PRAKTIKAN NAMA
: ……..……..……..……..…… ……..……..……..……..……..……..……..…….. ..……..……..……..
NIM
: ……..……..……..……..…… ……..……..……..……..……..……..……..…….. ..……..……..……..
KELOMPOK
: ……..……..……..……..…… ……..……..……..……..……..……..……..…….. ..……..……..……..
P RO RO GR GR A M S T U D I D I I I I N S T R U M E N T A S I D A N E L E K T R ON ON I K A L A B O R A T O R I U M EL E L E K T R ON ON I K A D A N I N S T R U M E N T A S I J U R U SA SA N F I S I K A F A K U L T A S M I P A U N I V E R S I T A S D I P O N E G OR OR O
MODUL 1 HUKUM FARADAY DAN GGL INDUKSI I. Tu Tujjuan uan Per Perco coba baan an
Mahasiswa mampu memahami dan mencoba menerapkan hukum faraday
Mahasiswa mampu memahami tentang tentang ggl induksi dari medan medan magnet.
II. II. Dasa Dasarr Te Teor orii
Di dalam kumparan timbul suatu beda potensial atau gaya gerak listrik (GGL). Timbulnya Timbulnya GGL dengan cara ini disebut induksi elektromagnetik. elektromagnetik. Sebatang Sebatang magnet memiliki medan magnet di sekitarnya. sekitarnya. Medan magnet divisualkan divisualkan dalam bentuk bentuk garis-garis garis-garis medan. Sebuah batang magnet mempunyai bentuk garis-garis medan magnet seperti ditunjukkan oleh gambar 1 di bawah. Sekumpulan garis-garis medan disebut fluks magnet.
Gambar 1. Garis medan magnet GGL yang diinduksi oleh fluks magnet yang berubah dapat dianggap terdistribusi di seluruh rangkaiannya. Perhatikan suatu simpul kawat tunggal dalam suatu medan magnet seperti gambar 2 di bawah ini.
Gambar 2. GGL didistribusikan melewati simpul dan ekivalen dengan E yang sejajar dengan kawat Integral tertutup medan listrik E disekeliling rangkaian tertutup sama dengan kerja yang dilakukan per satuan muatan muatan :
tanda negatif negatif hukum hukum Faraday Faraday pada pada rumus di atas berhubun berhubungan gan dengan dengan arah arah GGL induksinya. induksinya. Arah GGL induksi dan arus induksi dapat diperoleh dari hukum Lenz. Lenz.
Hukum induksi Faraday menyatakan bahwa tegangan gerak elektrik imbas
di
dalam sebuah rangkaian adalah sama (kecuali tanda negatifnya) dengan kecepatan perubahan fluks yang melalui rangkaian tersebut. Jika kecepatan perubahan fluks dinyatakan di dalam weber/sekon, maka tegangan gerak elektrik akan dinyatakan di dalam volt. Bentuk hubungan antara gejala kelistrikan dan kemagnetan ada 2 yaitu: -
arus listrik menimbulkan medan magnet
-
medan magnet memberikan gaya pada arus listrik
III. Bahan percobaan: 1. Magnet Batang 2. Kawat email diameter 0.5 mm dan diameter 1 mm 3. Amperemeter Voltmeter IV. Percobaan I 1. Tentukan diameter kawat email 2. Tentujan panjang kawat email yang akan digunakan dan kupas ujung-ujungnya 3. Lilitkan kawat email pada suatu bidang silinder berlubang dengan diameter tertentu. 4. Hubungkan ujung-ujung kawat dengan Ampermeter dan Voltmeter dengan skala kecil. 5. Gunakan magnet batang dan lakukan gerakan keluar masuk lilitan silinder, lakukan dari mulai pelan hingga cepat. 6. Catat hasilnya pada skala maksimum yang didapat pada alat ukur dan ulangi percobaan dengan ukuran diameter lilitan yang berbeda dan jumlah lilitan yang berbeda. 7. Lengkapi data pecobaan ke dalam lembar kerja mahasiswa dan analisalah hasil percobaan untuk laporan kerja percobaan.
V. Percobaan II 1. Tentukan diameter kawat email 2. Tentujan panjang kawat email yang akan digunakan dan kupas ujung-ujungnya 3. Lilitkan kawat email pada suatu bidang silinder logam dengan diameter tertentu. 4. Hubungkan ujung-ujung kawat dengan Ampermeter dan Voltmeter dengan skala kecil. 5. Hubungkan kedua ujung kawat pula dengan sumber tegangan DC 6. Gunakan paku kecil untuk mengetahui medan magnet yang timbul. 7. Ubahlah nilai tegangan sumber dan amati perbedaan apa yang terjadi pada paku logam. 8. Catat hasilnya dan ulangi percobaan dengan ukuran diameter lilitan yang berbeda dan jumlah lilitan yang berbeda. 9. Lengkapi data pecobaan ke dalam lembar kerja mahasiswa dan analisalah hasil percobaan untuk laporan kerja percobaan.
LEMBAR KERJA MAHASISWA Hari dan tanggal : ………………, ………, ……………, ………… Jam
: …………………………
PERCOBAN 1 No.
Diameter kawat email
Panjang kawat email
Jumlah lilitan
Diameter silinder
V
I
Gerakan magnet
PERCOBAN 2 No.
Diameter kawat email
Panjang kawat email
Jumlah lilitan
Diameter silinder
Nilai Praktek Nilai
Paraf
V
I
Keterangan
Nilai Laporan Sementara Nilai
Paraf
MODUL 2 BEL LISTRIK DAN RELAY I. Tujuan Percobaan
Mahasiswa mampu memahami dan mencoba membuat bel listrik electromagnet.
Mahasiswa mampu memahami tentang aplikasi electromagnet sebagai relay.
II. Dasar Teori Bel Listrik
Banyak sekali pemanfaatan elektromagnetik dalam kehidupan kita, salah satunya adalah bel listrik. Bel listrik bekerja menggunakan prinsip elektromagnetik yaitu pembuatan magnet sementara dengan cara dialiri arus listrik.
Gambar 1. Skema gambar bel listrik elektromagnet Ketika saklar 7 di sambung, maka arus kistrik mengalir dari sumber 3 menuju solenoida yang berisi inti besi (1), berdasarkan prinsip elektromagnetik maka ketika solenoida yang berisi inti besi dialiri arus listik, inti besi akan berubah menjadi magnet sementara sehingga menarik pemukul (6) menuju magnet, akibatnya aliran listrik terputus karena pemukul tidak lagi bersentuhan dengan penyambung no 6, ketika pemukul tertarik kearah magnet, secara bersamaan pemukul juga memukul piringan (2). Karena aliran arus listrik terputus, maka elektromagnetik akan hilang sifat kemagnetannya, hal ini mengakibatkan pemukul kembali ke posisinya semula, sehingga proses tersebut berulang banyak kali dengan cepat sehingga bel terdengar tidak terputus-putus.
Relay
Relay adalah saklar (switch) elektrik yang bekerja berdasarkan medan magnet. Relay terdiri dari suatu lilitan dan switch mekanik. Switch mekanik akan bergerak jika ada arus listrik yang mengalir melalui lilitan. Susunan kontak pada relay adalah:
Normally Open (NO) yaitu Relay akan menutup bila dialiri arus listrik.
Normally Close (NC) yaitu Relay akan membuka bila dialiri arus listrik.
Changeover : Relay ini memiliki kontak tengah yang akan melepaskan diri dan membuat kontak lainnya berhubungan.
Gambar 2. Skema kondisi relay
Gambar 3. Relay dan komponennya
III. Bahan Percobaan: 1. Bel listrik electromagnet 2. Relay listrik DC 3. Kawat email diameter 0.5 mm 4. Kawat email diameter 1 mm 5. Amperemeter 6. Voltmeter
III.Percobaan 1
1. Siapkan kawat email dan kupas ujung ujungnya hingga isolator terbuka. 2. Lilitkan kawat email pada kumparana medan magnet yang akan digunakan sebagai medan electromagnet 3. Atur kerenggangan katup saklar medan magnet. 4. Hubungkan ujung ujung lilitan dengan amperemeter dan voltmeter 5. Berilah sumber tegangan tegangan variable. 6. Naikkan sumber tegangan dari 0 hingga bunyi bel sangat keras. 7. Catat nilai tegangan dan arusnya tiap kenaikan sumber tegangan. 8. Atur kembali keranggangan katup saklar medan magnet. 9. Berilah sumber tegangan tegangan variable. 10. Naikkan sumber tegangan dari 0 hingga bunyi bel sangat keras. 11. Catat nilai tegangan dan arusnya tiap kenaikan sumber tegangan.
IV. Percobaan 2
1. Siapkan kawat relay dengan berbagai model yang berbeda. 2. Hubungkan ujung ujung lilitan relay dengan amperemeter dan voltmeter 3. Berilah sumber tegangan tegangan variable. 4. Naikkan sumber tegangan dari 0 hingga terjadi perubahan kondisi NC dan NO. 5. Catat nilai tegangan dan arusnya tiap kenaikan sumber tegangan. 6. Ulangi kembali dengan model relay yang berbeda. 7. Naikkan sumber tegangan dari 0 hingga terjadi perubahan kondisi NC dan NO. 8. Catat nilai tegangan dan arusnya tiap kenaikan sumber tegangan.
LEMBAR KERJA MAHASISWA Hari dan tanggal : ………………, ………, ……………, ………… Jam
: …………………………
PERCOBAN 1 No.
V
I
Diameter kawat email
Panjang kawat email
Jumlah lilitan
Bunyi Bel
Keterangan
Kondisi NO
Keterangan
PERCOBAN 2 No.
Spesifikasi Relay
Tegangan yang diberikan
Arus Yang mengalir
Kondisi NC
Nilai Praktek Nilai
Paraf
Nilai Laporan Sementara Nilai
Paraf
MODUL 3 MOTOR LISTRIK I.
II.
Tujuan Percobaan
Mahasiswa dapat mempelajari dan memperagakan prinsip kerja motor DC dan AC.
Mahasiswa mapu menjelaskan bagian-bagian motor
Dasar Teori
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Prinsip kerja motor listrik berdasarkan hukum gaya Lorentz dan kaidah tangan kiri Flemming, yang menyatakan bahwa apabila sebatang konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan di dalam medan magnet, maka konduktor tersebut akan mengalami gaya. Arah dari gaya yang dialami oleh konduktor tersebut ditunjukkan oleh kaidah tangan kiri Flemming. Gaya tersebut dialami oleh setiap batang konduktor pada rotor sehingga menghasilkan putaran dengan torsi yang cukup untuk memutarkan beban yang dikopel dengan motor.
Beberapa hal penting yang perlu diperhatikan pada motor listrik antara lain :
Torsi, yaitu besarnya gaya yang dihasilkan pada konduktor yang dialiri listrik arus dan berada dalam medan magnet yang dinyatakan dengan persamaan : F = B . I . L
Gaya Gerak Listrik (GGL) lawan yaitu gaya gerak listrik yang arahnya melawan arah dari gaya gerak listrik yang timbul akibat rotor yang berputar.
Daya Output Motor yaitu daya output yang diperlukan untuk menghasilkan torsi satu putaran adalah : P = ω . T
Berikut ini akan dijelaskan prinsip kerja motor listrik.
Arus listrik dalam medan m agnet akan memberikan gaya.
Gambar 2. Arus listrik dalam medan magnet
Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran at au loop maka kedua sisi loop yaitu ada sudut kanan medan magnet akan mendapatk an gaya pada arah yang berlawanan.
Gambar 3. Pe bengkokan kawat berarus listrik dan gaya ya g diakibatkan medan magnet.
Pasangan gaya menghasilk n tenaga putar atau torque untuk memutar kump ran.
Gambar 4.Torsi pada motor
Motor-motor memiliki beb erapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih serag am dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang diseb ut kumparan medan.
Motor memiliki bagian-bagian yang merupakan komponen utama dari motor t ersebut, yaitu antara lain : 1.
Stator
Stator merupakan bagian yang diam, berfungsi sebagai :
dudukan kumparan jangkar untuk motor AC dan dudukan kutub-kutub moto r DC,
dudukan kedua tutup (end p late) motor,
dudukan terminal yang tegangan, dan
enghubungkan jaringan kumparan stator ke sumber
dudukan sirip-sirip pendingin motor yang berfungsi sebagai pelepas energi panas yang merupakan efek dari putran motor.
2.
Tutup (End Plate) Motor
Pada setiap motor mempunyai 2 (dua) buah tutup yang masing-masing terdapat pada kedua sisinya. Bagian ini berfungsi sebagai :
dudukan bantalan poros motor,
titik posisi rotor/poros dengan rumah stator, dan
pelindung bagian dalam motor terhadap cuaca. Akurasi dudukan tutup motor terhadap bantalan dan rumah stator sangat menentukan keandalan gerakan poros suatu motor.
3. Bantalan
Bantalan (bearing) pada motor berfungsi sebagai :
mempercepat gerak putar motor,
mengurangi gesekan putran, maka setiap bantalan harus selalu dilengkapi dengan pelumas, dan
penstabil posisi poros terhadap gaya horizontal dan gaya vertical poros motor.
4. Rotor
Rotor pada motor terbuat dari laminasi baja silicon yang mempunyai alur-alur sebagai penempatan kumparan rotor berada tepat di dalam stator yang ditempatkan pada poros. Berdasarkan jenis motor yang ada, dikenal beberapa jenis rotor, yaitu sebagai berikut :
Rotor sangkar, bentuknya sederhana untuk motor induksi,
Rotor lilit, untuk motor induksi,
Rotor motor DC yang dilengkapi dengan lamel-lamel sebagai terminal kumparan jangkar. Kumparan atau batang-batang kawat yang ditempatkan pada alur rotor berfungsi
untuk merubah energi listrik menjadi gerak putar dengan berinteraksi dengan kumparan stator. 5. Sikat (brush)
Sikat (brush) pada motor berfungsi sebagai :
jaringan antara kumparan jangkar dengan kumparan medan untuk motor-motor DC dan universal,
jaringan antara kumparan rotor dengan tahanan pengasut untuk motor induksi rotor lilit, dan
jaringan antara kumparan rotor (medan) dengan sumber tegangan penguat untuk motor sinkron.
6. Bagian Pendingin
Kelengkapan pendingin suatu motor tergantung kepada kapasitasnya, makin besar kapasitasnya, maka system pendinginnya semakin kompleks Secara sederhana, bagian pendingin motor terdiri dari kipas, tutup kipas, dan sirip pendingin. Kipas yang ditempatkan pada poros, berputar sesuai kecepatan poros bersama tutup kipas mengekspansikan udara paksa ke sirip-sirip pendingin yang berada pada badan stator untuk melepaskan energi panas yang timbul pada motor ke udara bebas. Motor listrik berdasarkan jenis sumber tegangannya dibagi menjadi dua yaitu 1.
Motor arus bolak balik (motor AC).
2.
Motor arus searah (motor DC
Gambar 5. Jenis-jenis motor Motor AC
Motor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik memiliki dua buah bagian dasar listrik yaitu stator dan rotor. Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekuensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).
Motor DC
Motor arus searah sebagaimana namanya,menggunakan arus langsung yang tidak langsung atau direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan
yang
luas.
Motor
DC
yang
memiliki
tiga
komponen
utama
yaitu
1. Kutub medan. Interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan. 2. Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo. 3. Kommutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya. Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur tegangan dinamo yaitu meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan arus medan yaitu menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan. III. Alat dan Bahan Percobaan
1 set kit motor listrik dan Kawat email
Amperemeter dan voltmeter
Kumparan motor
Magnet permanen
Percobaan 1
1. Siapkan 1 set kit modul motor listrik 2. Siapkan kawat email dengan diameter 0,1 mm. 3. Kupas ujung ujung kawat email yang terhubung dengan plat terminal. 4. Lilikan kawat email ke dalam masing-masing kumparan motor. 5. Perhatikan saat melilit kumparan untuk arah putaran sama pada semua kumparan. 6. Tempatkan kumparan yang telah dililit di tengah medan magnet yang disediakan. 7. Hubungkan ujung ujung motor dengan amperemeter dan voltmeter. 8. Hubungkan ujung-ujung nya pula dengan sumber tegangan variabel. 9. Naikkan sumber tegangan perlahan-lahan singga motor mulai berputar pelan hingga cepat. 10. Catatlah nilai tegangan dan arus pada voltmeter dan amperemeter dari saat motor mulai berputer, berputar pelan stabil dan sangat cepat. 11. Gantilah dengan jumlah lilitan yang berbeda-beda dan ukur kembali nilai tegangan dan arusnya.
LEMBAR KERJA MAHASISWA Hari dan tanggal : ………………, ………, ……………, ………… Jam
: …………………………
PERCOBAN 1 No.
Diameter kawat email
Panjang kawat email
Jumlah lilitan
Jumlah kumparan
Nilai Praktek Nilai
Paraf
V
I
Reaksi motor
Nilai Laporan Sementara Nilai
Paraf
MODUL 4 T ANSFORMATOR I. Tujuan Percobaan
Mahasiswa dapat membuat transformator sederhana.
Mahasiswa dapat memahami a likasi induksi elektromagnet untuk transformato .
II. Dasar Teori Transformator atau transf rmer atau trafo adalah komponen elektromagn et yang
dapat mengubah taraf suatu teg ngan AC ke taraf yang lain. Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi ele ktromagnetik. Tegangan masukan bolak-bali
yang
membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekund er. Jika efisiensi sempurna, semua daya pa a lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan seku der.
Gambar 1. Transformator sederhana Apabila lilitan kawat emai l dirotasikan dalam medan magnet atau ketika medan magnet yang melalui lilitan diubah, lilitan berlaku seolah-olah ada sumber ggl di dalamnya. Hal ini disebut ggl indu ksi. Induksi ggl sangat penting dalam kelistrikan modern,
yaitu sebagai basis dalam operasi ge nerator listrik, transformer dan motor. Jika 2 buah kawat email dil ilitkan pada inti besi yang sama, keduanya terisol asi satu sama lain, sehingga arus tidak da at mengalir dari satu lilitan ke lilitan yang lain. Salah satu lilitan dihubungkan dengan battery melalui switch, sedangkan lilita
yang
lainnya dihubungkan dengan
berisi
alvanometer, tanpa battery. rangkaian yang
battery sebagai rangkaian prim r atau lilitan primer, sedangkan lainnya,
sebagai
rangkaian sekunder atau lilitan seku nder. Arus teriduksi di dalam suatu lilitan hanya terjadi jika arus pada lilitan yang lainnya, berubah. Sedangkan arus yang mengalir pada rangkaian sekunder tid k akan muncul jika tidak ada perubahan arus teriduksi pada lilitan primer.
=
fluks magnet yang ditimbulkan lilitan primer adalah
=
induksi yang terjadi di lilitan sekunder adalah dihubungkan dengan fluks yang sama, maka ulang persamaan akan didapat
=
=
×
, rumus untuk GGL
. Karena kedua kumparan
=
sedemikian hingga
dimana dengan menyusun
.
=
. . Dengan kata
lain, hubungan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder ditentukan oleh perbandingan jumlah lilitan primer dengan lilitan sekunder. Efisiensi transformator dapat diketahui dengan rumus
=
100 % karena
adanya kerugian pada transformator. Maka efisiensi transformator tidak dapat mencapai 100%.
Untuk
transformator
daya
frekuensi
rendah,
efisiensi
bisa
mencapai
98%.Perhitungan diatas hanya berlaku apabila kopling primer-sekunder sempurna dan tidak ada kerugian, tetapi dalam praktek terjadi beberapa kerugian yaitu: 2
1. kerugian tembaga. Kerugian I R dalam lilitan tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik yang mengalirinya. 2. Kerugian kopling. Kerugian yang terjadi karena kopling primer-sekunder tidak sempurna, sehingga tidak semua fluks magnet yang diinduksikan primer memotong lilitan sekunder. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan secara berlapis-lapis antara primer dan sekunder. 3. Kerugian kapasitas liar. Kerugian yang disebabkan oleh kapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan transformator. Kerugian ini sangat memengaruhi efisiensi transformator untuk frekuensi tinggi. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan primer dan sekunder secara semi-acak (bank winding) 4. Kerugian histeresis. Kerugian yang terjadi ketika arus primer AC berbalik arah. Disebabkan karena inti transformator tidak dapat mengubah arah fluks magnetnya dengan seketika. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggunakan material inti reluktansi rendah. 5. Kerugian efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yang dialiri arus bolak-balik, arus cenderung untuk mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian kapasitas dan juga menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini dapat dikurang dengan menggunakan kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat kecil yang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio digunakan kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga sebagai ganti kawat biasa.
6. Kerugian arus eddy (arus olak). Kerugian yang disebabkan oleh GGL masukan yang menimbulkan arus dalam inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang membangkitkan GGL. Karena adanya fluks magnet yang berubah-ubah, terjadi olakan fluks magnet pada material inti. Kerugian ini berkurang kalau digunakan inti berlapis-lapisan. Secara umum ada beberapa jenis transformator yaitu:
Step-Up
Step-Down
Autotransformator
Autotransformator variabel
Transformator isolasi
Transformator pulsa
Transformator tiga fasa
III. Bahan Percobaan: 1. Transformator 2 buah 2. Inti besi transformator 3. Kawat email diameter 0.5 mm 4. Kawat email diameter 1 mm 5. Amperemeter 6. Voltmeter
IV. Percobaan I (Membuat transformator dengan inti besi)
1. Tentukan diameter 2 buah kawat email 2. Tentukan panjang 2 buah kawat email yang akan digunakan dan kupas ujung-ujungnya 3. Lilitkan kawat email pada suatu bidang inti besi transformator sebanyak P lilitan dan silitan kedua sebanyak S lilitan. 4. Hubungkan ujung-ujung kawat dengan lilitan S dengan Ampermeter AC dan Voltmeter AC dengan skala kecil. 5. Hubungkan ujung-ujung kawat dengan lilitan P dengan Ampermeter AC dan Voltmeter AC dengan skala kecil. 6. Gunakan Sumber tegangan AC dan hubungkan kedua ujung lilitan email P. 7. Nyalakan sumber tegangan dan amati hasil yang terjadi pada voltmeter dan ampermeter pada kedua lilitan.
8. Catat hasilnya dan ulangi percobaan dengan jumlah lilitan yang berbeda. 9. Gantilah sumber tegangan DC dan lakukan kembali langkah 4 hingga 7 10. Lengkapi data pecobaan ke dalam lembar kerja mahasiswa dan analisalah hasil percobaan untuk laporan kerja percobaan. V. Percobaan II (Membuat transformator tanpa inti besi)
1. Tentukan diameter 2 buah kawat email 2. Tentukan panjang 2 buah kawat email yang akan digunakan dan kupas ujung-ujungnya 3. Lilitkan kawat email pada suatu bidang tanpa inti besi transformator sebanyak P lilitan dan silitan kedua sebanyak S lilitan. 4. Hubungkan ujung-ujung kawat dengan lilitan S dengan Ampermeter AC dan Voltmeter AC dengan skala kecil. 5. Hubungkan ujung-ujung kawat dengan lilitan P dengan Ampermeter AC dan Voltmeter AC dengan skala kecil. 6. Gunakan Sumber tegangan AC dan hubungkan kedua ujung lilitan email P. 7. Nyalakan sumber tegangan dan amati hasil yang terjadi pada voltmeter dan ampermeter pada kedua lilitan. 8. Catat hasilnya dan ulangi percobaan dengan jumlah lilitan yang berbeda. 9. Gantilah sumber tegangan DC dan lakukan kembali langkah 4 hingga 7 10. Lengkapi data pecobaan ke dalam lembar kerja mahasiswa dan analisalah hasil percobaan untuk laporan kerja percobaan. VI. Percobaan III
1. Sediakan 1 buah transformator. 2. Hubungkan lilitan primer dengan amperemeter dan voltmeter serta lilitan sekunder dengan amperemeter dan voltmeter lain. 3. Berilah sumber tegangan AC lilitan primer. 4. Catatlah perubahan nilai pada semua amperemeter dan voltmeter. 5. Ulangi percobaan dengan nilai sumber tegangan yang berbeda-beda, kemudian catat hasilnya. 6. Lakukan percobaan yang sama dengan sumbertegangan AC dengan frekuensi yang berbeda-beda, catat hasilnya.
LEMBAR KERJA MAHASISWA Hari dan tanggal : ………………, ………, ……………, ………… Jam
: …………………………
PERCOBAN 1 (MENGGUNAKAN INTI BESI) No.
Diameter kawat email Primer
Sekunder
Panjang kawat email Primer
Sekunder
Jumlah lilitan Primer
Sekunder
Tegangan (V) Primer
Sekunder
Arus (I) Primer
Efisiensi
Sekunder
……(AC) ……(DC) ……(AC) ……(DC) ……(AC) ……(DC)
PERCOBAN 2 (TANPA INTI BESI) No.
Diameter kawat email Primer
Sekunder
Panjang kawat email Primer
Sekunder
Jumlah lilitan Primer
Sekunder
Tegangan (V) Primer
Sekunder
Arus (I) Primer
Efisiensi
Sekunder
……(AC) ……(DC) ……(AC) ……(DC)
PERCOBAAN 3 (TRANSFORMATOR STEP UP / DOWN) No.
Tegangan (V) Primer
Sekunder
Arus (I) Primer
Sekunder
(%)
No.
Tegangan (V) Primer
……(AC)
……..(AC)
……(AC)
……..(AC)
……(AC)
……..(AC)
……(AC)
……..(AC)
……(AC)
……..(AC)
f (Hz)
Arus (I)
Sekunder
Nilai Praktek Nilai
Paraf
Primer
(%)
Sekunder
Nilai Laporan Sementara Nilai
Paraf
MODUL 5 RANGKAIAN RLC I. Tujuan Percobaan
Mempelajari aliran arus listrik dalam ranglkaian Resistor Induktor dan kapasitor
Mempelajari pengaruh frekuensi terhadap resistor, induktor dan kapasitor
serta
perubahan fasa tegangan . II. Dasar Teori
Jika sebuah lilitan dengan induktansi L, sebuah kapasitor dengan kapasitan C dan sebuah hambatan ohmik dihubungkan seri dengan sumber tegangan AC V = Vo Cos wt seperti terlihat pada gambar dibawah ini,
Gambar 1. Rangkaian percobaan maka besar tegangan pada rangkaian adalah
=
+
+
dengan I adalah arus dan Q muatan pada kapasitor. Jika persamaan (1) dditurunkan dengan I = dQ/dt maka akan diperoleh:
Besarnya impedansi total pada rangkaian dapat dituliskan sebagai berikut: Ztot = R + j (XL – XC) atau
Reaktansi induktif wL merupakan impedansi dari inductor ( biasanya juga dituliskan XL) dengan satuan Ohm, sedangkan reaktansi kapasitif 1/WC
merupakan impedansi dari
kapasitor, (biasanya mempunyai simbol XC) dan mempunyai satuan Ohm juga. Saat terjadi resonansi maka akan diperoleh besarnya arus yang mengalir pada rangkaian akan mencapai nilai maksimum. Bagaimana hal ini bias terjadi jelaskan kepada asisten
III.Alat dan Bahan Percobaan:
1 Osiloskop
1 Generator frekuensi
1 Amperemeter AC
1 Breadboard
1 Resistor, Kapasitor, Induktor
1 Set kabel penghubung
Peringatan!
Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul rangkaian Arus serah dan arus bolak balik serta tugas pendahuluan yang diberikan asisten
Jangan munghubungkan langsung ke sumber tegangan sebelum mendapat persetujuan dari asisten.
IV. Percobaan
1. Siapkan resistor, kapasitor dan induktor yang akan digunakan. 2. Gunakan multimeter, ukur nilai resistansi dari resistor yang digunakan dalam rangkaian yang diujikan. 3. Gunakan R-L-C meter atau multimeter dan ukur nilai induktansi dari inductor dan kapasitansi dari rangkaian yang digunakan. 4. Buatlah rangkaian R-L-C seri seperti gambar 1! 5. Hubungkan rangkaian di atas dengan sumber tegangan DC 5 Volt dan amatilah besarnya tegangan pada R L dan C dan berilah analisis dari hasil yang didapatkan 6. Amatilah dan beri analisis megapa nilai yang terukur tidak mengikuti pola? V = VR + VL + Vc 7. Selanjutnya ubah sumber tegangan dengan sumber AC pada tegangan 5 Volt dan lanjutkan pada langkah 5 8. Mengapa hasil yang terukur berbeda dengan nilai pada langkah sebelumnya 9. Setelah praktikan dapat membedakan dan memahami apa yang terjadi saat rangkaian RLC dikenakan pada sumber AC dan DC dapat dilanjutkan pada percobaan selanjutnya 10. Gantilah sumber tegangan AC dengan menggunakan generator Isyarat mengeluarkan sumber AC dengan berbaga frekuensi
yang dapat
11. Atur Function Generator pada sekitar 6500 Hz. Atur amplitudo sinyal sampai tegangan sumber, Vs sama dengan 5 Volt. Pertahankan tegangan ini selama melakukan percobaan. 12. Gunakan multimeter untuk mengukur arus total pada rangkaian. Ubah (naikkan atau turunkan) frekwensi pada Function Generator sampai pembacaan arus total rangkaian bernilai maksimal 13. Apa yang terjadi pada Frekwensi pada saat arus total rangkaian bernilai maksimal. Dan analisislah hasil percobaan! 14. Selanjutnya ubahlah hambatan pada rangkaian sehingga diperoleh berbagai frekuensi resonani. 15. Ukur tegangan yang melewati resistor, V R ,tegangan yang melewati induktor, V L, tegangan yang melewati kapasitor, V C. Catat hasil pengukuran anda pada data pengamatan. 16. Ukur arus yang melalui rangkaian, I. Catat hasilnya pada data pengamatan. 17. Atur frekwensi sesuai pada lembar data pengamatan dengan acuan frekwensi resonansi. Pertahankan tegangan Vs sama dengan 5 Volt. 18. Ulangi langkah 6 dan 7 diatas dengan nilai R yang berbeda 19. Gambar kurva arus total IT terhadap frekwensi dari hasil data pengamatan. V. Analisa hasil:
Hitunglah nilai reaktansi induktif XL , reaktansi kapasitif XC, nilai hambatan R, dan nilai impedansi Z untuk setiap perubahan frekuensi
Buat grafik R, XL, XC dan Z terhadap frekuensi
Dari grafik XL terhadap frekuensi, hitung induktansi dari induktor. Buat grafik XC vs … menjadi linear dan hitung harga C. Bandingkan dengan harga C yang tercantum
pada kapasitor
Buatlah analisa dan beri kesimpulan dari percobaan rangkaian arus searah dan rangkaian arus bolak balik dalam R L dan C
LEMBAR KERJA MAHASISWA Hari dan tanggal : ………………, ………, ……………, ………… Jam
: …………………………
PERCOBAAN 1
Nilai Praktek Nilai
Paraf
Nilai Laporan Sementara Nilai
Keterangan:
UNTUK MODUL 5 DIHARAPKAN MAHASISWA DAPAT MEMBUAT LEMBAR KERJA SENDIRI SEPERTI MODUL-MODUL SEBELUMNYA.
Paraf
TATA TERTIB PRAKTIKUM
1. Setiap mahasiswa yang praktikum diharapkan datang tepat waktu sebelum kegiatan praktikum dimulai. 2. Keterlambatan ditoleransi maksimal 10 menit. 3. Mahasiswa yang terlambat lebih dari 10 menit tidak diperkenankan mengikuti kegiatan praktikum pada hari itu. 4. Mahasiswa yang mengikuti praktikum wajib membawa modul yang telah di Print dan dijilid rapi lapis mika, serta tidak diperkenankan membuka buku lain selain modul
saat kegiatan praktikum berlangsung. 5. Sebelum praktikum dimulai mahasiswa wajib mengikuti pretest terlebih dahulu. 6. Mahasiswa diperkenankan mengikuti praktikum apabila nilai pretest telah memenuhi syarat dan berhak mengikuti serangkaian kegiatan praktikum. 7. Mahasiswa yang nilai pretest tidak memenuhi syarat maka tidak diperkenankan mengikuti praktikum pada hari itu. 8. Mahasiswa yang berhalangan hadir karena sakit atau izin harap memberikan surat keterangan sakit (dokter) atau surat izin secara tertulis (bukan tanda tangan pribadi)
dengan alasan yang kuat. 9. Mahasiswa masih diberikan 1 kali kesempatan praktikum di akhir keseluruhan kegiatan praktikum bagi mahasiswa yang nilai pretest tidak memenuhi syarat dan terlambat mengikuti praktikum lebih dari batas waktu yang ditentukan. 10. Mahasiswa yang mengikuti praktikum wajib berpakaian rapid an sopan. ( baju berkerah dan sepatu, bukan sepatu sandal)
FORMAT PENULISAN LAPORAN RESMI
1. Ditulis tangan pada kertas folio (tidak boleh bolak balik) 2. Cover halaman depan dapat di print di halaman depan modul tanpa foto. 3. Pada dasar teori disertakan sitasi buku teori (minimal 1) dan alamat jika dari internet (minimal 1). 4. Sistematika penulisan laporan sebagai berikut: I.
Tujuan Percobaan
II.
Dasar Teori
III.
Metode Percobaan Meliputi:
- Alat - Bahan - Diagram Percobaan
IV.
Data Hasil Percobaan
V.
Pembahasan
VI.
Kesimpulan dan Saran
VII.
Daftar Pustaka
VIII.
Halaman Pengesahan
IX.
Lampiran (Bila perlu)
********* Selamat Bekerja *********
L A B O R A T O R I U M EL E K T R ON I K A D A N I N S T R U M E N T A S I J U R U SA N F I S I K A F A K U L T A S M I P A
