physic: laporan komponen dan alat ukur listrik

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA FISIS DASAR 1

KOMPONEN DAN ALAT UKUR LISTRIK

$Description: C:\Users\skaga_01\Documents\logo_unhas.jpg$

NAMA : FEYDRI FERDITA DERA

NIM : H211 12 275

ASISTEN : ABD. ANRIFAIL

PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2010

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Praktikum mengenai komponen dan alat ukur listrik ini dilakukan dalam memenuhi kuliah Elektronika Fisis Dasar 1 yang diambil oleh praktikan dan pembuatan laporan ini sebagai kriteria dalam praktikum. Praktikan mengharapkan dengan membuat laporan ini dapat mendukung praktikum yang telah dilakukan sebelumnya.

Elektronika menjadi bagian favorit dalam fisika terutama pada bagian instrumentasi yang akhir – akhir ini menjadi mengalami perkembangan pesat. Hampir semua peralatan modern bertumpu pada prinsip elektronika dari pencukur rambut elektronik hingga pesawat ulang alik. Namun perlu diakui bahwa untuk melakukan pengembangan teknologi yang berguna bagi umat manusia tidaklah mudah melainkan harus melewati berbagai percobaan dasar yang menjadi modal awal bagi seorang pereka cipta untuk memulai percobaannya. Di bangku kuliah mulai diperdalam tentang proses kerja ,langkah pembuatan rangkaian , hingga pada proses pembuatan instrumentasi yang banyak digunakan di berbagai bidang seperti kedokteran dan industri. Oleh karena itu sangatlah penting bagi mahasiswa jurusan fisika agar mampu mengetahui dan memahami teknologi elektronika, sehingga penguasaan elektronika dasar tentang berbagai komponen dan alat ukur listrik amat diperlukan sebagai dasar untuk pembelajaran lebih lanjut.

1.2. Tujuan Percobaan

1. Mampu menggunakan alat-alat ukur listrik seperti amperemeter, voltmeter, dan multimeter untuk mengukur besaran besaran elektronik yang diperlukan.

2. Mampu menggunakan osiloskop untuk berbagai tujuan.

3. Mampu menggunakan berbagai komponen listrik.

4. Memahami dan mengerti cara pembebanan catu daya.

5. Mengukur waktu RC pada pengisian dan pengosongan kapasitor.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Pengukuran besaran elektronika dan pengenalan komponen elektronika merupakan hal yang sangat penting dalam pekerjaan elektronika.Pengukuran arus , tegangan listri, bentuk isarat, hambatan dan pengenalan berbagai komponen elektronika seperti resistor, kapasitor, transistor, dan lain- lain adalah merupakan topik yang akan di bahas pada praktikum ini. Salah satu syarat dasar semua alat ukur adalah bahwa alat yang dipakai tidak menghambat sistem atau variabel yang sedang di amati tapai hal ini mustahil. Tapi ada beberapa alat ukur yang terbukti lebih baik pada suatu pekerjaan tertentu.Contohnya:

Multimeter

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. Akan tetapi multi meter mempunyai kepekaan yang rendah terhadap pengukuran dalam rangkaian semikonduktor elektronik modern.yang mempunyai impedansi tinggi dan tegangan rendah.

Osiloskop

Osiloskop atau CRO , selain dapat menampilkan dan mengukur tegangan searah juga dapat menampilkan tegangan sinusoidal. Dapat juga menampilkan berbagai bentuk gelombang yang ditemukan dalam rangkaian elektronik seperti outputreceiver, deret pulsa, gelombang siku-siku, dan segitigaserta bentuk gelombang thyristor.seberkas sinar elektron yang di hasilkan oleh tabung katoda, di arahkan pada layar fospor yang akan berpendar kalau terkena elektron, sehingga tempat itu terlihat.Berkas sinar dan tempat yang terkena sinar , dibelokkan secara horizontal, dengan kecepatan konstan oleh sebuah teganganyang dihasilkan oleh suatu rangkaian yang didasari waktu. dan secara vertikal tegangan sinar yang datang.Impedansi yang dihasilkan Osiloskop bisa dikatakan konstan. (Arifin , 2010)

Komponen Elektronika

Ada dua macam komponen elektronika yaitu komponen aktif dan komponen fasif. Contokomponen fasif adalah resistor, kapasitor, induktor, dan transformator. Sedangakan IC dan transistor adalah komponen aktif . suatu resistor akan tetap memiliki hambatan meskipun tidak dialiri listrik . Komponen seperti ini disebut sebagai komponen pasif.

Hampir semua rangkaian elektronika menggunakan komponen resistor atau tahanan listrik. Dalam prakteknya kadang disebut Werstand. Resistor disimbolkan dengan R. Fungsi utama dari resistor :

1. menghambat arus listrik

2. mengatur besarnya arus yang mengalir pada rangkaian

3. membagi arus dalam satu rangkaian

Dalam bidang elektronika kita mengenal beberapa jenis resistor yaitu resistor tetap, resistor variable, resistor peka cahaya, resistor peka tahanan,resistor peka tempratur. Resistansi suatu resistor dinyatakan dalam Ohm. Resistor yang digunakan pada rangkaian elektronika sederhan biasanya adalah resistor tetap. Yaitu resistor yang nilai tahanannya telah dibuat tetap oleh pabrik pembuatnya dan tidak dapat diubah- ubah. Nilai hambatan suatu resistor tetap tercantum dari pita warna yang ada pada badannya.

$Description: E:\skaga_01\Documents\KULIAH\elektornika fisis dasar 1\resistor.jpg$

Cincin 1 menunjukkan angka pertama resistansi resistor.

Cincin 2 menujukkan angka 2 resistansi resistor.

Cincin 3 menunjukkan faktor perkalian dari 2 angka sebelumnya.

Cincin 4 menunjukkan nilai toleransi dari resistansi resistor itu.

warna pita ini telah ditentukan sebelumnya dari tabel nilai warna pita resistor. misalkan sebuah badan resistor menunjukkan nilai warna merah – biru- hitam- emas maka kita bisa mengetahui nilai resistansi resistor itu sebesar 26 × 10 ⁰ ± 5% Ω.

Resistor dibuat dengan ukuran badan yang mencerminkan kemampuan bertahan terhadap daya lesap yang diterimanyan jika dialiri arus listrik yang disebut dengan kemampuan daya. Suatu resistor yang dialiri arus I maka akan menerima daya lesap p=I²R. Daya ini akan menaikkan suhu resistor , dan jika melebihi kemampuan daya yang ditentukan dapat menyebabkan kerusakan permanen yang menjadikannya rusak.

Kapasitor disimbolkan C merupakan suatu komponen pasf yang dibuat untuk mendapatkan suatu kapasitansi tertentu . Kapasitor dibagi ke dalam dua kelompok yaitu kapasitor elektrolisis dan kapasitor non elektrolisis. kapasitor di buat dari dua buah plat konduktor yang dipisahkan oleh suatu lapisan osilator. untuk kapasitor plat paralel maka kapasitansi dinyatakan C= keA/d , k adalah tetapan dielektrik, e adalah permitivitas vakum, A luas pelat, d jarak antar plat. Berikut ini kapasitor dengan resonansinya

plastik 1 MHz

mika 1 MHz

keramik (cakram, tabung) 10 MHz

keramik (monolitik) 100 MHz

elektrolitik (Al lembaran) 100 MHz

Tantalum 50 MHz

Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan disebut kapasitansi yang satuannya adalah Farad.Ukuaran kapasitor poly ester ditunjukkan lewat sistem kode warna dengan 5 jalur yang dibaca sama seperti resistor. dan biasanya dicantumkan juga nial tegangan kerja untuk kapasitor ini. Kenaikan tegangan dinyatakan dengan C=Q/V sedangkan energi yang tersimpan pada kapasitor memenuhi E=1/2 CV². Energi ini bisa bertahan beberapa lama dalam kapasitor bahkan setelah power supply di matikan. Karena sifatnya ini kapasitor bisa di isi kan energi listrik dan sangat berperan dalam penyimpan listrik cadangan yang bisa diisi ulang. Fungsi utama dari kapasitor adalah :

1. memisahkan antara arus searah dengan arus bolak-balik

2. sebagai filter dalam rangkaian catu daya

3. sebagai penghubung

4. sebagai pembangkit frekuensi pada rangkaian pemancar

5. menghalangi loncatan bunga api pada saklar

6. menghemat daya listrik pada lampu TL

selain kapasitor tetap ada juga kapasitor variabel yang nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah sesuai kebutuhan dalam suatu rangkaian. Kapasitor ini meliputi :

a. VARCO

kapasitor jenis ini memiliki bentuk fisik yang besar dan dipergunakan sebagai penala atau pemilih gelombang pada pesawat penerima radio generasi lama yang masih menggunakan tabung. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya , karena bentuk fisiknya yang besar memakan banyak tempat maka kapasitor ini sudah jarang digunakan. sebagai gantinya telah dibuat kapasitor variabel yang lebih kecil disebut Trimmer.

b. kapasitor trimmer

fungsi dari kapasitor trimmer sama dengan kapasitor Varrco hanya saja bentuknya lebih kecil.Trimmer terbuat dari bahan plastik Seluruh bagian dari rotor dan stator kapasitor ini terbuat dari plastik. tujuannya untuk mencegah kerusakan pada rotor saat bergeser dan mencegah penempelan debu. Kapasitor trimmer memiliki tangkai preset yaitu tungkai yang dapat mengatur besar kecilnya nilai kapasitansinya. Pengaturannya dapat dilakukan dengan cara menggunakan obeng minus atau trimmer. Aplikasi lain dari kapasitor ini adalah digunakan dalam membuat bantalan key board. (Fajar, 2008)

Transformator adalah alat listrik yang mengubah tegangan listrik yang lebih rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi atau sebaliknya. Tegangan yang dapat diubah oleh trafo hanya tegangan yang berubah-ubah terhadap waktu seperti tegangan pada arus bolak balik. Secara umum trafo memiliki 2 kumparan yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.

1. kumparan primer berada dibagian input , tempat tegangan listrik masuk ke dalam trafo.

2. kumparan sekumder berada dibagian output, tempat keluarnya tegangan listrik hasil pengubahan.

Jika arus masuk melalui kumparan primer maka akan timbul medan magnet . Medan magnet ini diarahkan ke kumparan sekunder. Agar pengarahan tersebut dapat bersifat efektif maka didalam rongga trafo umumnya diisiteras besi.atau bahan lain yang dapat bersifat magnetik. Dengan demikian seolah medan magnet dari kumparan primer masuk ke kumparan sekunder. Berdasar kan cara kerjanya dalam menaikkan atau menurunkan tegangan maka trafo itu ada 2 macam yaitu :

1. Jika Ns>Npmaka tegangan keluaran lebih besar dari pada tegangan masukan . Dengan kata lain trafo ini menaikkan tegangan.disebut juga trafo step-up

2. Jika Ns<Npmaka tegangan keluaran lebih kecil dari pada tegangan masukan sehingga trafo ini menurunkan tegangan , disebut trafo step – down..

Pada transformator arus dimasukkan melalui kumparan primer. Hasilnya pada kumparan sekunder diperoleh arus.Adanya arus listrik menandakan adanaya energi. jadi energi yang masukke kumparan primer bisa di deteksi melalui kumparan sekunder.. dengan demikian trafo itu berperan dalam memindahkan energi dari kumparan primer ke kumparan sekunder. Dari sifat pemindahan energi ini kita dapat menentukan hubungan antara arus pada kumparan primerdan pada kumparan sekunder.

Hubungan ini dapat di tentukan sebagai berikut:

Daya pada kumparan primer adalah: Pp=IpEp

dengan Pp+ daya yang masuk pada kumparan primer

Ip =arus yang ada pada kumparan primer.

sementara itu daya pada kumparan sekunder adalah: Ps =IsEs

dengan Ps adalah daya yang masuk pada kumparan sekunder dan Is adalah arus pada kumparan sekunder.

Tidak semua daya pada kumparan primer dipindahkan ke kumparan sekunder. Hanya trafo ideal yang dapat memindahkan semua daya dari kumparan primer ke sekunder.

Ada sebuah persamaan yang menyatakan kerja trafo pada kumparan sekunder dan primernya:Is = η(Np/Ns)

dengan Is kuat arus pada kumparan sekunder

Np =jumlah lilitan pada kumparan primer

Ns=jumlah lilitan pada kumparan sekunder

η = efisiensi tranformator

Dari hubungan ini kita juga bisa mendapatkan hubungan antara tegangan, jumlah lilitan, dan kuat arus pada bagian sekunder dan primer suatu trnsformator. (Abdullah, 2007)

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1. Alat

1. Multimeter

Digunakan untuk mengukur hambatan, tegangan, dan kuat arus dalam rangkaian.

2. Osiloskop

Untuk menampilkan visualisasi dari gelombang listrik pada rangkaian.

3. signal generator

Sumber input arus dan tegangan listrik.

4. kabel jumper

5. catu daya

Sumber input arus dan tegangan listrik.

6. papan rangkaian/PCB

Digunakan untuk merakit komponen elektronika (tempat menancapkan kaki komponen).

3.1.2. Bahan

1. Kapasitor 47 μF

Digunakan untuk menyimpan arus sementara.

2. Induktor

3. Diode

4. resistor

Berfungsi sebagai penghambat arus listrik dengan nilai hambatan tertentu.

3.2. Langkah Kerja

A. Penentuan Resistansi

1. Menghitung resistansi lima buah resistor dengan membaca kode warna pada cincinnya.

2. Menghitung resistansi resistor menggunakan multimeter (pada pengukuran hambatan) dan membandingkan hasilnya dengan prosedur pertama.

B. Perhitungan Arus dan Tegangan Listrik

1. Merakit resistor, catu daya (menggunakan input 12 V), dan multimeter (pada posisi amperemeter) secara seri, kemudian membaca nilai pada multimeter sebagai kuat arus.

2. Merakit resistor, catu daya (menggunakan input 12 V), dan multimeter (pada posisi voltmeter) secara paralel, kemudian membaca nilai pada multimeter sebagai tegangan.

3. Mengulangi prosedur B1 dan B2 untuk keempat transistor lainnya.

C. Pengisian Kapasitor

1. Membuat rangkaian pengisian pada PCB

2. Mencatat tegangan listrik saat kapasitor masih terhubung dengan power supply dan ketika terputus dari power supply

3. Mencatat kuat arus listrik saat kapasitor masih terhubung dengan power supply.

D. Pengosongan Kapasitor

1. Membuat rangkaian pengosongan pada PCB

2. Mencatat tegangan listrik saat kapasitor masih terhubung dengan power supply dan ketika terputus dari power supply

3. Mencatat kuat arus listrik saat kapasitor masih terhubung dengan power supply.

3.3. Pengolahan Data

Perhitungan daya pada pengukuran tegangan.

P = V.I

1. P₁ = V₁.I₁ = 13 × 0,0125 = 0,1625 W

2. P₂ = V₂.I₂ = 12 × 0,0125 = 0,1500 W

3. P₃ = V₃.I₃ = 13 × 0,0200 = 0,2600 W

4. P₄ = V₄.I₄ = 13 × 0,0400 = 0,5200 W

5. P₅ = V₅.I₅ = 13 × 0,0550 = 0,7150 W

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.4. Hasil

A. Pengukuran Hambatan Resistor

No	A	B	C	D	E	Resistansi(Ω)	Pengukuran(Ω)
1.	C	H	M	-	E	1000 ± 5%	1000
2.	C	H	M	-	E	1000 ± 5%	950
3.	B	A	C	-	E	680 ± 5%	650
4.	J	H	E	-	E	300 ± 5%	300
5.	M	M	H	H	C	220 ± 1%	220

keterangan: A,B,C,D,E menyatakan kode warna

B. Mengukur tegangan dan arus listrik

No	R(Ω)	ε (V)	I(A)	Vout	P (Watt)
1.	1000	12	0,0125	13	0,1625
2.	950	12	0,0125	12	0,1500
3.	650	12	0,020	13	0,2600
4.	300	12	0,040	13	0,5200
5.	220	12	0,055	13	0.7150

C. Pengisian Kapasitor

Pengisian	No	Resistansi(Ω)	kapasitansi	I (A)	Vin	V out
A	1	1000	23,5 μF	12,5	12	13

D. Pengosongan Kapasitor

Pengisian	No	Resistansi(Ω)	kapasitansi	I (A)	Vin	V out
A	1	1000	23,5 μF	12,5	14	0

keterangan:arus terlalu besar sehingga tidak teramati pasti pada multi meter.

3.5. Pembahasan

A. Resistor

Dari data yang diperoleh dari pengukukuran dengan multimeter menunjukkan resistansi dari resistor berada diantara batas toleransi yang ada pada nilai perhitungan kapasitansi dari pita resistor. Dengan kata lain pengukuran dengan multimeter menunjukkan suatu nilai pasti. Resistor dengan toleransi 1% tentunya memiliki nilai hambatan yang lebih presisi dibandingkan resistor yang memiliki toleransi 5% atau 10%.

B. Pengukuran Arus dan Tegangan

Pada pengukuran arus dan tegangan terlihat hubungan antara resistansi, kuat arus dan tegangan. Pada pemilihan tegangan ε = 12 V tercatat tegangan output berada pada kisaran 12 – 13 Volt. Makin besar hambatan resistor yang digunakan, makin besar pula kuat arusnya, ini sesuai dengan persamaan:

C. Pengisian Kapasitor

Pengisian dan pengosongan kapasitor diamati nilai tegangan pada keadaan terhubung dan terpisahnya rangkaian kapasitor dari power supply. Pada saat proses pengisian, arus listrik memasuki kapasitor, dari sini terlihat bahwa setelah terpisah dari power supply kapasitor masih memiliki tegangan listrik, ini menunjukkan bahwa kapasitor yang terisi muatan maka muatannya akan menurun secara perlahan

D. Pengosongan Kapasitor

Pada saat proses pengosongan pada saat terhubung dengan power supply maka kapasitor menunjukkan suatu nilai tegangan setelah dipisah tegangannya habis. pada pengamatan ini arus listriknya terlalu tinggi sehingga tidak terukur karena terlalu besar.

BAB 5

PENUTUP

1.1. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan tentang komponen dan alat ukur listrik dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Nilai hambatan resistor dapat dilihat dari warna pita/cincinnya, namun nilai ini tidak presisi karena berada di sekitar toleransi tertentu. Penghitungan nilai resistor yang presisi menggunakan multimeter yang juga dapat mengukur arus dan tegangan.

2. Power supply menjaga kestabilan tegangan pada suatu nilai meskipun arus dan resistansi berubah-ubah. Kapasitor digunakan dengan mengisi atau mengosongkan muatan dalan kapasitor, Resisstor bisa digunakan manual untuk menghambat arus listrik.

3. Pada penghitungan arus dan tegangan yang melewati resistor berlaku hubungan

4. Tegangan kapasitor bermuatan menurun secara perlahan setelah terpisah dengan power supply seadangkan kapasitor kosong tegangannya sudah nol saat dilepaskan dari power supply.

1.2. Saran

Dari kegiatan praktikum yang telah dilakukan, saya memiliki beberapa saran, antara lain:

1. Perlengkapan praktikum diperbaharui karena kualitas dan kuantitas sarana dan prasarana penunjang kurang memadai sehingga agak menyulitkan jalannya praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, Jayadin, ELDAS, 2007, e-book

Arifin, Drs, M.T., Buku Penuntun Elektronika Fisis Dasar 1, Jurusan Fisika Universitas Hasanuddin, Makassar, 2010

Fajar, Belajar Elektronika tanpa Guru. Jakarta : Del Fajar, 2008

http://www.adisabrina.blogspot.com

http://www.wikipwedia.co.id/