A. PENGENALAN MULTIMETER alat

Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007

A. PENGENALAN MULTIMETER

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan III. Alat‐alat

1.

Multitester sanwa

2.

bateray D 1,5 Volt 4 buah

1. Mengukur tengan DC dengan mengunakan multitester

3.

Trafo step down 220/12 volt

2. Mengukur tegangan AC dengan menggunakan multitester

4.

Tahanan 10 ohm, 47 ohm, 510 ohm, 680 ohm, dan 15 K ohm

3. Mengukur arus DC dengan menggunakan multitester

5.

Papan rangkaian, saklar, dan kabel penghubung

I. Kompetisi

II.

Teori Pendukung

IV. Petunjuk Kerja A. Mengukur tegangan DC

Multitester adalah alat untuk mengukur tegangan AC/DC, arus

1

DC dan tahanan. Untuk mengukur tegangan, saklar pilih

Pasang kabel multitester (Lead) yang merah pada

multitester dikembalikan pada posisi ACV atau DCV dan alat

terminal positif dan kabel yang hita pada terminal

ukur dipasang secara paralel dengan beban ( yang akan diukur).

negatif multitester 2

Bila yang diukur adalah arus DC maka saklar pemilih diatur pada

Atur skalar pemilih multitester pada posisi DCV dengan batas ukur 10.

posisi DC mA dan alat ukur di pasang seri dengan beban. 3

Sedangkan untuk mengukur tahanan, saklar pemilih di atur

Hubungan lead merah ke terminal positif bateray dan lead hitam pada negatifnya

pada posisi Ohm dan alat ukur dipasang secara paralel dengan 4

beban ( perlu diingat beban dalam keadaan tidak berarus

Baca angka yang ditunjuk olej jarum multitester pada skala 0 – 10 DCV

listrik). Hasil pengukuran dapat diketahui dengan membaca 5

skala yang sesuai dengan penempatan posisi skala pemilih.

Ukur tegangan bateray yang diberikan pada tabel 1.

Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 1

2


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 B. Mengukur tegangan AC 1

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan 4

Atur skala pemilih multitester pada posisi AC V dengan

skala ohm

batas ukur 50 ACV. Hubungan trafo step down ke

5

sumber tegangan 220 v. 2

Hubungan lead multitester ke bagian sekunder trafo pada terminal yang terlihat pada tabel 2

3

V.

Gambar Rangkaian

– 50 ACV (skala merah)

1

Atur skala pemilih multitester pada posisi DcmA dengan batas ukur 0,25 A.

2

Ukur nilai tahanan yang diberikan dalam tabel 4.

Baca angka yang ditunjuk oleh multitester pada skala 0

C. Mengukur arus DC

Baca apa yang ditunjuk pada skala oleh jarum pada

Buat rangkaian seperti gambar tiga ( E= 1,5 V, R = 150

ohm). Perhatikan polaritas alat ukur. 3

Baca angka yang ditunjuk oleh jarum multitester pada skala 0 – 10 DcmA.

4

Lanjutkan percobaan dengan menambahkan bateray

VI. Tabel Pengukuran Tabel 1

sesuai dengan tabel 3.

Jumlah Baterai 1 2 3 4

D. Mengukur tahanan 1

Atur skala pemilih multitester pada posisi ohm x10 ohm

2

Kalibrasi alat ukur dengan cara menghubungkan singkat kedua lead multitester, atur ADJ sampai jarum

Tegangan

menunjuk angka nol pada skala ohm. 3

Hubungkan lead pada masing‐masing kaki tahanan


4


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 Tabel 2 Terminal CT – 6 CT – 12 6 – 6 12 – 12

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan 2. Perhatikan tabel 2. Ukur tegangan pada terminal‐terminal transformator step down seperti terlihat pada kolom

Tegangan

terminal. Kemudian isikan tegangan yang terukur dari multitester tersebut. 3. Perhatikan tabel 3. Ukur arus bateray sesuai dengan jumlah

yang ditunjukkan. Kemudian isikanlah pada pada kolom arus.

Tabel 3

4. Perhatikan tabel 4. Ukur tahanan dari nilai‐nilai yang telah Jumlah Baterai 1 2 3 4

Arus

ditetapkan. Kemuidan isikan hasil pengukuran tersebut ke kolom pengukuran. 5. Silahkan amati apakah nilai yang terukur dengan nilai yang tertera pada peralatan sama? Jika sama berikan alasanya

dan jika berbeda terangkan penyebabnya.

Tabel 4

6. Setelah melakukan pratikum, jelaskan kegunaan Tahanan (ohm) 10 47 510 680 15 K

multitester pada saat mengukur tegangan AC, tegangan DC,

Pengukuran

VII Eksplorasi 1. Perhatikan tabel 1. Ukurlah tegangan bateray tersebut

Arus DC dan tahanan. Dan tunjukkan apa perbedaan mengukur arus dan tegangan ? 7. Jelaskan juga cara mengkalibrasi multitester untuk mengukur tegangan AC, tegangan DC, arus DC dan tahanan.

sesuai dengan jumlahnya. Isikan pada kolom tegangan Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 5

6



Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan

B. Pengukuran Nilai Tahanan

Pita D= Toleransi Nilai tahanan untuk kode warna tertentu ditentukan

I.

dengan menggunakan tabel berikut:

Kompetensi

Tabel Kode Warna Tahanan 1. Mahasiswa dapat membaca nilai tahanan dari kode warna. Warna

Pita A

Pita B

Pita C

Pita D

nilai bermacam – macam tahanan (Tahanan karbon,

Hitam

‐

0

1

‐

tahanan geser, potensiometer).

Coklat

1

1

101

± 1 %

Merah

2

2

102

± 2 %

II. Teori Pendukung

Orange

3

3

103

‐

Kuning

4

4

104

‐

Hijau

5

5

105

‐

Biru

6

6

106

‐

Ungu

7

7

107

‐

Abu – abu

8

8

108

‐

Putih

9

9

109

‐

Emas

‐

‐

10‐1

± 5 %

Perak

‐

‐

10‐2

± 10 %

2. Mahasiswa mengetahui dan memahami cara pengukuran

1. Tahanan Karbon Nilai dari tahanan karbon dapat diketahui dengan membaca kode warna yang tercantum pada tahanan tersebut. Kode warna pada tahanan terdiri atas empat pita warna seperti pada gambar 5 berikut: A B C D

Pita A= Angka Pertama (puluhan) Pita B= Angka Kedua (satuan)

Catatan: Tahanan tanpa kode warna mempunyai toleransi ± 20 %

Pita C= Faktor Pengali Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 7

8


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 Sebagai contoh, suatu tahanan dengan kode warna kuning,

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan 4. Tahanan Dekade

ungu, merah, emas maka nilai tahanannya 4700 ohm toleransi

Nilai tahanan dekade dapat diatur

± 5 %. 2

x1 x10 x10 x10

3

A B C

dengan memutar sakelar pemilih ke posisi x1, x10, x100 dan x 1000 sesuai dengan kebutuhan. Tahanan

2. Tahanan Geser kontak geser D

C

ini memiliki tiga terminal dimana Nilai tahanan geser dapat dirobah‐

tempat pengukuran adalah terminal

robah dengan menggeser kontak

A dan terminal B.

geser D. Terminal A dan B

digunakan untuk mengukur nilai A

tahanan

B

dari

minimum

ke

III.

maksimum.

1. Multitester 2. Tahanan karbon senilai 10 ohm, 47ohm, 220 ohm, 1 kohm,

dan 10 kohm

3. Potensiometer

3. Tahanan geser

B A

C

D

Alat dan Bahan

Nilai tahanan dari suatu potensiometer

4. Tahanan dekade

dapat diubah dengan cara memutar

5. Potensiometer

saklar pemilih D dari kiri ke kanan. Tahanan ini memiliki tiga terminal yaitu terminal A dan C sebagai terminal maksimum dan minimum tahanan, dan terminal B sebagai terminal pengatur

IV.

Langkah Kerja 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan. 2. Tentukan nilai tahanan karbon yang tersedia berdasarkan kode warnanya dan tabulasikan kedalam tabel 1.

vaiabel tahanan. Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 9

10


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 3. Atur sakelar pada multitester pada posisi ohm x10 dan

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan Tabel 2

kalibrasikan alat ukur. 4. Ukur nilai tahanan yang digunakan pada langkah 2 dan

No

Posisi Sakelar

Tahanan Geser

Potensiometer

1

Minimum

2

Setengah

3

Maksimum

tabulasikan hasil pengukuran ke tabel 1. 5. Ukur nilai tahanan geser dan tahanan potensiometer untuk posisi sakelar yang diberikan pada tabel 2. 6. Ukur nilai tahanan dekade untuk posisi sakelar pemilihan

yang diberikan tabel 3. V.

Tabel 3

Tabel Tabel 1

No

Posisi Sakelar

No Warna

Nilai Tahanan

Hasil Pengukuran

1

Coklat‐Hitam‐ Orange‐ Emas

2

Coklat‐Hitam‐Hitam‐Emas

3

Coklat‐Hitam‐Merah‐Emas

4

Merah‐Merah‐Coklat‐Emas

5

Kuning‐Ungu‐Hitam‐Emas

Hasil Pengukuran

X1000

x100

x10

x1

1

2

2

0

0

2

0

4

7

0

3

0

0

6

8

4

1

5

0

0

5

6

8

0

0

VI. Kesimpulan 1. Jelaskanlah cara membaca kode warna pada tahanan.

2. Tahanan‐tahanan yang digunakan dalam percobaan ini dapat dibedakan atas dua macam, jelaskanlah.


12


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 3. Jelaskanlah cara kerja tahanan‐tahanan variabel yang


C. RANGKAIAN TAHANAN

digunakan dalam percobaan ini.

VII.

Eksplorasi

I. Kompetensi

1. Bandingkan hasil pembacaan tahanan berdasarkan kode

1.

warna dengan hasil pengukuran dan buatlah analisanya.

Mengunakan

cara

menggunakan

multitester

untuk

mengukur tahanan

2. Bandingkan hasil pembacaan tahanan dekade berdasarkan

2.

skala dengan hasil pengukuran dan buatlah analisanya.

Menguasai cara memasang tahanan pada papan rangkaian untuk membuat rangkaian seri, paralel dan campuran (seri‐

paralel). 3.

Menguasai penerapan konsep rangkaian seri, paralel, dan transformasi segitiga‐bintang untuk menganalisis rangkaian tahanan.

II. Teori Pendukung 1. Rangkaian Seri, Paralel, dan Campuran Ada tiga komponen dasar listrik yaitu tahanan (resistor), lilitan (induktor) dan kapasitor. Ada tiga rangkaian dasar yang digunakan yaitu rangkaian seri, paralel dan campuran (seri dan paralel). Jika diberi ujung awal tahanan dengan aw dan akhir dengan ak maka dapat dijelaskan cara menyambung rangkaian seri, paralel dan campuran. Perhatikan gambar 1.a. ada dua Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 13

14


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 tahan R1 dan R2 masing‐masing diberi tanda aw dan ak pada


ujung‐ujungnya. Rangkaian seri adalah rangkaian yang menghubungkan akhir (ak) tahanan R1 dengan awal (aw) tahanan R2. Perhatikan gambar 1.b merupakan rangkaian seri. Apabila tahanannya lebih dari dua dengan cara yang sama sambungkan akhir R2 dengan awal tahan yang lain, begitu seterusnya. Rangkaian paralel adalah menyambungkan antara awal (aw) R1 dangan awal (aw) R2 dan akhir (ak) R1 dengan akhir (ak) R2. Perhatiakan gambar 1.c merupakan rangkaian paralel. Jika

tahanan yang akan diparalel lebih dari dua maka tinggal dipasang awal tahanan lain dengan awal tahan R1 dan R2

Gambar 1. rangkaian seri, paralel dan campuran

serta akhir tahanan lain dengan akhir R1 dan R2 begitu seterusnya.

2. Rangkaian Segitiga‐Bintang Rangkaian segitiga adalah tiga tahanan yang dirangkai

Rangakain campuran adalah pengabungan antara rangkaian

menyerupai bentuk segitiga dan rangkaian bintang adalah tiga

seri dan paralel.

tahanan yang dirangkai menyerupai bintang. Perhatikan gambar 2 . Rangkain segitiga dapat dikonversi kebentuk rangkaian bintang dan rangkaian bintang dapat juga dikonversi

ke

bentuk

segitiga.

Rangkaian

segitiga

dilambangkan dengan Δ dan rangkaian bintang dilambangkan dengan Y. Lambang konversi dari bintang ke segitiga adalah Y‐ Δ dan lambang konversi segitiga ke bintang adalah Δ‐Y. Untuk Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 15

16


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 melakukan konversi digunakan persamaan bintang‐segitiga

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan 3. Papan Rangkaian

dan persamaan segitiga bintang seperti pada persamaan 1 dan

Papan rangkaian digunakan untuk memasang komponen

persamaan 2.

dalam membuat suatu rangkaian listrik. Pada papan rangkaian terdapat 32 terminal (lubang) tempat pemasangan komponen. Setiap 4 terminal yang sebaris dihubungkan oleh kawat (konduktor), sehingga pada papan rangkaian terdapat delapan (8) baris terminal yang saling berhubungan. Jangan memasang memasang komponen pada jalur terminal yang sudah

dihubungkan kawat. Hal ini akan menimbulkan arus hubungan

Gambar 2. bintang segitiga

singkat. Cara pemasangan yang benar adalah sebagai berikut.

Persamaan 1. Y – Δ

R1 =

R12.R31 R12.R 23 R 2 = R12 + R 23 + R3 R12 + R 23 + R31

R3 =

R 23.R31 R12 + R 23 + R3

Persamaan 2. Δ‐Y

R12 =

R1R2 + R2R3 + R3R1 R3

R1R2 + R2R3 + R3R1 R1R 2 + R 2 R3 + R3R1 R23 = R31 = R1 R2

Gambar 3. Rangkaian seri


Gamabar 4. Rangkaian paralel 18



Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan VII. Gambar Rangkaian

Gambar 5. Rangkaian seri‐paralel III. Alat‐alat 1. Multitester 2. Tahanan 100 ohm, 330 ohm, 470 ohm, 1K ohm dan 2,2 K ohm

3. Papan rangkaian dan konektor (kabel)

IV. Petunjuk Kerja

1.

Buatlah rangkaian tahanan seperti pada gambar rangkaian (dibawah ini) pada papan rangkaian (rangkailah sesuai dengan contoh pada gambar 3, gambar 4 dan gambar 5.

2.

Ukur tahanan total masing‐masing rangkaian pada titik pengukuran A dan B.


20


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 VI. Tabel

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan D.

PENGARUH SUHU TERHADAP TAHANAN

No

Rangkaian

Hasil Ukur RAB

Hasil Hitung RAB

1

Rangkaian 6

2

Rangakian 7

3

Rangakian 8

4

Rangkaian 9

5

Rangkaian 10

I. Komptensi 1. Membuat

rangkaian

jembatan

Wheatstone

untuk

menentukan nilai tahanan. 2. Menghitung nilai tahanan setiap kenaikan suhu II. Teori Pendukung

VII. Eksplorasi

Perhatikan rangkaian jembatan Wheatstone pada gambar 1.

1. Hasil pengukuran diletakkan kembali dengan rangkaian

Terlihat seperti wajik. Ditengah‐tengahnya ada sebuah alat ukur

2. Hitung kembali nilai tahanan total dititik A dan B pada

yang disebut galvanometer. Galvanometer mengukur pada titik

masing‐masing rangkaian (Rangkaian 6 sampai dengan

A dan B. Galvanometer adalah untuk mengukur tengan positif

rangkaian 10)

dan negatif. Jika tidak digunakan maka jarum penunjuk berada

3. Amati dan bandingkan hasil keduanya. Jika sama antara hasil

pada posisi tengah‐tengah atau menunujuk nilai nol (0). Pada

pengukuran dan perhitungan maka tuliskan alasannya. Jika

rangkaian Wheatstone, galvanometer mengukur tengan pada

ternyata berbeda antara keduanya maka jelaskan apa

titik A dan B untuk mengetahui apakah tahanan‐tahanan dalam

penyebabnya?

rangkaian pada kondisi setimbang? Jika dalam keadaan setimbang galvanometer menunjuk angka nol kembali.

4. Jelaskan perbedaan rangkaian seri dan paralel 5. Jelaskan tentang rangkaian campuran

6. Jelaskan kegunaan konversi Δ‐Y dan Y‐Δ 7. Jelaskan pengaruh titik pengukuran dengan hasil

pengukuran. Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 21

22




Rt1 = tahanan pada t1, Rt2 = tahanan pada t2

T1 = suhu mula‐mula, T2 = suhu akhir

α = koefisien suhu (0,0037)

III. Alat‐alat

1. satu unit lampu TL 220V, 10 W 2. Galvanometer

3. Sumber tegangan DC 3 volt Perhatikan tahanan R1 adalah tahanan decade yang dapat

4. Tahanan decade, tahanan 150 ohm ( 2 bh)

diatur besarannya. R1 bertujuan untuk mencari tahanan dalam

5. Papan rangkaian dan kabel

rangkaian dalam keadaan setimbang.

6. Termometer

Rangkaian Wheatstone setimbang bila terjadi kondisi R1.R3 sama dengan R2. R4 atau dengan persamaan matematis (persamaan 1).

R1 . R3 = R2 . R4……………………….(1)

2 (rangkain kerja).

panas

pada

konduktor

dapat

dihitung

berdasarkan persamaan 2.

IV. Petunjuk Kerja 1. Buat rangkaian jembatan Wheatstone seperti pada gambar

Kenaikan suhu semakin bertambah jika konduktor dipanaskan. Pertambahan

2. Ukur besar tahanan ballast dengan mengunakan rangkaian jembatan Wheatstone. 3. Ukur suhu ballast lampu TL 4. Lepaskan rangkaian Jembatan Wheatstone dengan ballast

Rt 2 = Rt1(1 + α (t 2 − t1)) ……………………(2)

lampu TL

Dimana :


24


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 5. Hidupkan lampu TL selama 5 menit, kemudian matikan. Dan ukur kembali tahanan ballast seperti langkah 2 dan ukur suhu ballast (langkah 3). 6. Hudupkan kembali lampu TL 5 menit lagi dan seterusya. Ulangi sampai mencapai panas maksimum termometer.

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan 4 5 6 7 VII. Eksplorasi

1. Isikan hasil pengukuran pada kolom R1 untuk besar tahanan

ballast dan kolom T untuk setiap kenaikan suhu. 2. Perhatikan setiap kenaikan tahanan ballat dan suhu.

V. Gambar Rangkaian

Bandingkan dengan mengunakan persamaan 2. apakah sebanding kenaikannya tahanan terhadap perubahan suhu. Jika ya maka jelaskan dengan rinci, kejadian apa yang menyebabkanya. Jika tidak maka jelaskan faktor apa saja yang mempengaruhinya. 3. Buatlah grafik kenaikan tahanan terhadap suhu 4. Apakah grafik yang dihasilkan linier?, jelaskan dengan rinci ! 5. Jelaskanlah pengunaan galvanometer pada rangkaian Jembatan Wheatstone

6. Apakah yang menyebabkan galvanometer menunjuk nol ketika rangkaian Jembatan Wheatstone setimbang? Jelaskan

VI. Tabel

dengan rinci!

Tabel 1

No 1 2 3

o

T ( C)

R1 (Ω)


26


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 E. Hukum Ohm


R = Nilai tahanan.

2. Tegangan dan Arus Rangkaian Seri dan Paralel Rangkaian Paralel

I. Kompetensi 1. Menguasai cara mengukur arus dan tegangan dalam suatu rangkaian listrik. 2. Menguasai penerapan hukum Ohm untuk menghitung besar arus dan tegangan pada rangkaian.

II.

Teori Pendukung Pada rangkaian paralel, tegangan pada setiap tahanan

1. Hukum Ohm

besarnya sama sehingga arus pada tiap tahanan dapat

Hukum ohm menyatakan hubungan antara arus, tegangan

dirumuskan:

dan tahanan pada sebuah rangkaian listrik, dimana besar tegangan yang mengalir pada sebuah hambatan (tahanan

I1 =

murni) akan sebanding dengan besar arus yang mengalir

V V , I 2 = R1 R2

dikalikan dengan nilai tahanan yang dialiri arus tersebut. Hal Sehingga arus total yang mengalir pada rangkaian:

ini dirumuskan:

I = I1 + I 2

V = I ∗R

Dimana: V = Tegangan.

I = Arus yang mengalir pada tahanan.


28




Rangkaian Seri

IV. Petunjuk Kerja 1. Buat rangkaian seperti pada gambar 4, teliti pemasangan rangkaian pada tanda (+) dan (‐). 2. Ukur tegangan sumber (E), tegangan antara titik A dan B (VAB) dan arus total (I) yang ditunjukkan oleh miliamperemeter (mA).

3. Lanjutkan percobaan untuk rangkaian seperti pada gambar

Pada rangkaian seri, arus yang mengalir pada setiap tahanan

5, 6 dan 7.

besarnya sama sehingga tegangan pada tiap tahanan dapat

V. Gambar Rangkaian

dirumuskan:

V 1 = I ⋅ R1 , V 2 = I ⋅ R 2 Sehingga tegangan total yang mengalir pada rangkaian:

V = V1 + V 2

III. Alat dan Bahan

Gambar 4

1. Multitester 2. Miliamperemeter 3. Tahanan 100 ohm, 330 ohm, 470 ohm, 1000 ohm 4. Sumber tegangan DC 6 V 5. Papan rangkaian dan kabel Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 29

30



Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan Dimana: R1 = 100 ohm, R2 = 330 ohm, R3 = 470 ohm, R4 =

E

1000 ohm mA

VI. Tabel Pengamatan

R1 A

B R2

R3

Gambar 5

No

Rangkaian

E

VAB

VBC

I

1

Gambar 4

2

Gambar 5

3

Gambar 6

4

Gambar 7

VII. Eksplorasi

1. Hitung besar arus total dalam masing – masing rangkaian. 2. Hitung tegangan VAB dan VAC pada setiap rangkaian.

Gambar 6

3. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan untuk setiap percobaan. 4. Jelaskan batasan berlakunya hukum Ohm.

Gambar 7


32



Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan Maka arus yang memasuki dan meninggalkan simpul dirumuskan:

E. Hukum Arus Kirchoff

n

I T = I 1 + I 2 + I 3 + ..... + I n = ∑ I n

n =1

I. Kompetensi 1. Menguasai cara mengukur arus total dan arus cabang dalam

III. Alat dan Bahan 1. Multitester

suatu rangkaian listrik.

2. Miliamperemeter

2. Menguasai penerapan hukum arus Kirchoff analisis rangkaian.

3. Tahanan 100 ohm, 330 ohm, 470 ohm, 1000 ohm

4. Sumber tegangan DC 6 V II. Teori Pendukung

5. Papan rangkaian dan kabel

Hukum Kirchoff menyatakan bahwa besar arus yang memasuki suatu simpul percabangan dalam rangkaian listrik akan sama dengan besar arus yang meninggalkan percabangan tersebut. Misalkan suatu percabangan pada rangkaian listrik sebagai

IV. Petunjuk Kerja 1. Buat rangkaian seperti pada Gambar 2. 2. Ukur tegangan sumber (E), arus total (I), arus cabang I1, I2, I3

berikut:

dan I4. 3. Lanjutkan percobaan untuk rangkaian seperti pada gambar 3 dan 4. 4. Jumlahkan nilai arus cabang (hasil pengukuran) dalam setiap rangkaian, bandingkan dengan arus totalnya (hasil pengukuran).

Gambar 1. Konsep Arus Kirchoff

5. Hitung nilai tahanan total dan arus total dalam setiap rangkaian.


34


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 6. Hitung semua arus cabang dalam setiap rangkaian.

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan Dimana: R1 = 100 ohm, R2 = 330 ohm, R3 = 470 ohm, R4 = 1000 ohm

V. Gambar Rangkaian

VI.

Gambar 2.

Tabel Pengamatan

No

Rangkaian

E

It

I1

I2

I3

I4

1

Gambar 1

2

Gambar 2

3

Gambar 3

VII.

Eksplorasi 1. Hitung besar arus total dalam masing – masing rangkaian. 2. Bandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan

untuk setiap percobaan.

Gambar 3.

3. Jelaskan batasan berlakunya hukum kirchoff.

Gambar 3 Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 35

36



Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan Untuk menentukan tegangan antara dua titik, misalkan A dan B dalam suatu rangkaian tertutup dapat digunakan persamaan :

VAB = I.R ‐ E

F. HUKUM TEGANGAN KIRCHOFF

Dengan ketentuan sebagai berikut :

I. KOMPETENSI

1. Arah positif dari A dan B 2. I dan E diberi tanda positif jika searah dengan arah loop dan

1. Menguasai cara mengulcur arus dan tegangan dalam

sebaliknya

rangkaian listrik satu loop. dua loop, dan tiga loop.

3. R selalu diberi tanda positif

2. Menguasai penerapan hukum tegangan Kirchhoff dalam

analisis rangkaian.

III. ALAT‐ALAT

1. Multitester

II. TEORI PENDUKUNG Hukum tegangan Kirchoff berbunyi, dalam suatu rangkaian

2. Milliamperemeter

tertutup, jumlah gaya gerak listrik (GGL) sama dengan jumlah

3. Sumber tegangan DC 3 V dan 6 V

hasil kali arus dan tahanan. Hukum kirchoff ini dapat dinyatakan

4. Tahanan 100 ohm, 330 ohm, 470 ohm 5. pagan ranQkaian,

dengan persamaan :

kabel

Dengan aturan‐aturan yang harus dipenuhi :

IV. PETUNJUK KERJA

1. Semua tahanan (R),diberi tanda positif

1. Ukur tegangan sumber E1, dan E2, di luar rangkaian, dan catatlah hasil pengukuran tersebut.

2. Arus (I) diberi tanda positif jika searah loop dan sebaliknya 3. Tegangan sumber (E) diberi tanda positif jika searah dengan arah loop dan sebaliknya.


2. Buat rangkaian seperti pada Gb.1 3. Ukur tegangan VAB dan arus dalam rangkaian.

38


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 4. Lakukan langkah yang sama (1 dan 2) untuk percobaan


untuk Gb2 dan 3. Ukur tegangan VAB, dan arus dalam setiap cabang rangkaian. V. GAMBAR RANGKAIAN

E1 = 6 V

E2 = 3 V

R1 = 100 Ohm

VI. TABEL PENGUKURAN

R2 = 330 Ohm

Tabel untuk Gambar 1.

E1 = 6 V

R1 = 330 Ohm

E2

E1

E2 = 3 V

I

VAB

I1

I2

I3


R3 = 470 Ohm E1 = 6 V

E1

R1 = 100 Ohm R2 = 330 Ohm

VAB


E2 = 3 V

Gambar 2. Rangkaian Percobaan 2

E2

E1

Gambar 1. Rangkaian Percobaan 1

E2

VAB

I1

I2

I3

I4

I5

I6

VII. EXPLORASI 1. Hitunglah besar arus dalam masing‐masing rangkaian dengan menggunakan hukum regangan Kirchhoff.

R2 = 150 Ohm Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang R3 = 68 Ohm 39 R4 = 330 Ohm R5 = 150 Ohm

40


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 2. Hitung besar tegangan VAB, untuk setiap rangkaian dengan


menggunakan hukum Ohm.

H. GARIS GAYA MAGNET DAN ARUS LISTRIK INDUKSI

3. Bandingkanlah hasil pengukuran saudara dengan hasil penghitungan, dan bagaimana menurut saudara hasil

I. KOMPETENSI 1. Mengamati dan menggambarkan garis gaya maknit

perbandingan tersebut.

2. Mengukur arus dan gaya gerak listrik industri

II. TEORI PENDUKUNG Garis gaya magnit : Garis gaya magnit berupa garis‐garis lengkung dari kutub utara ke kutub selatan magnit. Garis gaya magnit dapat diamati melalui percobaan dengan mengunakan serbuk besi. Setiap magnit mempunyai sejumlah garis gaya magnit yang disebt dengan fluks magnet. Sebuah kumparan (gulungan kawat) dapat bersifat sebagai sebuah magnit bila diberi arus listrik. Magnit yang dibentuk ini disebt magnet listrik. Garis gaya magnet listrik akan lebih banyak bila kedalam kumparan itu dimasukkan inti besi. Hukum Faraday : Menurut ahli fisika, Michael Faraday : Jika anatara konduktor dan medan magnet terdapat gerakan maka dalam konduktor timbul gaya gerak listrik induksi, yang besarnya sebandig dengan


42


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 kecepatan perubahan fluks magnet yang dipotong setiap saat. Hukum ini dapat dinyatakan dengan rumus :

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan 3. Lukis garis gaya magnet yang dibentuk oleh serbuk besi. 4. Ulangi percobaan ini untuk mengamati garis gaya antara dua

kutub magnet.

dθ e = −N dt

B. Percobaan Pada Magnet Listrik 1. Buatlah rangkaian seperti pada gb.1 (dalam kumparan ada

Dimana :

inti besi).

e = ggl induksi (volt)

N = Jumlah lilitan kawat

θ = Fluks magnet (weber)

3. Lukis garis gaya magnet yang dibentuk oleh serbuk besi.

t = waktu (detik)

2. Taburkan serbuk besi secara merata dan tipis pada kertas yang diletak di atas fiberglas pada kumparan.

C. Percobaan Arus Listrik Induksi

III. ALAT‐ALAT

1. Buat rangkaian seperti pada gb.2 (dalam kumparan ada inti besi).

1. multitester 6. serbuk besi 2. galvanometer 7. inti besi

2. Gerakkan kutub utara magnet batang ke ujung kumparan

3. magnet batang 8. dinamo

dengan arah mendekati, kemudian menjauhi dengan gerakn

4. kumparan 9. saklar

lambat.

5. sumber tegangan DC 6 V 10. kabel

3. Catat angka maksimum yang ditunjuk oleh galvanometer untuk gerakan mendekati dan menjauhi.

IV. PETUNJUK KERJA

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk data yang diberikan dalam tabel 1.

A. Percobaan Pada Magnet Batang 1. Letakkan kertas diatas sebuah magnet batang (kertas tidak

5. Buat rangkaian seperti pada gb.3 (dalam kedua kumparan ada inti besi).

menempel pada magnet) 2. Taburkan serbuk besi secara merata dan tipis di atas kertas. Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 43

44


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 6. Catat angka maksimum yang ditunjuk oleh galvanometer


I ( µA)

Saklar

pada saat saklar ditutup (ON) dan dibuka (OFF), masukkan

Ditutup

ke tabel 2.

Dibuka

V. GAMBAR RANGKAIAN.

VII. EKSPLORASI 1. Jelaskan cara untuk menentukan kutub magnet dari sebuah magnet batang. 2. Jelaskan cara untuk menentukan pembentukan kutub‐kutub magnet pada sebuah magnet listrik. 3. Apa sebabnya bila sebuah kumparan sebagai magnet listrik diberi inti besi akan menghasilkan garis gaya yang lebih banyak.

4. Bagaimana GGL induksi yang timbul dalam kumparan bila

VI. TABEL.

gerakan magnet dipercepat, dan bagaimana pula jika lilitan

Tabel 1. Magnet Listrik Gerakan

Kutub

kumparan diperbanyak. Arus Induksi untuk Arah Gerak

Magnet

Mendekati

Menjauhi

lembut

Utara

Cepat

Utara

Lambat

Selatan

Cepat

Selatan

Tabel 2. Arus Induksi


46



I. TRANSFORMATOR

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan III. ALAT‐ALAT 1. multitester

2. slide regulator

I. KOMPETENSI 1. Menguasai prinsip kerja transformator.

3. trafo KIT (inti U dan T, kumparan 1000 dan 2500)

2. Menguasai cara mengukur tegangan primer dan sekunder

4. kabel

pada transformator step up dan step down. II. TEORI PENDUKUNG Transformator adalah suatu alat untuk memindahkan daya arus

IV. PETUNJUK KERJA 1. Buat rangkaian seperti pada Gambar 1. 2. Atur saklar pilih slide regulator pada angka nol, dan hubungkan ke sumber 220 Volt.

bolak balik dari suatu rangkaian kerangkaian yang lain secara elektromagnet disertai dengan perubahan tegangan dan arus.

3. Atur saklar pemilih multitester pada posisi ACV dengan batas ukur 50 V atau 250 V.

Perbandingan antara jumlah lilitan kumparan sekunder dengan kumparan primer disebut perbandingan transformasi, dapat

4. Hubungkan kabel (merah dan hitam) multitester pada bagian primer trafo.

dinyatakan dengan rumus : a = N2 / N1 atau a = E2 / E1

5. ON‐kan slide regulator, putar saklar pilih sehingga tegangan E1 = 10 V.

dimana : E1 = tegangan primer E2 = tegangan sekunder

6. Ukur tegangan sekunder E2.

N1 = jumlah lilitan primer

7. Lanjutkan percobaan untuk nilai E1 yang diberikan pada tabel 1.

N2 = jumlah lilitan sekunder Tegangan input dan output pada trafo adalah tegangan AC.

8. Ulangi percobaan untuk melengkapi tabel 2. 9. Hitung nilai tegangan sekunder E2 untuk seluruh percobaan.


48


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 V.

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan 2. Bandingkan hasil pengukuran dan hasil perhitungan

GAMBAR RANGKAIAN

tegangan sekunder untuk setiap percobaan. Jelaskan bila ada perbedaan. 3. Hitunglah besar transformasi dengan menggunakan rumus a = E2 / E1 untuk seluruh percobaan ( E2 yang dipakai adalah hasil pengukuran). 4. Bandingkan hasil perbandingan transformasi dengan

Gambar 1.

menggunakan rumus a = N2 / N1.

5. Jelaskan

VI. TABEL

step‐up

dan

transformasi. N2 2500

E1 10 20 40 50

E2

Tabel 2 N1 2500

transformator

transformator step‐down, berdasarkan perbandingan

Tabel 1 N1 1000

perbedaan

N2 1000

E1 50 75 100 125 150

E2

VII. EKSPLORASI

1. Hitung nilai tegangan sekunder E2 untuk seluruh percobaan. Laboratorium Fisika Fakultas Teknik UNP Padang 49

50


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 J. GAYA MAGNET

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan Bagian‐bagian CFB dapat dilihat pada gb.4. Konduktor yang

mengalami gaya adalah konduktor yang berarus listrik. Sehingga

I. KOMPETENSI

dengan memindahkan hubungan pada terminal konduktor,

1. Menguasai konsep gaya magnet.

panjang konduktor yang memperoleh gaya dapat divariasikan.

2. Menguasai cara menghitung gaya dan medan magnet. II. TEORI PENDUKUNG Current Force Ballance (CFB) Gaya Lorentz dapat diamati dengan menggunakan CFB. Konduktor dan medan magnet pada CFB berada pada posisi

0

tegak lurus ( θ = 90 ) sehingga, F = 0,1 BIL dyne (dalam satuan

Keterangan Gb.1:

cgs)

1. konduktor (ditempatkan dalam medan magnet)

Jadi medan magnet pada CFB adalah :

2. terminal konduktor (setiap terminal berjarak 2 cm)

B =

F gauss (dalam satuan cgs) 0,1IL

3. beban (massa beban adalah 1 gram) 4. batang lengan beban (mempunyai garis‐garis yang berjarak

Perhitungan gaya pada CFB menggunakan prinsipkesetimbangan

0,5 cm)

gaya. Bila CFB dalam keadaan setimbang maka berlaku,

F=

LB x 981 m dyne LF

LB= lengan beban (cm), LF= lengan gaya (10 cm), m= massa anak

5. lengan gaya (panjangnya 10 cm) 6. tiang pedoman kesetimbangan III . ALAT‐ALAT

timbangan (gr).

1. CFB

2. amperemeter DC 3. power supply DC 6V, 5A


52


Labsheet Fisika Terapan – Edisi 2007 4. tahanan 5 ohm, 5W

Edisi 2007‐Labsheet Fisika Terapan VI. TABEL

5. papan rangkaian, saklar dan kabel

Terminal Konduktor CFB

L (cm)

LB (cm)

I (A)

1

8

2

6

Buat rangkaian seperti pada gambar 2 (R = 5 ohm, m= 1

3

4

gram, L = 8 cm).

4

2

IV.

PETUNJUK KERJA 1.

2.

Setimbangkan CFB dengan anak timbangan pada nol (garis pertama), dengan cara memutar baut yang ada di bagian

VII. EKSPLORASI

tengah CFB. 3.

Tekan saklar sehingga konduktor bergerak kebawah.

4.

Setimbangkan CFB kembali dengan menggeser anak

1. Hitunglah besar gaya Lorentz F dengan rumus kesetimbangan gaya. 2. Hitunglah besar medan magnet B dengan rumus gaya

timbangan. 5.

Lorentz.

Ukur jarak LB, pindahkan terminal konduktor CFB untuk

3. Bandingkanlah hasil pengukuran saudara dengan hasil

memperoleh panjang konduktor yang diinginkan. 6.

penghitungan

Lanjutkan percobaan untuk panjang konduktor (L) yang

4. Kemukakanlah

diberikan pada tabel

pendapat

saudara

tentanga

hasil

perbandingan tersebut

V. GAMBAR RANGKAIAN


54


A. PENGENALAN MULTIMETER alat

Recommend Documents