Laporan Jobsheet 1 Penggunaan Alat Ukur.docx

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasihNya saya dapat menyelesaikan praktikum dengan judul “ Pengukuran Listrik “. Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk memenuhi persyaratan akademis guna mencapai kompetensi materi yang diujikan kepada mahasiswa. Pada kesempatan ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih pembimbing mata kuliah praktikum rankaian listrik, tak lupa berterimakasih kepada teman-teman yang memberikan bantuan secara langsung ataupun tidak langsung. Saya menyadari bahwa laporan praktikum ini masih belum sempurna, sehingga segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangatlah diharapkan.Semoga laporan praktikum ini bermanfaat bagi para pembaca.

Penyusun

Achmad Nur Iman

1

DAFTAR ISI

Kata Pengantar…………………………………………………………………….... 1

Daftar Isi……………………………………………………………………………. 2

BAB I

2

: PENDAHULUAN …………………………………………………3

1.1

Tujuan Praktikum Prinsip Kerja Alat Ukur

3

1.2

Dasar Teori

3

BAB II

: ALAT DAN BAHAN…. …………..……………………………….5

BAB III

: PROSEDUR PERCOBAAN…………………………………….6

BAB IV

: DATA PENGUKURAN DAN ANALISA ………………............8

BAB V

: PERTANYAAN/PROBLEM

BAB VI

: KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………..18

16

BAB I PENDAHULUAN 1.1 TUJUAN Setelah menyelesaikan percobaan praktikum ini diharapkan mahasiswa: 

Dapat menggunakan alat ukur dengan benar.



Dapat menerangkan tahanan dalam dari voltmeter dan amperemeter.



Dapat menentukan perluasan daerah ukur.

1.2 DASAR TEORI Multimeter sesuai namanya, biasanya dapat dipakai amperemeter, voltmeter, dan ohmmeter. Dengan memindah-mindahkan rotary switch yang ada pada alat ukur tersebut, kita dapat menentukan multimeter akan dipakai sesuai yang kita kehendaki. (ampere, volt, dan ohm). Sebelum menggunakan alat ukur, perlu mempelajari hal-hal sebagai berikut: - Cara membaca skala alat ukur - Cara melakukan “zero adjustment” (membuat jarum pada kedudukan nol) - Cara memilih batas ukur - Cara memilih terminal, yaitu mempergunakan polaritas (tanda + dan -) pada pengukuran tegangan dan arus searah. 

Amperemeter Amperemeter adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik dari suatu rangkaian. Amperemeter mempunyai tahanan dalam yang telah dirancang sekecil mungkin sedangkan idealnya nol. Simbol Amperemeter

A



Voltmeter Voltmeter adalah suatu alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya tegangan listrik dari suatu rangkaian. Voltmeter mempunyai tahanan dalam yang besar, idealnya tak terhingga. Simbol Voltmeter



V

Ohmmeter

Ohmmeter adalah suatu alat digunakan untuk mengukur besarnya resistansi dari resistor suatu rangkaian. simbol Ohmmeter 3





Perluasan Batas Ukur

Amperemeter untuk mengukur besarnya arus yang mengalir, lebih besar dibanding dengan batas ukur amperemeter, maka amperemeter tahanan yang dipasang paralel dengan amperemeter. I A RL

Ish

Rsh

Voltmeter Untuk mengukur tegangan yang lebih besar dari batas ukurnya maka perlu dipasang tahanan seri (Rs) pada voltmeter.

Rs

Vs + -

R

V

4

BAB II ALAT DAN BAHAN No.

Nama Peralatan

1.

Power Supply

Gambar Peralatan

Jumlah

1

2.

Multimeter (SANWA YX 360, SANWA CX 506a)

3

3. Multimeter SANWA YX 360 TRF DCA = 0,25 V, VDC = 20 KΩ/V

2

4.

Kabel penghubung

10

5.

Potensiometer (500kΩ, 75Ω)

2

6.

5

Resistor (47Ω/2W, 150Ω/5W, 4k7Ω, 270kΩ, 470Ω)

5

BAB III PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini : S A

V R

R= 47/2W

2. Hidupkan power supply DC, atur tegangan menjadi 1V, 2V, 4V, 6V, 8V, 9V, dan 10 V. Catat tegangan pada ampermeter, arus yang mengalir, masukkan pada tabel rangkaian 1. Ulangi langkah 1 dengan menggunakan R = 150Ω/2W, dengan tegangan 1V, 2V, 4V, 6V, 8V, 9V, dan 10 V. Catat tegangan pada ampermeter, arus yang mengalir, masukkan pada tabel rangkaian 2. 3. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini : S

V1

V2

R

4k7

4. Hidupkan power supply dan atur tegangan pada 8 volt, baca dan catat penunjukan V1 dan V2 pada tabel rangkaian 3. 5. Buatlah Rangkaian seperti gambar di bawah ini : S

Vs

R1

100K

R2

220K RL 1K2

V1

6

V2

6. Variasikan tegangan pada 12V, 14V, 16V, 18V, dan 20V. Baca dan catat penunjukan V1 dan V2, hasilnya masukkan pada tabel rangkaian 4 .

7. Buatlah Rangkaian seperti gambar di bawah ini :

500K Rsh

13 V

Vs

RL

1K2

V

Tentukan Rs yang digunakan agar volt meter dapat untuk mengukur tegangan R, dan praktekkan 1!

8. Buatlah Rangkaian seperti gambar di bawah ini : A

Rsh

3V

Vs

RL

Tentukan Rsh yang harus dipasang, praktekkan !

7

47

BAB IV ANALISA DAN DATA PENGUKURAN 1. Rangkaian I R= 47/2W Vs

V

1 V

0,017 A

0,115 V

6,76 

30 mA/3V

2 V

0,036 A

0,225 V

6,25 

0,3 A/3V

4 V

0,080 A

0,450 V

5,92 

0,3 A/3V

6 V

0,121 A

0,690 V

5,7 

0,3 A/3V

8 V

0,145 A

0,925 V

6,38 

0,3 A/3V

10 V

0,21 A

1,345 V

6,40 

0,3 A/3V

Vs

Rd

Keterangan

A

(Batas Ukur)

A

1 V

0,021 A

2 V

0,042 A

4 V

0,085 A

6 V

0,127 A

8 V

0,170 A

10 V

0,212 A

a. Pengukuran secara teori. Menghitung Arus (I) yang mengalir padasuatu rangkaian. V= I x R I=V/R Pada rangkaian I S A

V R



R= 47/2W

Untuk menghitung arus yang mengalir pada ampere meter, dapat menggunakan rumus : I=V/R a. Pada tegangan sumber 1 V, arus yang mengalir melalui hambatan R. I = 1 / 47 I = 0,021 A 8

b. Pada tegangan sumber 2 V, arus yang mengalir melalui hambatan R. I = 2 / 47 I = 0,042 A c. Pada tegangan sumber 4 V, arus yang mengalir melalui hambatan R, I = 4 / 47 I = 0,085 A

d. Pada tegangan sumber 6 V, arus mengalir melalui hambatan R, I = 6 / 47 I = 0,127 A

e. Pada tegangan sumber 8 V, arus yang mengalir melalui hambatan R, I = 8 / 47 I = 0,170 A

f. Pada tegangan sumber 10 V, arus yang mengalir melalui hambatan R, I = 10 / 47 I = 0,212 A 2. Rangkaian II R= 150/5W Vs 1V 2V 4V 6V 8V 10 V

A 0,0064 A 0,01275 A 0,026 A 0,039 A 0,052 A 0,065 A

Vs

A

1V

0,0066 A

2V

0,013 A

4V

0,026 A

6V

0,040A

8 V

0,053 A

10 V

0,066 A

Perhitungan Secara Teori

9

V 0,054 V 0,1025 V 0,230 V 0,245 V 0,323 V 0,400 V

Rd 8,44  8,04  8,85  6,28  6,21  6,15 

Keterangan (Batas Ukur) 30 mA/0,12 V 30 mA/3 V 30 mA/3 V 0,3 A/3 V 0,3 A/3 V 0,3 A/3 V



Mengulangi perhitungan pada rangkaian I dengan mengubah hambatan nya menjadi 150 . Di dapatkan hasil pengukuran secara teori dan praktikum sebagai berikut: a. Pada tegangan 1 V, arus yang mengalir melalui hambatan R = 150. I=V/R I = 1 / 150 I = 0,0066 A b. Pada tengangan 2 V arus yang mengalir melalui hambatan R = 150  I = 2 / 150 I = 0,013 A c. Pada tegangan 4 V, arus yang mengalir melalui hambatan R = 150  I = 4 / 150 I = 0,026 A d. Pada tegangan 6 V, arus yang mengalir melalui hambatan R = 150  I = 6 / 150 I = 0,04 A e. Pada tegangan 8 V, arus yang mengalir melalui hambatan R = 150  I = 8 / 150 I = 0,053 A f. Pada tegangan 10 V, arus yang mengalir melalui hambatan R = 150  I = 10 / 150 I = 0,066 A 1.4

Chart Title 1.2

1.345

Arus rangkaian 1

Tegangan Rangkaian 1

Arus Rangkaian 1 (Teori)

Arus Rangkaian 2

Tegangan Rangkaian 2

Arus Rangkaian 2 (Teori)

1 0.925

0.8 0.69 0.6 0.45

0.4

0.4 0.323

0.2 0.115 0.054 0.021 0.017 0.0066 0.0064 1V

0

10

0.245

0.225

0.23

0.1025 0.042 0.036 0.013 0.01275

0.085 0.08 0.026

0.127 0.121 0.04 0.039

2V

4V

6V

0.17 0.145

0.212 0.21

0.053 0.052

0.066 0.065

8V

10 V

Chart Title Arus Rangkaian 1 (Teori)

Arus Rangkaian 2 (Teori)

1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4

0.2 0.042 0.013 2V

0.021 0.0066 1V

0

0.17

0.212

0.085 0.026

0.127 0.04

0.053

0.066

4V

6V

8V

10 V

3. Rangkaian III R= 4k7 Vs 8V

V1

V2

8V

8V

Rd -

Keterangan (Batas Ukur) 30 V

Pada rangkaian III. S

V1

R

V2

Untuk menghitung tahanan dalam (Rd) suatu voltmeter. Dapat menggunakan cara seperti rangkaian diatas. Secara teori, tahanan dalam dapat dihitung dengan mencari berapa arus yang mengalir pada rangkaian paralel diatas, dengan mendapatkan arus total, kita bisa menghitung arus yang mengalir pada hambatan R.

11

It

=

𝑽𝟐 − 𝑽𝟏 𝑹𝟐 + 𝑹𝟏

Rd = Keterangan 

 



𝑽𝟐 𝑰𝒕

:

= 𝑽𝟐 − 𝑽𝟏 It : Arus yang mengalir secara keseluruhan pada rangkaian tersebut 𝑹𝟐 + 𝑹𝟏 V2-V1 : Tegangan kedua dikurangi tegangan satu yang masing-masing didapat pada saat praktikum menggunakan multimeter 𝑽𝟐 Rd = R2+R1 : Hambatan yang sudah ditentukan untuk𝑰𝒕rangkaian III Rd : Hambatan dalam pada rangkaian

4. Rangkaian IV. S

R1

Vs

R2

RL

V2

V1

Dengan tegangan sumber 8 V, kita dapat menghitung V pada R₁ dan R₂. setelah dapat tegangan di hambatan, kita mencari arus yang masuk pada hambatan, Rd12V = 12 V x 50 k/V = 600 k Rd30V = 30 V x 50 k/V = 1500 k

Jadi,Rd secara teori dengan batas ukur 12 V adalah 600 k,sedangkan Rd dengan batas ukur 30 V adalah 1500 k Dengan mengetahui Rd pada rangkaian IV, kita dapat membandingkan antara pengukuran hasil teori dengan hasil praktikum dengan tabel sebagai berikut:

12

Tabel pengukuran secara pengukuran R = 3k3 Vs

V1

V2

Keterangan

Rd

(Batas Ukur)

8V

5,2 V

8,2 V

875 k

12 V

10 V

6,5 V

10 V

705 k

12 V

12 V

7,9 V

12,4 V

882 k

12 V

14 V

11 V

14,4 V

1355 k

30 V

16 V

13 V

16 V

1707 k

30 V

It

=

𝑽𝟐 − 𝑽𝟏 𝑹𝟐 + 𝑹𝟏

Rd =

𝑽𝟐 𝑰𝒕

= 𝑽𝟐 − 𝑽𝟏 𝑹𝟐 + 𝑹𝟏

Chart Title Arus

𝑽𝟐 Rd =Tegangan 𝑰𝒕

16

16 14.4

14

13

12.4

12

11 10 8

10 8.2

7.9 6.5

6 5.2 4 2 0

8V

13

10 V

12 V

14 V

16 V

5. Rangkaian V. 500K Rsh

Vs

RL

1k2

V

10 V

13 V

Rpotensiometer. Menentukan Rsh yang digunakan agar voltmeter dapar mengukur tegangan R. Pada tegangan sumber, power supply menggunakan tegangan 13 volt, sedangkan pada V₁ digunakan tegangan 10 V. Dengan menambah rangkaian dengan petensiometer, kita dapat mengukur tegangan 13 V dengan voltmeter 10 V. Dengan cara memperbesar Rd pada potensiometer. Secara teori, pada rangkaian diatas potensiometer tersebut memiliki Rd = 500 k. Akan tetapi setelah dilakukan praktikum. Rd yang di ukur pada potensiometer menjadi Rd = 65 k. Ini dikarenkan toleransi perhitungan pada alat ukur dan perhitungan Rd pada alat ukur pada rangkaian. Pada dasarnya,prinsip agar voltmeter 10 V memiliki kemampuan untuk mengukur hingga nilai 13 V yaitu dengan menyetel nilai zero saat pertama kali mengukur hambatan potensiometer dengan cara memutar pengatur potensiometer. Setelah itu,susun rangkaian menurut gambar dan ukur tegangan dan menyetel potensiometer hingga nilai maksimal voltmeter yaitu 10 V (karna menggunakan voltmeter 10 V).Maka akan didapatkan besar tahanan potensiometer untuk menaikkan kemampuan voltmeter 10 V agar bisa mengukur hingga 13 V.

14

6. Rangkaian VI. A

Rsh Vs

RL

47 

3V

I=V/R I = 3 / 47 I = 0,064 A I = 64 mA

Prinsip Perluasan pengukuran amperemeter hampir sama seperti pada voltmeter,hanya saja jika Rsh pada voltmeter disusun seri,sedangkan pada rangkaian VI Rsh dipasang secara pararel.Selain itu,menggunakan Potensiometer lain yang lebih kecil sehingga Rsh dapat disesuaikan. Selanjutnya yaitu menyetel potensiometer dengan mengatur tuas atau setelan hingga jarum amperemeter berda pada posisi maksimal.Jika telah maksimal,maka amperemeter 30 mA dapat membaca hingga nilai 64 mA.Langkah terakhir,ukur besar tahanan potensiometer dengan ohmmeter sehingga diketahui besar tahanan potensiometer yang diatur agar amperemeter 30 mA dapat membaca arus 64 mA

15

BAB V PERTANYAAN/ PROBLEM Jawaban problem atau permasalahan dalam praktikum prinsip kerja alat ukur sebagai berikut : 1. Mengapa amperemeter dirancang dengan tahanan dalam sangat kecil? Amperemeter dirancang dengan tahanan kecil agar drop voltagenya juga kecil. Oleh karena itu, amperemeter dipasang seri dengan beban.Hal ini dapat mempengaruhi keakuratan pengukuran.Semakin kecil tahanan dalam amperemeter,maka nilai arus yang terukur besar sehingga penunjukkan jarum menjadi lebih ke bagian tengah atau ke bagian dimana hasil pengukuran dapat dilihat dan diukur secara akurat. Agar ampermeter tidak mempengaruhi pengukuran maka diperlukan tahanan internal yang kecil, sehingga R1 + R2 = R2. Semakin kecil resistansi dari amperemeter, maka semakin kecil error perhitungan. 2. Mengapa voltmeter dirancang dengan tahanan dalam sangat besar? Voltmeter dirancang dengan tahanan besar agar tidak menarik arus yang besar, oleh karena itu voltmeter dipasang secara paralel dengan rangkaian.Tahanan dalam Volt meter dibuat besar itu karena supaya arus yang mengalir pada tahanan dalam volt meter kecil dan otomatis menghindari kerusakan. Untuk tahanan dalam baterai R(baterai) yang besar dan bila tahanan meter R(meter) kecil maka terjadi drop voltage pada terminal baterai. Hal ini menyebabkan kesalahan pengukuran tegangan baterai 3. Apa pendapat anda untuk memperbesar batas ukur pada langkah 7 dan 8? Rsh

13 V

Vs

RL

V

10 V

Rangkaian 7 Dengan skala ukur tertentu voltmeter memiliki titik batas atas tertentu. Contohnya ketika kita mengukur dengan batas 10 V. maka skala maksimum yang dapat diukur oleh voltmeter adalah 10 V. lebih dari itu akan merusak sistem yang ada dalam voltmeter. Karena itu,untuk memperbesar batas ukur pada voltmeter dipasanglah hambatan.

16

Pada rangkaian 7 diatas,agar voltmeter dengan batas ukur 10 V dapat mengukur tegangan hingga 13V.Rsh (hambatan pada potensiometer) harus diperbesar dan dipasang secara seri karena (V≈R) tegangan berbanding lurus dengan hambatan.Jadi,dengan menambahkan Rsh kita dapat menaikkan batas ukur seperti yang diinginkan.Sebagai contoh,Voltmeter dengan batas ukur 10 V dapat dinaikkan/dapat membaca tegangan 13 V dengan menaikkan Rsh sebesar 65 Ω dalam rangkaian.

A

Rsh

3V

Vs

RL

Rangkaian 8 Untuk menaikkan batas ukur pada amperemeter,Rsh harus disusun secara pararel.Jadi,Arus akan terbagi pada 2 hambatan sehingga tidak melebihi batas ukur dan tidak merusak alat.Pada rangkaian diatas,besar arus yang akan diukur yaitu : I=V/R I = 3 / 47 I = 0,064 A I = 64 mA Batas amperemeter yang diatur yaitu 30 mA.Jadi,agar batas ukur amperemeter meningkat dan dapat mengukur arus hingga 64 mA,kita harus mengatur Rsh sebesar 4 Ω sehingga amperemeter dapat mengukur arus sebesar 64 mA

17

KESIMPULAN  Pengukuran secara teori dan secara praktikum memiliki perbedaan. Akan tetapi perbedaan itu disebabkan karena toleransi pengukuran.  Voltmeter dipasang secara parallel, sedangkan amperemeter dipasang seri. Pemasangan ini tidak boleh terbalik agar tidak menyebabkan kerusakan alat.  Toleransi alat ukur juga dikarenakan alat ukur yang sudah tua sehingga mengurangi kemampuan pengukuran.  Pemilihan rentang atau batas ukur penting untuk mendapatkan pengukuran yang akurat.  Untuk meningkatkan kemampuan/batas ukur amperemeter atau voltmeter,kita harus menggunakan tahanan potensiometer.Pada voltmeter,tahanan potensiometer disusun seri dan pararel pada amperemeter.

SARAN 1. Sebelum memulai praktikum, kita harus mengkalibrasi alat ukur (jarum pada posisi nol) terlebih dahulu agar tidak terjadi kesalahan penunjukkan nilai. 2. Sebelum memulai praktikum, penguasaan teori dan jobsheet harus dilakukan agar terjadinya kesalahan dalam praktikum dapat dihindari. 3. Jika tidak mengetahui tingginya tegangan yang diukur, maka disarankan untuk memilih skala tegangan yang lebih tinggi untuk menghindari terjadi kerusakan pada multimeter. 4. Bacalah alat ukur dengan teliti dan dengan posisi yang benar. 5. Ikuti dan laksanakan SOP agar dapat meminimalisir kesalahan saat praktikum sehingga

18