BAB I
PENDAHULUAN
I.1.Latar
Belakang
Salah
satu hal yang sangat penting dalam kehidupan kita adalah listrik. Dalam kehidupan manusia listrik memiliki peran yang
sangat penting. Kebanyakan dari
peralatan yang ada di sekitar kita menggunakan listrik. Listrik dapat
menyelesaikan pekerjaan kita dengan mudah.Setiap zat mempunyai
komponen dasar yang di sebut dengan atom.Menurut atom Bohr,yang masih di pakai
hingga saat iniatom terdiri dari inti atom yang di kelilingi komponen yang
disebut elektron.Selain elektrom atom juga mempunyai komponen lain yangdi sebut
proton dan neutron yang keduanya terdapat pada inti atom(Adi Agung
nugroho.2010.hal 7).
Elektron mempunyai kecenderungan untuk saling
tolak-menolak dan saling tarik menarik dengan proton,kecenderungan tersebut
disebut sebagai muatan negatif.Di sisi lain terdapat juga muatan positif yaitu
kecenderungan proton untuk saling tarik-menarik terhadap elektron dan tolak
menolak dengan sesama proton.Komponen atom ketiga yaitu neutron tidaklah
bermuatan atau dengan kata lain bermuatan netral.Jumlah proton dan neutron
dalam suatu atom adalah tetap,berbedah dengan elektron yang dapat berubah
jumlahnya.Dalam keadaan tertentu dapat berpindah dari suatu ato ke atom lainnya.Jika
suatu atom kelebihan elektron maka atom tersebut bermuatan negatif,begitupun
sebaliknya ,jika kekurangan elektron maka atom tersebut akan bermuatan
positif.Suatu atom dikatan bermuatan netral jika mempunyai jumlah elektron dan
proton yang sama ,adapun satuan muatan listrik adalah Coulombs (c) (Adi Agung
Nugroho,2010,hal.8).
Listrik
sendiri dibagi menjadi dua jenis yaitu arus listrik AC dan DC. Dalam makalah
ini kami akan membahas mengenai apa yang dimaksud dengan arus listrik DC atau
rangkaian arus searah. Arus listrik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu arus searah dan arus
bolak-balik. Sedangkan arus listrik bolak balik atau AC (Alternating Current) adalah arus yang arahnya dalam
rangkaian berubah-ubah (sinusoidal) dalam selang waktu yang teratur.Adapun
beberapa jenis komponen elektronik yang paling umum,diantaranya
resistor,kapasitor,dan induktor,komponen-komponen ini biasanya di sebut
komponen-komponen pasif karena tidak dapat dengan sendirinya membangkitkan
tegangan atau arus.Pemahaman terhadap karakteristik dan aplikasi dari
komponen-komponen pasif merupakan hal yang sangat penting memahami cara kerja
dan rangkaian-rangkaian yang di gunakan dalam alat ukur listrik(Toleey
Mike,2003,hal.20)
I.2.Ruang Lingkup
Pada
percobaan ini diawali dengan pengenalan alat dan komponen listrik, kemudian
dilanjutkan dengan pengkalibrasian alat-alat ukur seperti multimeter dan
osiloskop. Kemudian dilakukan pengukuran dan perhitungan resistansi pada
beberapa resistor, nilai kapasitansi pada kapasitor, dan pembacaan nilai
induktansi pada induktor. Dilakukan pula perhitungan terhadap waktu, pada
saat pengisian dan pengosongan kapasitor.
I.3.Tujuan Paktikum
Adapun
tujuan dari praktkum ini yaitu:
1) Mampu menggunakan alat-alat ukur
seperti ampere meter,voltmeter,dan multimeter untuk mengukur besaran-besaran
elektronik yang diperlukan
2) Mampu menggunakan osiloskop untuk
berbagai pengukuran
3) Mampu menggunakan berbagai komponen
listrik
4) Memaham dan mengerti cara mengukur
pembebanan catu daya
5) Mengukur waktu RC pada pengisian dan
pengosongan kapasitor
BAB
II
TINJAUAN
PUSTAKA
II.1.Komponen-Komponen
Listrik
Untuk
memahami cara perakitan di bidang elektronika,kita harus mengenal beberapa
komponen-komponen yang sering digunakan untuk memahami bagaimana suatu
rangkaian listrik dapat bekerja sesuai dengan komponen-komponen yang di rakit
dengan efek masing-masing.Adapun macam-macam komponen listrik dan alat-alat
ukur listrik (H. Zaki M,2005,hal.13):
• Komponen Pasif:
– Tahanan (Resistor) -
ohm (Ω)
– Kapasitor (Capacitor) -
farad (F)
– Induktor (Inductor) -
henry (H)
• Komponen Aktif :
– Dioda
– Transistor
– LED(light Emitting Diode )
•
Alat
ukur Listrik
–
volmeter
–
multimeter
–
osiloskop
–
amperemeter
–
ohmmeter
II.1.Komponen Pasif
a.Resistor(Tahanan)
Konsep resistansi
sebagai sesuatu yang melawan arus.Bentuk-bentuk resistor konvensional mengikuti
suatu hukum"hukum garis lurus",ketika tegangan di plot terhadap arus.
Tegangan
Kemiringan Besar=resistansi
tinggi
kemiringan
kecil=resistansi rendah
Arus
Gambar.II.1 tegangan di plot terhadap arus untuk dua nilai
resistor yang berbedah(kemiringan grafik sebanding dengan nilai resistan)
Resistor
dapat berperan sebagai beban untuk mensimulasi keberadaan suatu rangkaian
selama pengujian.Spesifikasi-spesifikasi untuk suatu resistor umumnya meliputi
nilai resistansi(Ω=ohm),(kΩ=kiloohm),(mΩ=mega ohm)nilai ketepatan atau
toleransi ,dan rating daya dengan atau lebih besar daripada disipasi daya
maksimumnya(Toleey Mike.2003.hal.19).
b.Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan
muatan listrik.Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang di
pisahkan oleh bahan dielektrik(H Zaki M,2005,hal 13).
Bahan-bahan dielektri yang umum dikenal misalnya udara
vakum,keramik,gelas,dan lain-lain.Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan
listrik ,maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu
kaki(elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif
terkumpul pada ujung metal yang satu lagi(H Zaki M,2005,hal 14).
Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub
negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak dapat menuju ke ujung kutub
positif,karena terpisah oleh bahan di elektrik yang non-konduktif.Muatan
elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujunh
kakinya.dialam bebes fenomna kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya
muatan-muatan positif dan negatif di awan(H Zaki M,2005,hal 14).
Dielektrik
Elektroda Elektroda
Gambar II.2.prinsip
dasar kapasitor
Dalam pembuatan kapasitor,kapasitansi di hitung dengan
mengetahui luas area plat metal,jarak antara kedua plat metal dan konstanta
bahan dielektrika.Untuk rangkaian elektronik praktis ,satuan farads adalah
sangat besar.Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran
sebuah kapasitor(H Zaki M,2005,hal 15).
Kapasitor lektrostatis adalah adalah kelompok kapasitor yang
di buatdengan bahan dielektrik dari keramik,film,dan mika.Keramik dan mika
adalah bahan yang populer serta murah untuk membuat kapasitor dengan
kapasitansi kecilYang termasuk bahan dielektrik film adalahbahan-bahan material
seperti polyester umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar(H Zaki
M,2005,hal 16).
Kelompok kapasitor elektrolitik terdiri dari
kapasitor-kapasitor yang dielektriknya adalah lapisan metal-oksida.Umumnya
kapasitor termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan – di
badannya.Kapasitor ini dapat memiliki polaritas karena proses pembuatannya
menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub
negatif katoda .Dalam hal ini lapisan metal-oksida sebagai di elektrik.Lapisan
metal-oksida ini sangat tipis ,sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor
yang kapasitansinya cukup besar(H Zaki M,2005,hal 16-17).
Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor lain adalah
kapasitor elektrokimia.Yang termasuk kapasitor jenis ini adalah baterai dan
accu.Pada kenyataannya baterai dan accu adalah kapasitor yang sangat
baik,karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor yang sangat
kecil.Tipe kapasiotor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk
memndapatkan kapasitansinya yang besar namun kecil dan ringan seperti untuk
aplikasi mobil elektrik dan tetepon seluler(H Zaki M,2005,hal 18).
C.Induktor
Arus listrik yang melewati kabel,jalu-jalur PCB dalam satu
rangkaian berpotensi untuk menghasilkan medan induksi.Ini yang sering menjadi
pertimbangan dalam mendesain PCB supaya bebasdari efek induktansi terutama jika
multilayer(H Zaki M,2005,hal 26).
Induktor merupakan alat untuk menyimpan energi listrik dalam
bentuk medan-magnetik.Aplikasi-aplikasinya yang umum mencakup perangkat
choke,filter dan rangkaian pemilih frekuensi.Karakteristik-karakteristik
listrik dari sebuah induktor ditentuhkan oleh sejumlah faktor yang diantaranya
adalah bahan inti ,jumlah lilitan dan dimensi-dimensi fisik kumparannya(tooley
Mike,2003,hal.38)
Dalam prateknya,setiap kumparan memilki baik induksi(L)
maupun reistansi(R) .Dalam kenyataannya induktansi dan resistansi kedua-duanya
terdistribusi di seluruh bagian komponen namun akan lebih mudah apabila kita
melakukan induktansi dan resistansi sebagai dua komponen yang terpisah pada
waktu kita menganalisis rangkaian.Jika sebuah saklar dibiarakan terbuka,tidak
akan ada arus yang mengalir sehingga tidak ada fluks magnetik yang dihasilkan
induktor.Jika saklar di tutup arus akan mulai mengalir seiring dengan
berpindahnya energi dari sumber untuk membangkitkan medan magnetik.Akan tetapi
perubahan fluks magnetik yang dihasilkan akibat timbulnya arus akan
menghasilkan tegangan(g.g.l induksi) pada kumparan yang melawan g.g.l yang di
timbulkan oleh baterai(tooley Mike,2003,hal.38).
G.g.l induksi adalah hasil dari perubahan fluks dan berhasil
mencegah kenaikan arus yang seketika di dalam rangkaian.Arus bertamabah secra
perlahan hingga mencapai suatu nilai maksimum dengan kecepatan yang ditentuhkan
oleh rasio induktansi (L) terhadapresistansi (R) yang terdapat dalam di
rangkaian. Setelah beberapa saat akan tercapai suatu kondisisteady state(tidak
bertamabah-tidak berkurang) dimana pada kondisi ini tegangan pada induktor
telah berkuarang menjadi nol dan arus akan mencapai suatu nilai maksimum
ditentukan oleh rasio V terhadap R ) atau tepatnya hukum Ohm.Jika pada kondisi
steady state di capai saklar dibuka ,medan magnetik akan hilang secara
tiba-tiba dan energi akan di kembalikan ke rangkaian dalam bentuk "g.g.l
balik" yang akan timbul pada kumparan tersebuut bersamaan dengan hilangnya
medan (tooley Mike,2003,hal.39).
d.Trasformator
Transformator adalah alat yang
mempunyai fungsi menaikan atau menurunkan tegangan input atau menurunkan
tegangan output. Trasformator yang berfungsi untuk menaikan tegangan input
adalah trafo step up. Sedangkan Transformator yang mempunyai fungsi menurunkan
tegangangan adalah trafo step down. Cara
kerja trasformator : Arus bolak - balik ( AC ) melewati koil utama ( kumparan
primer ) yang menginduksi arus bolak - balik di koli kedua ( kuparan sekunder )(tooley Mike,2003,hal.40).
II.2
.Komponen Aktif :
a)Dioda
Dioda adalah komponen paling
sederhana yang terbuat dari bahan semikonduktor.Kebanyakan jenis material yang
digunakan untuk pembuatan dioda adalah silikon.Dioda mempunyai dua kaki yaitu :
Anoda ( A) dan Katoda (K).Pada
dasarnya dioda adalah hubungan dari dua material yang berebedah tipe.Hubungan
dari kedua materia hanya dapat
meneruskan arus jika diberi tegangan bias maju,yaitu anodah dihubungkan dengan
terminal positif catu daya dan katoda dengan terminal positif catu daya.Jika
hubungan dengan catu daya dibalik ,maka dikatakan bahwa dioda mengalami
tegangan bias mundur dan dioda tidak dapat mengalirkan arus.Karakteristik
hubungan anodah-katoda meneybabkan dioda digunakan sebagai penyearah arus(Adi
Agung Nugroho,2010,hal.27-28).
Gambar
II.3.Bentuk dan lambang dioda
Dioda
atau sering disebut sebagai rectifier/penyearah hanya dapat melewatkan arus
pada satu arah saja.Dioda dapat dianalogikan sebagai check valve hanya dapat
mengalirkan aliran pada satu arah saja,tidak pada arah sebaliknya(Adi Agung
Nugroho,2010,hal.28).
Dioda
yang sebenarnya (silikon) tidak akan mengalirkan arus untuk tegangan bias maju
di bawah 0 V.Jika tegangan yang diberihkan lebih dari antara 0-0,7 maka akan
terjadi sedikit pertambahan arus yang mengalir pada dioda.Untuk tegangan lebih
dari 0.7 V maka akan terjadi pertambahan arus secara mendadak dengan hubungan
yang tidak linear dengan tegangan yang diberihkan.Dioda merupakan alat dengan
dua terminal dan terbentuk dari dua jenis semikonduktor yang tersambung.Alat
ini mampu dialiri oleh arus secara mudah dalam satu arah,tetapi amat sukar
dalam arah kebalikan.Aliran arus pada dioda mengalir dari ujung anoda ke katoda(Adi
Agung Nugroho,2010,hal.29).
Untuk
menederhanakan analisis ,dioda biasanya dimodelkan sebagai dioda ideal ,yaitu
dioda akan aktif penuh(arus listrik akan mengalir) jika dioda diberihkan
tegangan lebih besar atau sama dengan nol.Dengan kata lain dinyatahkan bahwa
pada saat diberihkan tegangan bias maju
dioda ideal mempunyai resitansi nol dan saat diberikan tegangan mundur
mempunyai resitansi tak terhingga .Selain dioda ideal dapat juga digunakan
pendekatan dioda nyata,yaitu saat aktif dioda memberihkanpenurunan tegangan
sebesar 0,6-0,7.Jika diberikan tegangan bias mundurdioda tidak mengalirkan arus
hnggategangan mencapai nilai tertentu yang disebut breakdonw voltage.Jika
breakdown voltage terlewatimka dioda mengalami kerusakan dan akan terdapat arus
mengalir ,yang disebut dengan kebocoran arus atau arus bocor.Besarnya breakdown
voltage berkisar antara beberapa puluh volt ,hingga ribuan volt tergantung
jenis dioda(Adi Agung Nugroho,2010,hal.30).
Untuk
jenis generator purpose rating dioada dinyatahkan dengan arus maksimal dan
breakdonw voltagenya.Fungsi utama dioda adalah penyearah arus dari arus AC
menjadi arus DC.Pada umumnya nilai breakdown voltage dioda bernilai cukup
tinggi(>50V).Namun terdapat satu jenis dioda yang besarnya nilai breakdown voltage tertentu maka dioda zener
dapat mempertahankan tegangan hingga mendekati konstan pada rentang besar arus
yang lebar.karakteristik ini membuata dioda zener sering digunakan sebagai regulator
tegangan stabil untuk variasi nilai catu daya dan resitansi beban(Adi Agung
Nugroho,2010,hal.31).
b)Transistor
Transitor
adalah penemuan yang membuka jalan dalam pengembangan elektronika,rangakaian
terpadu dan digital yang telah mempengaruhi semua bidang kehidupan
manusia.Berbeda dengan anoda ,transistor memiliki tiga bagian masing-masing
berupa lapisan material semikonduktor,yaitu kolektor ,emitor,dan basis.Terdapat
dua jenis transistor yaitu NPN dan PNP.Transistor jenis NPN lebih banyak
dipergunakan dibandingkan PNP.Kolektor dan emitrterbuat dari material N yang
mengapit basis yang terbuat dari material P yang tipis.Saat basis tidak
mendapatkan arus maka tidak ada arus yang mengalir pada kolektor dan emitor.Jika
transistor diberihkan arus kecil dari kolektor ke emitor .Dengan karakteristik
inilah maka transistor dikatakan berfungsi sebagai penguat arus,walaupaun
sebetulnya lebih tetap dikatakan sebagai pengendali arus,yaitu arus kecil dapat
mengendalikan arus yang besar.Hubungan antara arus dan tegangan pada transistor
adalah(Adi Agung Nugroho,2010,hal.32-33) :
iE=iC+iB ….(2.1)
iC=hFEiB ….(2.2)
VBE=VB-VE ….(2.3)
VCE=VC-VE ….(2.4)
hFE, atau sering disebut sebagai ᵝ ,adalah faktor penguta arus.
Berdasarkan
penggunaan mode operasinya transistor dibagi menjadi dua jenis yaitu transistor
sinyal dan transistor daya.Transistor sinyal beroperasi pada daerah linera
sehingga berfungsi sebagai penguat arus sedangkan transistor daya banyak dipakai
dalam rangkaian mekatronika dan difungsikan sebagai pemicunya(Adi Agung
Nugroho,2010,hal.35).
II.3.Alat
Ukur Listrik
Control is by springs and damping is
by air friction.The defection torgue is proportional to the product of the two
windings.These instruments are suitable for both DC and AC.Since the defection
is proporsional to the average power and the spring control torque is
proportional to the deflection,the scale is linear(Sumbramanyam P
S.2008.hal 620).
Untuk mengetahui besaran listrik DC
maupun AC seperti tegangan, arus, resistansi,daya, faktor kerja, dan frekuensi
kita menggunakan alat ukur listrik.Adapun syarat dari sebuah alat ukur yaitu
dapat dipakai tidak menghambat sistem atau variabel yang sedang diukur ,untuk
mendapatkan itu semua diperlukan alat ukur yang ideal,yang sempurna dalam
melakukan pengukuran .Alat ukur, adalah
perangkat untuk menentu kan nilai atau besaran dari kuantitas atau variabel.Alat Ukur listrik sngat beragam
tetapi yang akan di bahas pada bagian ini tidak semua dari alat ukur lstrik
melainkan hanya ada beberapa yang akan di bahas yaitu diantaranya(Cooper
william david.1985.hal 49):
a.Amperemeter
Amperemeter adalah alat ukur listrik
yang digunakan untuk mengukur aliran muatan listrik atau arus listrik.Ampermeter
adalah alat untuk mengukur kuat arus listrik. Berdasarkan arus listrik yang
diukurnya ampermeter dibedakan atas ampermeter DC dan ampermeter AC.Amperemeter bekerja berdasarkan prinsip gaya magnetik (Gaya
Lorentz). Ketika arus mengalir melalui kumparan yang dilingkupi oleh medan
magnet timbul gaya lorentz yang menggerakan jarum penunjuk menyimpang. Apabila
arus yang melewati kumparan besar, maka gaya yang timbul juga akan membesar
sedemikian sehingga penyimpangan jarum penunjuk juga akan lebih besar. Demikian
sebaliknya, ketika kuat arus tidak ada maka jarum penunjuk akan dikembalikan ke
posisi semula oleh pegas. Besar gaya yang dimaksud sesuai dengan Prinsip Gaya
Lorentz(Cooper william david.1985.hal 72):
F = B.I. L. …(2.5)
b.Multimeter
Salah satu instrumen bengkel untuk pemakaian umum yang paling
terandalkan yang mampu untuk mengukur
tegangan DC dan AC seperti halnya arus dan tahanan adalah multimeter atau
VOM.Walaupun detail rangkaian ini bervariasi dari satu instrumen ke yang
lainnya umumnya sebuah multimeter elektronik mengandung elemen-elemen,seperti
penguat DC jembatan setimbang,pelemah masukan atau saklar rangkuman (Range),rangkaian
penyearah,baterai internal dan rangkaian tambahan dan rangkaian fungsi (Cooper william david,1985,hal 264).
Multimeter adalah alat ukur listrik yang dapat digunakan untuk mengukur arus, tegangan
, dan hambatan listrik. Alat ini memakai suatu besaran meteran dan memakai
sistem selektor putar, sehingga mampu mengukur arus, tegangan dan
hambatansampai jejnjang yang lebih tinggi.Rentang arus dan tegangan yang diukur
disesuaikan dengan besar kecilnya besaran yang diukur.Jenis
Multimeter,ada dua yaitu(Cooper william
david,1985,hal 264):
1)Multimeter Non Elektronis
Multimeter jenis bukan elektronik kadang-kadang disebut juga AVO-meter,
VOM (Volt-Ohm-Meter), Multitester,
atau Circuit Tester. Pada dasarnya alat ini merupakan gabungan dari alat ukur
searah, tegangan searah, resistansi, tegangan bolak-balik. Untuk mengetahui
fungsi dan sifat multimeter yang dipergunakan pelajarilah baik-baik spesifikasi
teknik (technical specification) alat tersebut(Cooper william david,1985,hal 265).
2)Multimeter
Elektronis
Multimeter ini dapat mempunyai nama: Viltohymst,
VTM + Vacuum Tube Volt Meter, Solid State Multimeter = Transistorized
Multimeter. Alat ini mempunyai fungsi seperti multimeter non elektronis. Adanya
rangkaian elektronis menyebabkan alat ini mempunyai beberapa kelebihan. Bacalah
spesifikasi alat tersebut. Perhatikan " resistasi dalam" (input
resistance, input impedance) pada pengukuran tegangan DC dan AC(Cooper
william david,1985,hal 265).
c.Voltmeter
Voltmeter
adalah alat untuk mengukur beda potensial listrik. Berdasarkan beda potensial
listrik yang diukurnya voltmeter dibedakan atas voltmeter DC dan voltmeter AC.
Voltmeter DC digunakan untuk mengukur beda potensial listrik DC, voltmeter AC
digunakan untuk mengukur beda potensial listrik AC. Untuk memperoleh hasil ukur
yang baik, maka kedua jenis voltmeter DC dan AC ini tidak boleh dipertukarkan
pemakaiannya(Cooper william david,1985,hal 66).
There
is no difference in the operating principle of a voltmeter or ammeter and hence
they are generally classified together.To the voltage to be measured,and that
in an ammeter is of low resistance ,so that when it is concneedted in series
with the circuit and carries the current to be measured,the voltage drop across
it is small.Lkewise a voltmeter.Which is connected across the voltage to be
measured,must be of high resistance so that the current drawn by it is small,In
this section we discuss the moving coil ammeters and voltmeters(Sumbramanyam P S.2008.hal
614).
d.Ohmmeter
Ohmmeter
adalah alat untuk mengukur hambatan listrik. Pada dasarnya, ohmmeter adalah
sebuah galvanometer yang dilengkapi dengan shunt dan dihubungkan seri dengan
sebuah baterai, sehingga ketika kedua ujung terminalnya dihubungkan dengan
suatu hambatan akan mengalir arus dari bateri ke hamatan yang diukur itu,
kemudian masuk ke galvanometer yang sudah dilengkapi shunt sehingga berfungsi
sebagai ampermeter. Kuat arus yang melalui ampermeter itu nilainya dikalibrasi
menjadi nilai hambatan yang diukur.Adapun cara kerja dari Ohmmeter adalah menggunakan
galvanometer untuk melihat besarnya arus listrik yang kemudian dikalibrasi
kesatuan ohm. Telah diketahui bahwa tahanan arus listrik suatu benda baru dapat
diukur bila dialirkan arus listrik kebenda tersebut. Pada
Ohmmeter prinsipnya adalah benda dialiri listrik dan diukur tahanan
listriknya(Cooper william david,1985,hal.74-75,77-78).
e.Osiloskop
Osiloskop
adalah salah satu alat ukur yang dapat menampilkan bentuk dari sinyal listrik
yang juga sering disebut dengan CRO. Dengan Osiloskop kita dapat mengetahui dan
mengamati frekuensi, periode dan tegangan AC atau DC, fasa dan berbagai bentuk
gelombangdari sinyal. Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan
panel kontrol(Cooper william david,1985,hal.189).
Display menyerupai tampilan layar televisi
hanya saja tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji
ditampilkan. Pada layar terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan
horizontalyang membentuk kotak-kotak .Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan
garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Pada bagian panel kontrol osiloskop
terdapat dua kanal yang bisa digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan,
sebagai contoh kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk
melihat sinyal keluaran.Contoh beberapa kegunaan osiloskop (Cooper william
david,1985,hal.190):
•Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
•Mengukur frekuensi sinyal berasoaiasi
•Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik.
•Membedakan arus AC dengan arus DC.
• Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu
•Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
•Mengukur frekuensi sinyal berasoaiasi
•Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik.
•Membedakan arus AC dengan arus DC.
• Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu
BAB III
METODOLOGI
PERCOBAAN
III.1.Waktu
dan Tempat Percobaan
Percobaan komponen dan alat ukur
listrik ini dilaksanakan pada hari kamis, 01 Oktober 2015, pukul 13.00 – 15.30
WITA, di Laboratorium Instrumentasi dan Elektronika Jurusan Fisika Fakultas
Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin Makassar.
III.2.Alat dan Bahan
III.2.1.Alat
Beserta Fungsinya
a.Multimeter
Gambar III.1.Multimeter
Berfungsi mengukur arus listrik,tegangan listrik,dan hambatan
listrik
b.Osiloskop
Gambar III.2.Osiloskop
Alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik
c.Signal Generator
Gambar III.3.Signal Generator
Berfungsi sebagai Sumber input arus dan tegangan listrik dan untuk
masukan isyarat sinusoidal.
d.Catu Daya
Gambar III.4.Catu Daya
Berfungsi sebagai sumber listrik.
e.Papan Rangkaian
Gambar III.5.Papan Rangakaian
Berfungsi sebagai media rangkaian
komponen elektronika.
f.Kabel Jumper
Gambar III.6.Kabel jumper
Berfungsi menghubungkan komponen –
kompenen pada papan rangkaian dan dapat pula berfungsi sebagai kabel
penghubung.
g.Stopwath
Gambar III.7.Stopwath
Berfungsi untuk mengukur waktu pada saat pengisian dan
pengosongan kapasitor
III.2.2.Bahan
Beserta Fungsinya
a.Resistor
Berfungsi sebagai penahan arus yang
mengalir dalam suatu rangkaian, dimana dalam percobaan ini sebagai komponen
yang diukur hambatannya.
b.Kapasitor
Gambar III.8
Kapasitor
Digunakan untuk menyimpan arus sementara.
c.Induktor berfungsi
sebagai Pengatur Frekuensi
Gambar III.9.I Induktor
Brfungsi sebagai Pengatur Frekuensi serta menyimpan energi
listrik dalam waktu yang singkat, dalam percobaan ini sebagai komponen yang
diukur hambatannya.
d.Dioda LED
Gambar III.10. LED
Berfungsi
menghantar listrik ke satu arah dan menghambat listrik di arah lain, dimana dalam
percobaan ini sebagai komponen yang diukur hambatannya.
III.3
Prosedur Percobaan
Adapun langkah –
langkah dalam melakukan percobaan, yaitu :
1.
Menyediakan alat dan bahan
2.
Mengenal satu per
satu alat ukur dan
komponen elektronika, dan mempelajari
cara penggunaannya.
3.
Menghitung hambatan pada resistor dengan
cara manual, berdasarkan kode warna pada resistor.
4.
Mengkalibrasi alat ukur multimeter.
5.
Memasang resistor yang sama pada papan
rangkaian dan mengukur hambatannya dengan menggunakan multimeter, kemudian
membandingkannya dengan hasil yang diperoleh dengan cara yang manual.
6.
Mencatat nilai kapasitansi yang ada pada
kapasitor.
7.
Mengukur hambatan kapasitor dengan
multimeter, meskipun tidak mengambil data pada kapasitor
8.
Mengukur hambatan pada dioda untuk
keadaan terpanjar maju dengan multimeter (tidak mengambil data)
9.
Mengukur hambatan pada komponen induktor
dengan multimeter (tidak mengambil data)
10. Prosedur
Percobaan Untuk Pengisian muatan
1.Membuat rangkaian pengisian muatan kapasitor
dengan rangkaian sederhana,dan melakukan
pengisian kapasitor.
2.Mengukur arus dan tegangan setiap
5 sekon,dan 10 sekon untuk mendapatkan
waktu RC sejak a dan b terhubung.
3.Mengganti Voltmeter dengan hubungan singkat
setelah kapasitor terisi penuh dan melepaskan a dan b serta melihat perubahannya.
11. Prosedure
Percobaan Untuk Pengosongan Muatan
1.Membuat
rangkaian pengosongan muatan kapasitor dengan rangkaian sederhana,dan melakukan
pengisian hingga kapasitor penuh.
2.Menghubungkan
a dan b sambil mengukur tegangan kapasitor
3.Melepaskan
a dan b lalu menghubungkan b dan c agar kapasitor membuang muatan melalui R
4.Mengukur
arus dan tegangan setiap 5 sekon,dan 10 sekon untuk mendapatkan waktu RC sejak
b dan c terhubung.
12. Mengkalibrasi
osiloskop dengan cara – cara yang telah di ajarkan.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1.Hasil
IV.1.1.Tabel Data
a.Pengukuran
Komponen Pasif
|
No
|
Resistor
|
Resistansi Pengukuran
|
||||||
|
|
A
|
B
|
C
|
D
|
E
|
Teori
|
Praktek
|
|
|
1
|
Orange
|
Hitam
|
Orange
|
Emas
|
|
30x103±5%
|
29 kΩ
|
|
|
2
|
Coklat
|
Hitam
|
Hitam
|
Orange
|
Emas
|
100x103±5%
|
85 kΩ
|
|
|
3
|
Coklat
|
Hitam
|
Merah
|
Emas
|
|
10x102±5%
|
800Ω
|
|
b.Pengisian Kapasitor
|
No
|
Resistansi(Ohm)
|
Kapasitansi
|
I(A)
|
Vin
|
Vout
|
T(s)
|
|
1
|
30 kΩ
|
1000 mF
|
0,5
|
12 v
|
5 v
|
50
|
|
2
|
30 kΩ
|
1000 mF
|
0,4
|
12 v
|
7 v
|
10
|
|
3
|
30 kΩ
|
1000 mF
|
0,3
|
12 v
|
11 v
|
45
|
c.Pengosongan Kapasitor
|
No
|
Resistansi(Ohm)
|
Kapasitansi
|
I(A)
|
Vin
|
Vout
|
T(s)
|
|
1
|
30 kΩ
|
1000 mF
|
0,5
|
12 v
|
15
|
5
|
|
2
|
30 kΩ
|
1000 mF
|
0,45
|
12 v
|
14,5
|
10
|
|
3
|
30 kΩ
|
1000 mF
|
0
|
12 v
|
0
|
45
|
d.Resistor(PotensioMeter dan Trimpot)
|
No
|
Nama Resistor
|
Nilai badan
|
Resistansi kaki-kaki(Ohmmeter)
|
Kondisi
|
|||
|
1-3
|
1-2
|
2-3
|
Baik
|
Buruk
|
|||
|
1
|
PotensioMeter
|
5 kΩ
|
√
|
√
|
√
|
√
|
-
|
|
2
|
PotensioMeter
|
10 kΩ
|
√
|
√
|
√
|
√
|
-
|
|
3
|
Trimpot
|
1 kΩ
|
√
|
√
|
√
|
√
|
-
|
e.Resistor LDR
|
Perlakuan
|
Resistansi(Ohmmeter)
|
|
Diberi cahaya
|
Semakin terang maka
resistansinya semakin rendah
|
|
Tidak di beri cahaya
|
Semakin gelap maka
resistansinya semakin tinggi
|
f.Kapasitor
|
No
|
Jenis Kapasitor
|
Kapasitansi(kode dan Bahan)
|
Batas Kerja
|
|
1
|
Elco
|
330 mikro Farad
|
25 V
|
|
2
|
Keramik
|
10x102 pF
|
-
|
|
3
|
Mika
|
33x103 pF
|
-
|
g.Dioda
|
No
|
Jenis Doda
|
Pengujian
|
Keadaan
|
||
|
A-K
|
K-A
|
Baik
|
Buruk
|
||
|
1
|
Germanium
|
Ada nilai
|
0
|
√
|
-
|
|
2
|
Zener
|
Ada nilai
|
0
|
√
|
-
|
|
3
|
LED
|
Nyala
|
Tidak nyalah
|
√
|
-
|
h.Tegangan
|
No
|
Nilai Catu daya (V)
|
Hasil
|
|
|
AC
|
DC
|
||
|
1
|
9
|
11,2 v
|
13,5 v
|
|
2
|
10
|
12,5 v
|
14,5 v
|
|
3
|
11
|
13 v
|
16 v
|
i.Induktor-Kapasitor
|
No
|
L
|
RL
|
C
|
|
1
|
2,5Ω
|
19,5Ω
|
300 mA
|
IV.1.2.Pengolahan
Data
R1
= 30000 Ω ± 5%
Toleransi
= 30000 x
=
1500Ω
Resistansi
minimal = 30000 – 1500 = 28500 Ω
Resistansi
maksimal = 30000 +1500 = 31500 Ω
R2
= 100000 Ω ± 5%
Toleransi
=100000 x
=
5000Ω
Resistansi
minimal = 100000 – 5000= 105000 Ω
Resistansi
maksimal = 100000 + 5000 = 95000 Ω
R3
= 1000 Ω ± 5%
Toleransi
= 1000 x
= 50 Ω
Resistansi
minimal = 1000– 50 = 950 Ω
Resistansi
maksimal = 1000 + 50 = 1050 Ω
IV.1.3.Gambar
IV.1.3.1Gambar
Rangkaian pengisian
Gambar IV.1.Pengisian
Muatan
IV.1.3.2Gambar
Rangkaian pengosongan
Gambar IV.2.Pengosongan
Muatan
IV.2.Pembahasan
Dari Percobaan komponen
dan alat ukur Listrik,dapat di ketahui
bahwa pada setiap komponen atau alat ukur listrik tidak lepas dari kekurangan.Baik
itu yang di timbulkan dari kesalahan pembacaan pada saat pengukuran atau
kesalahan pada alat ukur itu sendiri.Pada pengukuran komponen pasif pada
resistor dalam mengukur cincin warna berdasarkan teori pada cincin warna
pertama diperoleh nilai sebesar 30x103±5%
dan secara praktek diperoleh 29 KΩ jadi antara teori dan praktek pada cincin
pertama mempunyai hasil yang tidak jauh berbedah ini menandahkan bahwa
pengukurannya sudah bagus.Pada cincin kedua di peroleh nilai berdasarkan teori
yaitu 100x103±5% dan pada praktek diperoleh nilai hasil pengukuran
sebesar 95 kΩ jadi antara teori dan praktek pada cincin kedua nilainya sudah
benar.Pada cincin ketiga terjadi kesalahan pada teori diperoleh resistansi
sebesar 1000 Ω dan pada teori hanya di peroleh resistansi sebesar 800 Ω
sehingga terjadi selisi yang agak jauh berbedah anatar teori dan praktek.Adanya
kesalahan pengukuran ini diakibatkan oleh kesalahan pembacaan atau ketelitian
dan juga di pengaruhi oleh fungsi alat ukur yang digunakan.
Pada komponen resistor
LDR diketahuai bahwa ketika LDR diberikan cahaya maka semakai tinggi
resistansinya,dan ketika LDR tidak diberikan cahaya maka resistansinya semakain
rendah,ini menunjukkan bahwa Resistansi LDR di pengaruhi oleh terang dan gelap
atau kuat rendahnya cahaya.
BAB V
PENUTUP
V.1.Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari percobaan ini
yaitu ;
1. Amperemeter
berfungsi untuk menghitung arus, voltmeter berfungsi menghitung tegangan, dan
multimeter berfungsi untuk menghitung arus, tegangan dan hambatan.
2. Osiloskop
berfungsi untuk memproyeksikan sinyal listrik.
3. Komponen
elektronika terdiri atas komponen aktif dan komponen pasif.
4. Pada
pengukuran resistansi pada resistor, terdapat perbedaan nilai resistansi secara
teori dan secara praktikum. Hal ini disebabkan karena resistor sering digunakan, begitupun pada komponen
elektronika lain seperti kapasitor dan induktor.
5.
Pada saat pengisian kapasitor, tegangan
yang didapatkan hasilnya semakin besar, dan
saat pengosongan kapasitor, tegangan
yang didapatkan nilainya semakin kecil.
V.2 Saran
V.2.1 Saran untuk
Laboratorium
Perhatiakan
alat – alat yang ada di laboratorium , yang rusak harusnya diperbaiki atau
diganti sehingga menjadi layak pakai dan proses dalam praktikum tidak
terhambat.
V.2.2 Saran untuk
Asisten
Cara
menjelaskan dalam praktikum cukup jelas, dan terus di tingkatkan.
DAFTAR PUSTAKA
Adi Agung nugroho.2010.Mekatronika.Yogyakarta:Graha
Ilmu
Cooper
william david.1985.Instrumentasi
Elektronik dan Teknik Pengukuran Edisi Kedua .Jakarta: Erlangga
H.Zaki M.2005.Cara Mudah Merangkai Elektronika Dasar.Yogyakarta:Absolut
Sumbramanyam
P S.2008.Basic Consepts Of Electrical
Engineering. ….:BS Publications
Tooley Mike.2003.Rangkaian
Elektronik Prinsip dan Aplikasi Edisi kedua.Jakarta: Erlangga
Tidak ada komentar:
Posting Komentar