Upload
-
View
284
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM IPA 3
“PENGUKURAN KUAT ARUS DAN TEGANGAN LISTRIK II”
OLEH KELOMPOK 5
1. Isnahuriyawati (12312241001)
2. Apriyani (12312241002)
3. Filly Noviana (12312241003)
4. Shinta Ratnasari (12312241019)
5. Roisah Nurbaiti (12312241023)
6. Purnamasari Pargusta (12312241029)
7. Rizky Siti noviani (12312241043)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS MATEMATIKA IPA DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2014
Pengukuran Kuat Arus dan Tegangan Listrik
A. Tujuan : Mempelajari cara pengukuran arus dan tegangan dalam suatu rangkaian
B. Dasar Teori
1. Arus Listrik dan Pengukuran Kuat Arus
a. Arus Listrik
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 pada arus listrik searah, muatan listrik hanya mengalir pada 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)
(Sumber gambar : dasarteknikotomotif.blogspot.com)
Kuat arus didefinisikan sebagai jumlah muatan yang mengalir melalui
penampang suatu kawat penghantar persatuan waktu. Secara sistematisnya kuat
arus dituliskan sebagai berikut :
Keterangan :
I = Kuat arus listrik (A)
Q = Jumlah Muatan yang mengalir (C)
t = Waktu (s)
b. Pengukuran Kuat Arus
Untuk mengukur kuat arus listrik dalam suatu penghantar dapat dilakukan
dengan menggunakan amperemeter. Cara pengukurannya yaitu dengan
menghubungkan alat ukur arus listrik secara seri dengan sumber tegangan listrik.
(Arkundato, 2007)
( sumber : mzcyber.blogspot.com)
Jika berbagai komponen listrik dihubungkan membentuk suatu rangkaian
terhadap adanya percabangan diantara kutub- kutub sumber ggl, dikatakan bahwa
komponen-komponen tersebut terhubung dalam satu rangkaian seri. Elektron-
electron mengalir dari kutub negative 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).
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 parallel. Walaupun arus pada rangkaian seri tidak berubah, akan tetapi
perletakan amperemeter pada suatu rangkaian mempengaruhi pengukuran. Hal ini
dikarenakan amperemeter memiliki tahanan internal sehingga akan menambah
besaran tahanan total pada rangkaian awal (Arkundato, 2007)
Besaran rentang ukur ditentukan oleh seberapa besar resistor total yang
tersambung. Sensitifitas sebuah amperemeter juga ditentukan oleh resistor shunt,
semakin besar resistor shunt mak semakin sensitif ampermeter tersebut. Untuk
mengukur kuat arus yang lebih dari 50 A, 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 rangkaian akan menimbulkan gaya lorentz yang akan
menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir, mka
semakin besar simpangannya (Zemansky, 1962).
1. Tegangan dan Pengukuran Tegangan Listrik
a. Tegangan
Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase) adalah perbedaan
potensi listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dinyatakan dalam
satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial sebuah medan listrik untuk
menyebabkan aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada
perbedaan potensi listrik satu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra
rendah, rendah, tinggi atau ekstra tinggi.
Beda potensial yang menyebabkan arus mengalir disebut tegangan listrik.
Tegangan listrik juga dapat didefinisikan sebagai ukuran untuk kerja yang
dibutuhkan untuk memindahkan muatan melalui elemen. Satuan tegangan
adalah volt, dan 1 volt sama dengan 1 joule/sekon. Tegangan disimbolkan
dengan V (Paulina, 2008).
b. Pengukuran Tegangan Listrik
(sumber :hiingintahu.blogspot.com)
Untuk mengukur beda potensial atau tegangan diantara kedua
ujung penghantar, digunakan alat yang bernama voltmeter. Penyusunan
voltmeter harus secara parallel dengan sumber listrik atau komponen listrik
yang akan diukur beda potensialnya. Namun, perlu diperhatikan bahwa pada
voltmeter terdapat dua kutub, yaitu kutub negative dan kutub positif sehingga
kutub-kutub ini harus dihubungkan secra bersesuaian dengan kutub-kutub
yang pada rangkaian.
Efek pemasangan voltmeter teradap 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 lebih
besar dari beban yang ikin diukur (Zemansky, 1962).
Alat untuk mengukur tegangan adalah voltmeter . voltmeter juga
terdiri dari galvometer danresistor . voltmeter dapat dirangkai parallel dengan
elemen rangkaian yang tegangannya akan diukur . voltmeter digunakan untuk
mengukur bedapotensial antara dua titik dan kedua ujung kawatnya (kawat
penghubung) dihubungkan ke kedua titik tersebut . makin besar hambatan
dalamnya , maka makin kecil pengaruh terhadap rangkaian yang diukur .
C. Metode Percobaan
a. Waktu dan Tempat
Hari, tanggal : Selasa, 6 November 201
Waktu : 11.00-12.40
Tempat : LAB.IPA 1
b. Alat dan Bahan
Catu daya
Kabel penghubung merah
Kabel penghubung hitam
Papan rangkaian
Jembatan penghubung
Saklar 1 kutub
Pemegang lampu
Bola lampu, 6V, 3W
Meter dasar 90
c. Langkah Kerja
Menyiapkan peralatan/komponen sesuai dengan daftar alat dan bahan
Menyusun alat seperti gambar 1
Menghubungkan catu daya ke sumber tegangan (alat masih dalam
keadaan mati/off)
Memilih tegangan pada catu daya 3V DC
Menghubungkan rangkaian ke terminal catu daya (menggunakan kabel
penghubung)
Memeriksa rangkaian dan Menghidupkan catu daya (on)
Menutup saklar/posisi 1, mengamati besar arus listrik pada amperemeter,
kemudian mencatat data pada table 1
Membuka saklar/posisi 0 dan Mematikan catu daya (off)
Mengubah tegangan menjadi 6V DC
Mengamati besa arus listrik pada amperemeter, kemudian mencatatnya
pada table 1
Mengubah rangkaian menjadi seperti gambar 3. Mengubah fungsi meter dasar 90 menjadi voltmeter, dengan batas ukur 10V DC, dan memilih
tegangan satu daya sebesar 3V
Menghidupkan catu daya (on) dan Menutup saklar, mengamati besar
tegangan pada voltmeter, mencatat hasil pada table pengamatan
Membuka saklar/posisi 0 dan mengubah tegangan pada catu daya
menjadi 6V DC dan mengulangi langkah sebelumnya.
Rancangan Alat
d. Hasil Percobaan dan analisis
Table 1
Tegangan catu daya (V) Kuat Arus (Amperemeter)
3 0,31
6 0,43
Table 2
Tegangan catu daya (V) Tegangan (V)mpada voltmeter (V)
3 5,2
6 6,9
D. Pembahasan
Kuat Arus Listrik
Pada percobaan Pengukuran Kuat Arus dan Tegangan Listrik ini bertujuan untuk mempelajari cara pengukuran arus dan tegangan dalam suatu rangkaian. Alat dan bahan yang dibutuhkan dalam praktikum kali ini Catu daya, Kabel penghubung merah, Kabel penghubung hitam, Papan rangkaian, Jembatan penghubung, Saklar 1 kutub, Pemegang lampu, Bola lampu, 6V, 3W, dan Meter dasar 90.
Kuat arus didefinisikan sebagai jumlah muatan yang mengalir melalui penampang suatu kawat penghantar persatuan waktu. Secara sistematisnya kuat arus dituliskan sebagai berikut :
Keterangan :
I = Kuat arus listrik (A)
Q = Jumlah Muatan yang mengalir (C)
t = Waktu (s)
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 pada arus listrik searah, muatan listrik hanya mengalir pada 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)
Sebelum melakukan pengukuran kuat arus listrik dalam suatu rangkaiaan
terlebih dahulu menyusun rangkaian tertutup pada papan rangkaian. Langkah
pertama yaitu, menyiapkan peralatan/komponen sesuai dengan daftar alat dan
bahan, selanjutnya menyusun alat seperti gambar di atas/ (gambar 1), dengan
catatan ; Saklar dalamposisiterbuka/posisi 0 dan Meter dasar 90 berfungsi sebagai
amperemeter dengan batas ukur 5 A.
Langkah selanjutnya menghubungkan catu daya kesumber tegangan (alat
masih dalam keadaan mati/off), memilih tegangan pada catu daya 3V DC. Dc
adalah arus listrik searah, yakni muatan listrik hanya mengalir pada satu arah saja.
Kemudian menghubungkan rangkaian ke terminal catu daya (menggunakan kabel
penghubung), memeriksa rangkaian, menghidupkan catudaya (on), Menutup
saklar/posisi 1, mengamati besar arus listrik pada amperemeter, dan mencatat data
pada table 1. Terakhir, mengulangi langkah tersebut dengan mengganti tegangan pada
catudaya sebesar 6 V. Hasil pengukuran arus listrik rangkaian tertutup meghasilkan :
Tegangan catu daya (V) Kuat Arus (Amperemeter)
3 0,31
6 0,43
Hasil pengukuran menggunakan amperemeter menjunjukkan bahwa
semakin besar tegangan yang digunakan pada catu daya maka semakin besar pula
kuat arus yang mengalir pada rangkaian tertutup tersebut. Dari hasil percobaan
diperoleh bahwa pada catu daya tegangan 3 V hanya mengaliri listrik pada
rangkaian tersebut sebesar 0,31 A. Sedangkan pada catu daya tegangan 6 V dapat
mengaliri listrik pada rangkaian tersebut sebesar 0,43 A. Dalam pengukuran arus
listrik rangkaian tertutup cara pengukurannya yaitu dengan menghubungkan alat
ukur arus listrik secara seri dengan sumber tegangan listrik. Maka dalam
percobaan ini amperemeter dihubungkan dengan meter dasar 90 (letak gambar
horizontal ). Namun dalam percobaan ini praktikan menggunakan multimeter
sehingga setelah menghidupkan multimeter, lalu memilih pengukuran
amperemeter pada multimeter dan mencatat hasilnya pada tabel.
Ampere dihubungkan secara seri karena elektron- electron mengalir dari
kutub negative sumber arus listrik melalui kabel dan masing-masing komponen
seri berurutan dan akhirnya kembali ke kutub positif sumber arus listrik. Karena
kuat arus yang mengalir selalu sama di setiap titik di sepanjang rangkaian
(Indrajit, 2007). Hal ini disebabkan arus tidak akan berubah bila melalui
rangkaian seri, dan akan terbagi bila melalui rangkaian parallel. Walaupun arus
pada rangkaian seri tidak berubah, akan tetapi perletakan amperemeter pada suatu
rangkaian mempengaruhi pengukuran. Hal ini dikarenakan amperemeter memiliki
tahanan internal sehingga akan menambah besaran tahanan total pada rangkaian
awal (Arkundato, 2007).
Besaran rentang ukur ditentukan oleh seberapa besar resistor total yang
tersambung. Sensitifitas sebuah amperemeter juga ditentukan oleh resistor shunt,
semakin besar resistor shunt mak semakin sensitif ampermeter tersebut. Untuk
mengukur kuat arus yang lebih dari 50 A, 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 rangkaian akan menimbulkan gaya lorentz yang akan
menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir, mka
semakin besar simpangannya (Zemansky, 1962).
E. Kesimpulan
Cara mengukur arus dan tegangan, dasarnya sama yaitu ;
1. Sebelum melakukan pengukuran kuat arus listrik dalam suatu rangkaiaan terlebih
dahulu menyusun rangkaian tertutup pada papan rangkaian. Langkah pertama
yaitu, menyiapkan peralatan/komponen sesuai dengan daftar alat dan bahan,
2. Langkah selanjutnya menghubungkan catu daya kesumber tegangan (alat masih
dalam keadaan mati/off), memilih tegangan pada catu daya DC.
3. Men-setting multimeter untuk pengukuran tegangan dan arus pada multimeter
4. Memasang multimeter pada rangkaian, baca nilai arus atau tegangan pada
multimeter
F. Daftar Pustaka
Abdullah, M. 2000. Fisika. Jakarta: Erlangga.
Alonso, dkk. 1979. Dasar-dasar fisika universitas. Jakarta: Erlangga
Arkundato,A. 2007. Fisik Dasar II.Jember: Universitas Jember.
Durbin, dkk. 2005. Rangkaian listrik. Jakarta: Erlangga
Indrajit,D. 2007. Fisika Dasar II. Bandung: PT. Setia Purna Inves
Zemansky. 1952. Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga.
G. Lampiran