::Berbagi ilmu::

Berbagi Itu Indah: Jurnal praktikum fisika (amperemeter dan voltmeter)

Kamis, 05 Desember 2013

Jurnal praktikum fisika (amperemeter dan voltmeter)

JURNAL PRAKTIKUM

FISIKA DASAR LANJUTAN

AMPEREMETER DAN VOLTMETER

Nama : Rizky Ayu Dhiaztari

NIM : 121810201034

Kelompok : B3

LABORATORIUM FISIKA DASAR

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS JEMBER

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Arus Listrik ada dua macam, yakni arus listrik bolak-balik atau biasa disebut arus listrik AC (Alternating Current) dan arus listrik searah atau arus DC (Direct Current). Untuk mengukur besarnya arus listrik dibutuhkan alat yang bernama Amperemeter. Sedangkan Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik. Untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara dua titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika digunakan Voltmeter DC. Sebuah voltmeter Dc mengukur beda potensial antara dua titik dalam sebuah rangkaian arus searah dan penyusunannya disusun secara paralel.

Amperemeter dan voltmeter banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, sehingga perlu dipelajari lebih lanjut agar lebih mengenal dan bisa menggunakan atau mengaplikasikan fungsi dari amperemeeter dan voltmeter dalam kehidupan sehari-hari. Prinsip voltmeter dalam kehidupan sehari-hari digunakan sebagai sistem pengisian (spull and regulator) serta mengecek kondisi accu. Sedangkan amperemeter biasa digunakan untuk mengukur aliran arus listrik yang melalui sistem kabel bangunan baru, selain itu juga digunakan untuk menemukan masalah dalam sistem kabel pada gedung-gedung tua. Hal-hal tersebut merupakan bukti pentingnya mengapa perlu mempelajari voltmeter dan amperemeter.

Besar kecilnya arus listrik diukur dengan menggunakan alat yang bernama amperemeter. Caranya adalah dengan menyusun atau merangkai amperemeter, hambatan geser, dan voltmeter ataupun sumber tegangan (power supply) secara paralel. Kemudian nilai hambatan dirubah dengan menggeser hambatan untuk mendapatkan lima variasi data nilai I (kuat arus) dan V (tegangan). Selain itu dibuat rangkaian paralel yang terdiri dari hambatan geser, amperemeter, dan power supply untuk memperoleh I₁. Nilai I₁ untuk lima variasi data mempunyai nilai yang sama, sedangkan untuk memperoleh nilai I₂ perlu dihubungkan dengan bangku hambatan sehingga diperoleh lima variasi data dengan harga atau nilai R_b yang berbeda. Untuk mengukur tegangan dengan menggunakan voltmeter, caranya sama dengan pengukuranhambatan dengan menggunakan amperemeter, namun untuk voltmeter dirangkai secara seri.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada praktikum amperemeter dan voltmeter ini yaitu sebagai berikut :

a. Berapa nilai atau harga I₁ dan I₂ dalam praktikum ini?

b. Berapa nilai atau harga V₁ dan V₂ dalam praktikum ini ?

c. Berapa ggl (؏) yang digunakan dalam praktikum ?

d. Berapa hambatan geser yang digunakan pada amperemeter?

e. Berapa hambatan geser yang digunakan pada voltmeter?

1.3 Tujuan

Berdasarkan pada rumusan masalah tersebut maka tujuan dari praktikum ini adalah :

a. Mengetahui nilai dari I₁ dan I₂ yang digunakan dalm praktikum ini

b. Mengetahui nilai dari V₁ dan V₂ yang digunakan dalam praktikum

c. Mengetahui nilai ggl (؏) yang digunakan dalam praktikum ini

d. Mengetahui nilai hambatan geser yang digunakan pada amperemeter

e. Mengetahui nilai hambatan geser yang digunakan pada voltmeter

1.4 Manfaat

Manfaat yang diperoleh dari praktikum yang dilakukan adalah untuk mengetahui bagaimana prinsip kerja dari amperemeter dan voltmeter, sehingga dapat mengaplikasikannya dan mengembangkan prinsip tersebut dalam kehidupan sehari-hari. Dalam kehidupan sehari-hari, amperemeter dapat digunakan untuk menemukan masalah dalam sistem listrik pada kabel bangunan-bangunan tua, sedangkan voltmeter dapat digunakan sebagi sistem pengisian (spull and regenerstor) serta mengecek kondisi ACCU.

BAB 2. DASR TEORI

Jenis arus listrik terbagi menjadi dua, yakni arus listrik searah atau DC (Direct Current) dan arus listrik bolak-balik atau AC (Alternating Current). Pada arus listrik bolak-balik, muatan listrik mengalir dalam dua arah (bolak-balik). Adapun pada arus listrik searah, muatan listrik hannya mengalir dalam satu arah saja. Ciri umum dari arus bolak-balik, yaitu sumber tegangan berasal dari PLN sedangkan arus searah berasal dari baterai. Contoh peralatan yang menggunakan arus listrik searah yaitu kalkulator, remote control, jam, dan lampu senter (Abdullah, 2000).

Kuat arus didefinisikan sebagai jumlah muatan yang mengalir melalui penampang suatu kawat penghantar persatuan waktu. Secara sistematisnya kuat arus dituliskan sebagai berikut : I = Q/t

dengan, I = kuat arus listrik (A)

Q= jumlah muatan yang mengalir (C)

t = waktu (s)

1 A = 1 C/s

Untuk mengukur kuat arus listrik dalam suatu penghantar dapat dilakukan dengan menggunakan amperemeter. Cara pengukurannya yaitu dengan menghubungakan alat ukur arus lisrtri secara seri dengan sumber tegangan listrik (Arkundato, 2007).

Jika berbagai komponen listrik dihubungkan membentuk suatu rangakaian terhadap adanya percabangan diantara kutub-kutub sumber ggl, dikatakan bahwa komponen-komponen tersebut terhubung dalam satu rangkaian seri. Elektron-elektron mengalir dari kutub negatif sumber arus listrik melalui kabel dan masing-masing komponen seri berurutan dan akhirnya kembali ke kutub positif sumber arus listrik. Kuat arus yang mengalir selalu sama di setiap titik di sepanjang rangkaian (Indrajit, 2007).

Setiap alat ukur arus listrik atau amperemeter memiliki karateristik yang berbeda, baik arus maksimum yang didapat atau skala yang tertera pada amperemeter. Cara membaca skala pada amperemeter adalah dengan menggunakan rumusan sebagai berikut :

Hasil pengukuran = ( skala yang ditunjuk : skala maksimum ) x batas ukur

(Kemmerly, 2005).

Pergerakan muatan atau arus di dalam konduktor dapat diibaratkan air yang mengalir di dalam pipa. Agar air mengalir dengan deras maka air harus digerakkan dari potensial tinggi ke potensial rendah. Begitupun arus listrik, agar arus bergerak dengan cepat, diantara kedua kutub harus diberi beda potensial yang tinggi. Beda potensial yang menyebabkan arus mengalir biasa disebut dengan tegangan listrik. Tegangan listrik juga dapat didefinisikan sebagai ukuran untuk kerja yang dibutuhkan untuk memindahkan muauutan melalui elemen. Satuan tagangan adalah volt, dan 1 volt sama dengan 1 Joule/sekon. Tegangan disimbolkan dengan V (Paulina, 2008).

Untuk mengukur beda potensial atau tegangan diantara kedua ujung penghantar, digunakan alat yang bernama voltmeter. Penyusunan voltmeter harus secara paralel dengan sumber listrik atau komponen listrik yang akan diukur beda potensialnya. Namun, perlu diperhatikan bahwa pada voltmeter terdapat dua kutub, yaitu kutub negatif dan kutub positif sehingga kutub-kutub ini harus dihubungkan secara bersesuaian dengan kutub-kutub yang pada rangakaian.

Gambar 2.1 pemasangan voltmeter

(Sumber : Petunjuk Praktikum Fisika Dasar Lanjutan, 2013).

Efek pemasanagn voltmeter terhadap rangkaian disebut juga loading effect. Efek ini dapat diartikan sebagai pengaruh pemasangan voltmeter yang akan merubah besaran voltase yang ingin diukur karena voltmeter juga terukur sebagai beban, sehingga resistansi voltmeter harus jauh lebih tinggi atau lelbih besar dari beban yang ingin diukur (Zemansky, 1962).

Amperemeter sering juga disebut ammeter. Amperemeter pada rangkaian perlu diletakkan seri terhadap kuat arus yang ingin diukur. Hal ini disebabkan arus tidak akan berubah bila melalui rangkaian seri, dan akan terbagi bila melalui rangkaian paralel. Walaupun arus pada rangkaian seri tidak berubah, akan tetapi perletakan amperemeter pada suatu rangkaian tersebut akan mempengaruhi pengukuran. Hal ini dikarenakan amperemeter memiliki tahanan internal sehingga akan menambah besaran tahanan total pada rangkaian tersebut dan merubah besar arus yang hanya mengalir ke tahanan pada rangakaian awal (Arukundato, 2007).

Besaran rentang ukur ditentukan oleh seberapa besar resistor total yang tersambung. Sensifitas sebuah amperemeter atau ammeter juga ditentukan oleh resistor shunt, semakin besar resistor shunt maka semakin sensitif ammeter tersebut. Untuk mengukur arus yang lebih dari 50A, maka amperemeter perlu ditambah resistor shunt atau resistor tambahan (eksternal). Resistor shunt ini berfungsi untuk menurunkan arus yang masuk ke rangkaian agar tidak merusak alat ukur. Amperemeter bekerja sesuai dengan hukum gaya Lorentz dan gaya magnetis. Arus yang mengalir pada rangakaian akan menimbulkan gaya Lorentz yang akan menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir, maka semakin besar simpangannya (Zemansky, 1962).

Gambar 2.2 pemasangan amperemeter

(Sumber : Petunjuk Praktikum Fisika Dasar Lanjutan, 2013).

BAB 3. METODE PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum Amperemeter dan Voltmeter, yaitu :

a. Amperemeter DC / Multimeter DC

fungsi : sebagai pengukur kuat arus yang mengalir dalam rangkaian

b. Voltmeter DC

fungsi : sebagai pengukur tegangan yang mengalir dalam rangkaian

c. Sumber tegangan DC variabel

fungsi : sebagai sumber tegangan

d. Bangku hambatan

fungsi : sebagai tempat untuk merangkai hambatan

e. Hambatan geser

fungsi : hambatan yang harga hambatannya bisa dirubah

f. Resistor

fungsi : sebagai penghambat atau pembagi arus

g. Multimeter digital

fungsi : untuk mengukur hambatan

h. Kabel penghubung

fungsi : sebagai penghubung komponen-komponen dalam rangkaian

3.2 Desain Percobaan

Berikut adalah desain rangkaian yang digunakan dalam praktikum

3.2.1 Pengukuran hambatan dalam amperemeter

Gambar pengukuran hambatan pada amperemeter

(Sumber : Petunjuk Praktikum Fisika Dasar Lanjutan , 2013).

3.2.2 Pengukuran hambatan dalam voltmeter

Gambar pengukuran hambatan pada voltmeter

(Sumber : Petunjuk Praktikum Fisika Dasar Lanjutan , 2013).

3.3 Langkah Kerja

Langkah kerja praktikum amperemeter dan voltmeter adalah :

A. Menghitung hambatan dalam amperemeter

1. Rangkaian disusun seperti gambar a, kemudian dihubungkan dengan saklar dan diatur hambatan gesernya

2. Kedudukan Amperemeter (I) dan voltmeter (V) dicatat

3. Percobaan diulang hingga didapat 5 variasi nilai I dan V dengan menggunakan hambatan geser

4. Rangkaian disusun seperti gambar b tanpa menghubungkan bangku hambatan Rb. Saklar dihubungkan, kemmudian diatur dan dicatat besarnya bangku hambatan. Besar arus dicatat sebagai I₁

5. Bangku hambatan Rb dihubungkan, besarnya Rb dan besar arus yang terlihat pada pembaca arus Amperemeter (I₂)

6. Langkah 5 diulang dengan 4 harga Rb yang berbeda

B. Menghitung hambatan dalam voltemeter

1. Rangkaian disusun seperti gambar c, besar hambatannya diatur. Kemudian dicatat pembacaan Amperemeter dan Voltmeter.

2. Langkah 1 diulangi untuk harga hambatan geser yang berbeda, sehingga di dapatkan 5 pasang data I dan V

3. Rangkaian disusun seperti gambar d tanpa menghubungkan bangu hambatan Rb.

4. Saklar dihubungkan, besarnya hambatan geser diatur dan dicatat pembaca tegangan pada voltmeter (V₁)

5. Rb dihubungkan dan dicatat kembali nilai pembacaan voltmeter (V₂)

6. Langkah 5 diulangi untuk 4 harga Rb yang berbeda.

3.4 Metode Analisis

Metode analisis yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

A. Pengukuran hambatan pada amperemeter

1. Cara Pertama (dengan amperemeter)

2. Cara kedua (dengan Rb)

B. Mengukur hambatan dalam Voltmeter

1. Cara pertama (dengan voltmeter)

2. Cara kedua (dengan Rb)

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M. 2000. Fisika . Jakarta : Erlangga.
Arkundato, A. 2007. Fisika Dasar. Jember : Universitas Jember.
Indrajit, D. 2007. Fisika Dasar II. Bandung : PT. Setia Purna Inves.
Kemmerly, J. 2005. Rangkaian Listrik. Jakarta : Erlangga.
Paulina, O. 2008. Fisika Kelompok Teknologi dan Kesehatan. Bandung : Grafinda Media Pratama.
Purwandari, E. 2013. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar Lanjutan. Jember: Universitas Jember.
Zemansky. 1962. Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga.