kedua berkas yang sama dan

berkelakuan sama pula. Ketika volt/div pada CH2 (sinyal B)

divariasikan dari 1 ke volt grafik Yb akan semakin membesr.

Perbesaran ini akan sebanding dengan perbandingan terhadap

nilai awal. Artinya grafik Yb berada di tempat semula. Skala

perbandingan yang dihasilkan antara Ya dan Yb adalah 2. Dengan

factor perbesaran gambar Yb terhadap Ya (antara gelombang atas

dengan yang bawah) dapat dihitung sebagai berikut:

Keterangan:

Ya = Amplitudo Gelombang Atas = 2

Yb = Amplitudo Gelombang Bawah = 4

Hal ini sesuai dengan prinsip untuk mencari tegangan pada

scope yaitu volt = volt/div x amplitude dimana tegangan input

pada eksperimen ini adalah tetap sama.

3. Pengukuran Dua Tegangan yang Identik

Pada eksperimen ini digunakan volts/div sebesar 1 volt,

sweep time/div sebesar 5 ms dan frekuensi 50x1. Dalam pengukuran

dua tegangan yang identic ini, pengoperasian scope berkas dua lebih

diuji sehingga dapat lebih diperjelas kegunaan scope yang

menampilkan dua berkas. Pada pengukuran dua tegangan yang

identic ini berkas yang ditampilkan di layar sama besarnya, input

tegangan yang dipasang pun sama besarnya. Kedua hal ini tidak

terlihat pengaruhnya karena tegangannya sama. Dan jika sinyal A


17/20

dibuang/dihilangkan, berkas pada layar tidak akan sama lagi, karena

pada A tidak ada tegangan yang masuk.

4. Pengukuran Dua Tegangan yang Berbeda

Dalam eksperimen pengukuran dua tegangan yang identic

ini digunakan 3 cara dan satu cara kapasitor. Pada cara satu untukdapat mengukur tegangan yang ada pada rangkaian ini, pertama perlu

ditinjau lebih dahulu skema rangkaian tersebut. Jika dianalisa, terlihat

bahwa Ya mewakili R1 dan R2 karena melewati keduanya. Dan Yb

mewakili resistor. R1 pada ujung Ya terdapat nilai V total atau Vpp

karena sudah melewati kedua resistor (R1 dan R2). Sedangkan pada

ujung Ya hanya memiliki nilai V2 karena hanya melewati resistor R2.

Lalu menggunakan persamaan sederhana, dapat diketahui nilai V1

melalui persamaan Vpp=V1+V2. Pada cara pertama, didapatkan:

Volts/div : 1 V



Ya : 2

Yb : 5

CH 1 R2 V2

CH 2 R1 + R2 V1 + V2 = Vpp

V1 = Vpp + V2

Dengan meninjau rangkaian yang ada, dapat diketahui

bahwa rangkaian dua ini merupakan kebalikan dari rangkaian satu.

Pada rangkaian ini yang Ya terhubung pada kedua resistor (R1 dan

R2) sedangkan ujung Yb hanya terhubung pada R2. Selain itu, hal inidapat dibuktikan melalui bentuk gelombang yang tampak pada layar

scope. Gelombang CH1 pada rangkaian dua berbentuk lebih kecil

dibandingkan dengan pada rangkaian satu dan gelombang CH2

berbentuk lebih kecil dibandingkan dengan pada rangkaian dua.

Namun, nilai V1 dan V2 ini tidak mempengaruhi nilai Vpp karena

untuk mencari Vpp adalah menjumlahkan V1 dan V2. Pada cara dua,

didapatkan:

Volts/div : 1 V



Ya : 3

Yb : 5

CH 1 R1 V1

CH 2 R1 + R2 V1 + V2 = Vpp

V2 = Vpp V1

Pada cara ketiga, konsep yang terdapat pada rangkaian ini

masih sama seperti rangkaian-rangkaian sebelumnya. Skema

menunjukan bahwa Ya mewakili R1 dan Yb mewakili R2. Ujung Ya

bernilai V1 dan ujung Yb bernilai V2, sehingga dapat diperoleh Vpp

dan penjumlahan keduanya. Pada cara ketiga, didapatkan:Volts/div : 1 V


18/20



Ya : 3

Yb : 2

: 2

: 4CH 1 R1 V1

CH 2 R2 V2

Untuk cara keempat, mode yang digunakan berbeda dengab

eksperimen-eksperimen sebelumnya yaitu penggeseran dari normal

ke X-Y, sebenarnya hal ini untuk mempermudahkan kita untuk

menghitung beda fase nya. Tapi tidak menuntut kemungkinan dengan

mode Normal tidak dapat menghitung beda fase. Tegangan pada

ujung-ujung C sama dengan tegangan total V. demikian pula besar

tegangan pada ujung-ujung R adalah pengukuran besar arus yang

melalui saluran rangkaian, dan yang melalui kapasitor C. Pada cara

keempat ini, didapatkan:

Volts/div : CH 1 : 1 V

CH 2 : 2 V



: 1

5. Pengukuran frekuensi

Pada eksperimen pengukuran frekuensi ini, digunakan duabuah osilator dimana yang dihubungkan ke scope agar dapat terlihat

perbedaan masukan antara osilator pertama dan kedua yang akan

ditampilkan pada layar. Pada eksperimen ini digunakan empat

perbandingan masukkan frekuensi, yaitu 1:1, 1:2. 1:3, dan 2:3,

sehingga input yang dimasukkan adalah 30 Hz:30 Hz, 30 Hz:60 Hz, 30

Hz:90 Hz, dan 20 Hz:30 Hz. Dengan begitu dapat dilihat perbedaan

yang sangat jelas sehingga pengukuran frekuensi pun dapat dilihat

dan diukur dengan jelas. Pada berkas yang dihasilkan di layar,

dihitung jarak antara puncak gelombang, yang disebut T1(jarak antar

puncak pada gelombang pertama CH1 ) dan T2(jarak antar puncak

pada gelombang kedua CH2). T1dan T2dihitung dengan rumus:

Setelah keempat perbandingan diuji, didapatkan hasil

sebagai berikut:

1:1

T1= 6 x 0.5 = 3T2= 6 x 0.5 = 3


19/20

1:2

T1= 6 x 0.5 = 3

T2= 3 x 0.5 = 1.5

1:3

T1= 6 x 0.5 = 3T2= 2 x 0.5 = 1

2:3

T1= 9 x 0.5 = 4.5

T2= 6 x 0.5 = 3

Sedangkan akan didapatkan hasil yang jika diuji

menggunakan rumus berikut:

Maka, didapatkan:

1:1

T1= 1/30 = 0.033

T2= 1/30 = 0.033

1:2

T1= 1/30 = 0.033

T2= 1/60 = 0.016

1:3

T1= 1/30 = 0.033

T2= 1/90 = 0.011

2:3

T1= 1/20 = 0.050

T2= 1/30 = 0.033

6. Pengukuran Beda fase

Pengukuran beda fase ini berbeda dengan eksperimen-eksperimen sebelmnya. Pada eksperimen ini menggunakan trafo

sebagai transformator. Namun pada eksperimen ini juga digunakan

scope, osilator, resistor, dan kapasitor, sama seperti eksperimen-

eksperimen sebelumnya. Besaran input tegangan, time, dan frekuensi

divariasikan hingga dihasilkannya berkas berupa lingkaran atau elips

pda layar. Namun pada saat diuji, berkas yang didapatkan tidak jelas

dan tidak berbentuk. Hal ini terjadi karena adanya distorsi. Distorsi

adalah peristiwa kesalahan yang diakibatkan oleh alat ataupun

praktikan.

VI. KESIMPULAN


20/20

A. Pada praktikum osilokop, perlu diperhatikan lebih mendalam terutama

mengenai kalibrasi alat serta cara menggunakan scope. Karena beberapa

peralatan elektronika terkadang cukup sensitive saat digunakan sehingga

dapat memberikan hasil yang kurang objektif.

B. Manfaat utama osiloskop yang memiliki dua electron dan dua lubang

input yaitu mampu menampilkan secara tepat berkas-berkas yangmewakili tegangan dari dua sumber berbeda baik yang identic maupun

yang berbeda.

C. Semakin kecil setelah volts/div, maka berkas yang dihasilkan akan

semakin besaramplitudonya, begitu juga sebaliknya.

D. Osiloskop dapat digunakan untuk mengetahui suatu frekuensi sumber

yang belum diketahui dengan menetapkan frekuensi standard dari

sumber lain.

E. Pada Pengukuran Beda Fase terjadi distorsi yang dikarenakan kesalahan

pada alat, baik pada osiloskop, generator, resistor, kapasitor, ataupun

trafo yang digunakan.

VII. DAFTAR PUSTAKA

Staf Laboratorium Fisika Dasar. 2011. Panduan Praktikum Fisika

Dasar II. Yogyakarta : Laboratorium Fisika Dasar UGM.

id.wikipedia.org/wiki/osiloskop

VIII. PENGESAHAN

Yogyakarta, 23 Mei 2012Asisten, Praktikan,

(Arief Gunawan) (Famanil Yulyentri)

11/313279/PA/13666

praktikum fisika dasar osiloskop

Documents