LEMBAR PENGESAHAN Laporan lengkap praktikum Elektronika Dasar dengan judul percobaan !esala"an pada Pengukuran #egangan$ #egangan$ disusun ole"% ole"%
Nama
% Ani Ani Nurba&a
N'M
% ()*))++(+(, ()*))++(+(,
Golongan
%D
!elompok
% '' -Dua.
#ela" #ela" diperiksa dengan teliti telit i dan din&atakan diterima ole" Asisten pembimbing Elektronika Dasar dengan nilai%
Makassar/
0anuari ()+1
Asisten Praktikum Elektronika Dasar
Praktikan
Agung Ma"endra N'M% ()1)1++)))2 ()1)1++)))2
Ani Nurba&a N'M% ()*))++(+(, ()*))++(+(,
Mengeta"ui !oordinator !elas Praktikum Elektronika Dasar
Agung Ma"endra N'M% ()1)1++)))2 ()1)1++)))2
KESALAHAN PADA PENGUKURAN TEGANGAN
Ani Nurbaya, Busrah Amanda, Nurhidayati Mursid, Yeni Mutiaraningsih Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas Tarbiyah UIN Alauddin akassar
Abstrak Telah dilakukan praktikum elektronika dengan judul “kesalahan pada pengukuran tegangan”. Praktikum ini dilaksanakan di aboratorium !lektronika "urusan Pendidikan #isika. Praktikum ini bertujuan untuk dapat menjelaskan terjadinya kesalahan pada pengukuran tegangan, dapat menjelaskan pengaruh pembebanan pada tegangan dan dapat menghitung kesalahan dari pengukuran tegangan. $ariabel yang diukur dalam praktikum ini adalah tegangan total kedua resistor dan tegangan pada masing%masing resistor. &asil pengamatan menunjukkan bah'a untuk mengukur tegangan dengan hambatan yang sama, maka tegangan sumber sama dengan besarnya tegangan pada hambatan luar dibagi dua. "ika hambatan luar yang diukur lebih besar dari hambatan dalam maka besarnya tegangan pada hambatan luar tersebut tidak sama dengan ( tegangan sumber, sehingga terjadi !)ek Pembebanan dimana arus akan mengalir ke hambatan yang lebih ke*il yaitu ke hambatan dalam +oltmeter maka arus yang terukur bukan arus pada hambatan luar melainkan arus pada hambatan dalam +oltmeter sehingga terjadi kesalahan pengukuran pada tegangan. Terjadinya !)ek Pembebanan dapat berakibat pada terjadinya kesalahan pengukuran pada tegangan, yaitu tegangan yang tadinya pada hambatan sama dengan ( tegangan sumber akan tetapi karena terjadinya !)ek Pembebanan maka terjadi besarnya tegangan pada tidak sama dengan ( tegangan sumber. -esimpulan yang diperoleh dari hasil praktikum ini adalah semakin besar nilai resistansi pada resistor yang digunakan, maka semakin besar pula persentase kesalahan yang diperoleh pada pengukuran tegangan. Kata kun!i% Pembebanan tegangan 3 Hambatan dala m 3 Hambatan Luar 3 Sumber #egangan
TUJUAN
+4 Dapat menjelaskan terjadin&a kesala"an ukur pada pengukuran tegangan4 (4 Dapat menjelaskan pengaru" pembebanan pada tegangan4 54 Dapat meng"itung kesala"an dari pengukuran tegangan4
ET"DE EKSPERIEN Te#ri Sin$kat
#egangan listrik adala" ga&a listrik &ang menggerakkan arus untuk mengalir disepanjang sebua" rangkaian listrik4 Besaran satuan untuk tegangan listrik adala" 6olt dengan simbol 74 !eban&akan sel listrik meng"asilkan tegangan sebesar kurang lebi" +/2 7 dengan tegangan sumber (() 7 &ang merupakan tegangan dari PLN4 Di sebela" stasiun pembangkit listrik/ tegangan &ang dibangkitkann&a lebi" besar dan diukur dalam satuan kilo6olt dengan simbol !7/ dimana + !7 setara dengan +))) 74 #egangan8tegangan &ang lebi" renda" diukur dalam satuan mili6olt dengan simbol m7 &ang setara dengan seperseribu dari satu 6olt4 Ba"kan tegangan &ang lebi" renda" lagi diekspresikan dalam satuan mikro6olt dengan simbol 97 &ang setara dengan seperseribu dari mili6olt dan sepersejuta dari satu 6olt -Abdul Haris Bakri4 ()),% 1*.4
Pada pengukuran tegangan rangkaian seri resistor/ dimana "arga resistor jau" lebi" besar dari R d alat ukur -terbebani./ maka akan terjadi kesala"an ukur4 Hal ini disebabkan karena adan&a "ambatan dalam -R d. alat ukur &ang mempengaru"i rangkaian &ang diukur -Mal6ino4 ())5% *:.4 Besarn&a "ambatan adala"% R Sala h Ukur = × 100 R + R d
atau
Rtotal=
Rd × R R d + R
Dengan% R
; Harga resistor
R d
; #a"anan dalam alat ukur 6oltmeter
-Sears dan
/
-"ambatan dalam sumber diabaikan.
R + R d
Beda potensial pada 6oltmeter adala"% d =¿ 7;
E R R + Rd d I R ¿
se"ingga diperole"% E × R d − Rd R= V -7aler&4 ()+)% ,=.4 Dalam rangkaian seri terbebani/ ketika arus output naik/ sumber8sumber sebenarn&a bukan sumber 6oltage ideal4 0ika output dari 6oltage ini di"ubungkan dengan sumber resistor &ang memiliki resistansi R/ maka arus &ang mengalir ditentukan dengan menggunakan "ukum o"m/ &aitu% V I = R Dimana kuat arus &ang melalui konduktor sebanding dengan beda potensial pada kedua ujung konduktor asal su"u konduktor tidak beruba"/ artin&a semkin besar beda potensial &ang di"asilkan ole" sumber tegangan/ maka semakin besar pula arus &ang di"asilkan -Denis4 ())+% +52.4
Alat dan K#%&#nen
+4 Alat a4 Po>er supla&
+ bua"
b4 Multimeter digital -?"mmeter.
+ bua"
c4 Basicmeter -7oltmeter.
+ bua"
(4 !omponen a4 Resistor () @
( bua"
b4 Resistor (() @
( bua"
c4 Resistor + !@
( bua"
d4 Resistor 1: !@
( bua"
e4 Resistor +)) !@
( bua"
4
( bua"
Resistor 5=) !@
g4 !abel peng"ubung
1 bua"
Identi'ikasi (ariabel
7ariabel kontrol
% "ambatan dalam/ batas ukur 6oltmeter
7ariabel manipulasi
% nilai resistansi ta"anan luar/ sumber tegangan
7ariabel respon
% tegangan total resistor dan tegangan masing8masing resistor
De'inisi "&erasi#nal (ariabel
+4 Hambatan dalam merupakan "ambatan alat ukur 7oltmeter &ang diukur dengan menggunakan Multimeter digital &aitu ?"mmeter4 Batas ukur 6oltmeter merupakan batas maksimum &ang dapat terukur pada alat ukur 6oltmeter4 (4 Nilai resistansi ta"anan luar dapat dimanipulasi dengan mengganti resistor &ang digunakan dalam percobaan setela" mengukur tegangan sumber dan tegangan dari masing8masing resistor tersebut4 Sumber tegangan pada po>er supla& merupakan 6ariabel konstan &ang suda" ditetapkan sebelum melakukan pengukuran4 54 #egangan sumber resistor dan tegangan masing8masing resistor merupakan 6ariabel &ang diukur dalam percobaan ini dengan menggunakan alat ukur 6oltmeter untuk memperole" gambaran mengenai tingkat kesala"an pada pengukuran tegangan4
Pr#sedurKer)a
+4 Men&iapkan alat dan ba"an &ang digunakan4 (4 Menentukan nilai R d dari alat ukur 6oltmeter4 54 Membuat rangkaian seperti pada gambar di ba>a" ini%
+ 12 Volt DC Rd
-
14 Memastikan nilai R + dan R ( tepat sama4 24 Meng"ubungkan po>er suppl& dengan rangkaian4 *4 Mengukur dan mencatat tegangan sumber pada R + dan R ( dengan menggunakan alat ukur 6oltmeter manual4 :4 Mengukur dan mencatat tegangan masing8masing resistor &aitu pada R + dan R ( dengan alat ukur 6oltmeter manual4 ,4 Menentukan tegangan total dengan menjumla"kan "asil dari 7+ dan 7(4 =4 Mengulangi percobaan dengan nilai R &ang berbeda4 +)4 Mengulangi percobaan dengan nilai tegangan &ang berbeda4 ++4 Meng"itung masing8masing $ kesala"an melalui nilai R d dari alat ukur4 +(4 Membuat analisis data dan kesimpulan percobaan4
HASIL EKSPERIEN DAN ANALISIS DATA Hasil Pen$a%atan
!egiatan + % Cntuk #egangan 5 7olt pada Po>er Supla& NS# 7oltmeter
% )/( 7olt
NS# ?"mmeter
% )/+ !@
Hambatan Dalam 7oltmeter % +55/*) !@
No 4 + ( 5 1 2 *
7s -6olt. (/1) 5/)) 5/)) 5/)) 5/)) 5/))
R -@.
7 -6olt.
R +
R (
7R+
7R(
7#
() (() +))) 1:))) +))))) 5=))))
() (() +))) 1:))) +))))) 5=))))
+/() +/1) +/1) (/() +/)) )/,)
+/() +/*) +/*) +/() +/)) )/,)
(/1) 5/)) 5/)) 5/1) (/)) +/*)
!egiatan ( % Cntuk #egangan * 7olt pada Po>er Supla& NS# 7oltmeter
% )/( 7olt
NS# ?"mmeter
% )/+ !@
Hambatan Dalam 7oltmeter % +55/*) !@
No 4 + ( 5 1 2 *
7s -6olt. 1/,) 2/*) 2/*) 2/,) */)) 2/,)
R -@.
7 -6olt.
R +
R (
7R+
7R(
7#
() (() +))) 1:))) +))))) 5=))))
() (() +))) 1:))) +))))) 5=))))
(/1) (/,) (/,) 1/() (/() +/))
(/1) (/,) (/,) (/1) (/() +/*)
1/,) 2/*) 2/*) */*) 1/1) (/*)
Analisis Data
+4 Menentukan Besarn&a 0umla" #egangan Cntuk #egangan 5 7olt pada Po>er Supla& Rumus Cmum % 7p ; 7 + 7( a4 R + dan R ( ; () @ Cntuk 7s ; (/1) 7 7p ; 7+ 7( ; +/() +/() ; (/1) 7 b4 R + dan R ( ; (() @ Cntuk 7s ; 5/)) 7 7p ; 7+ 7( ; +/1) +/*) ; 5/)) 7
c4 R + dan R ( ; + !@ Cntuk 7s ; 5/)) 7 7p ; 7+ 7( ; +/1) +/*) ; 5/)) 7 d4 R + dan R ( ; 1: !@ Cntuk 7s ; 5/)) 7 7p ; 7+ 7( ; (/() +/() ; 5/1) 7 e4 R + dan R ( ; +)) !@ Cntuk 7s ; 5/)) 7 7p ; 7+ 7( ; +/)) +/)) ; (/)) 7
4
R + dan R ( ; 5=) !@ Cntuk 7s ; 5/)) 7 7p ; 7+ 7( ; )/,) )/,) ; +/*) 7
Cntuk #egangan * 7olt pada Po>er Supla& a4 R + dan R ( ; () @ Cntuk 7s ; 1/,) 7 7p ; 7+ 7( ; (/1) (/1) ; 1/,) 7 b4 R + dan R ( ; (() @ Cntuk 7s ; 2/*) 7 7p ; 7+ 7( ; (/,) (/,) ; 2/*) 7 c4 R + dan R ( ; + !@ Cntuk 7s ; 2/*) 7 7p ; 7+ 7( ; (/,) (/,) ; 2/*) 7 d4 R + dan R ( ; 1: !@ Cntuk 7s ; 2/,) 7 7p ; 7+ 7( ; 1/() (/1) ; */*) 7 e4 R + dan R ( ; +)) !@ Cntuk 7s ; */)) 7 7p ; 7+ 7(
; (/() (/() ; 1/1) 7
4
R + dan R ( ; 5=) !@ Cntuk 7s ; 2/,) 7 7p ; 7+ 7( ; +/)) +/*) ; (/*) 7
(4 Menentukan kesala"an pengukuran tegangan RC % !esala"an ;
Vs −∑ Vp F +)) ΣVp
Cntuk #egangan 5 7olt pada Po>er Supla& a4 R ; () @ Cntuk 7s ; (/1) 6olt • ∑ V p ; (/1) 6olt
Vs − Σ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 2,40 – 2,40
;
2,40
F +))
;) b4 R ; (() @ Cntuk 7s ; 5/)) 6olt • ∑ V p ; 5/)) 6olt Vs −∑ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 3,00 – 3,00
;
3,00
F +))
;) c4 R ; + k@ Cntuk 7s ; 5/)) 6olt • ∑ V p ; 5/)) 6olt Vs −∑ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 3,00 −3,00
;
3,00
F +))
;)
d4 R ; 1: k@ Cntuk 7s ; 5/)) 6olt • ∑ V p ; 5/1) 7olt Vs −∑ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 3,00 – 3,40
;
3,40
F +))
; ++/:* e4 R ; +)) k@ Cntuk 7s ; 5/)) 6olt • ∑ V p ; (/)) 7olt Vs −∑ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 3,00 – 2,00
;
2,00
F +))
; 2) 4
R ; 5=) k@ Cntuk 7s ; 5/)) • ∑ V p ; +/*) 7olt Vs −∑ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 3,00 – 1,60
;
1,60
F +))
; ,:/2)
Cntuk #egangan * 7olt pada Po>er Supla& a4 R ; () @ Cntuk 7s ; 1/,) 6olt • ∑ V p ; 1/,) 6olt Vs − Σ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 4,80 – 4,80
; ;)
4,80
F +))
b4 R ; (() @ Cntuk 7s ; 2/*) 6olt • ∑ V p ; 2/*) 6olt Vs–ΣVp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 5,60 – 5,60
;
5,60
F +))
;) c4 R ; + k@ Cntuk 7s ; 2/*) 6olt • ∑ V p ; 2/*) 6olt Vs −∑ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 5,60 −5,60
;
5,60
F +))
;) d4 R ; 1: k@ Cntuk 7s ; 2/,) 6olt • ∑ V p ; */*) 7olt Vs −∑ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 5,80 – 6,60
;
6,60
F +))
; +(/+( e4 R ; +)) k@ Cntuk 7s ; */)) 6olt • ∑ V p ; 1/1) 6olt Vs −∑ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 6,00 – 4,40
;
4,40
; 5*/5*
4
R ; 5=) k@
F +))
•
Cntuk 7s ; 2/,) 6olt ∑ V p ; (/*) 6olt Vs −∑ Vp !esala"an ; F +)) ∑ Vp 5,80 – 2,60
;
2,60
F +))
; +(5/): PE*AHASAN
Berdasarkan pada percobaan ini/ maka diperole" "asil sebagai berikut% Pada percobaan ini/ &akni untuk menjelaskan terjadin&a kesala"an ukur pada pengukuran tegangan/ menjelaskan pengaru" eek pembebanan pada tegangan/ serta meng"itung kesala"an dari pengukuran tegangan/ kami menggunakan basicmeter dan po>er suppl& masing8masing + bua" sebagai alat/ serta resistor -() @/ (()@/ + k@/ 1: k@/ +)) k@/ dan 5=) k@. masing8masing ( bua" sebagai komponenn&a4 Pada kegiatan + &akni mengukur tegangan pada R dengan menggunakan alat ukur 6oltmeter4 NS# alat ukur &aitu )/( 6olt/ dan tegangan sumber &ang digunakan pada po>er supla& sebesar 5 6olt/ diperole" "asil tegangan% untuk R+ ; () @ diperole" 7+; +/() 6olt dan 7( ; +/() 6olt dengan 7s ; (/1) 6olt/ untuk R( ; (() @ diperole" 7+ ; +/1) 6olt dan 7( ; +/*) 6olt dengan 7s ; 5/)) 6olt/ untuk R5 ; + k@ diperole" 7+ ; +/1) 6olt dan 7( ; +/*) 6olt dengan 7s ; 5/)) 6olt/ untuk R1 ; 1: k@ diperole" 7+ ; (/() 6olt dan 7( ; +/() 6olt dengan 7s ; 5/)) 6olt/ untuk R2 ; +)) k@ diperole" 7+ ; +/)) 6olt dan 7( ; +/)) 6olt dengan 7s ; 5/)) 6olt dan untuk R* ; 5=) k@ diperole" 7+ ; )/,) 6olt dan 7( ; )/,) 6olt dengan 7s ; 5/)) 6olt4 Adapun "ambatan dalam alat ukur &ang diperole" sebesar +55/* k@/ sedangkan kesala"an pengukuran tegangan pada R+/ R(/ dan R5 sebesar ) / sementara pada R1 ; ++/:* dan pada R2 sebesar 2) serta pada R* sebesar ,:/2) 4 Pada kegiatan ( dengan proses &ang sama pada kegiatan pertama &aitu mengukur tegangan pada R dengan menggunakan alat ukur 6oltmeter4 NS# alat ukur &aitu )/( 6olt/ dan tegangan sumber &ang digunakan pada po>er supla& sebesar * 6olt/ diperole" "asil tegangan% untuk R+ ; () @ diperole" 7+; (/1) 6olt dan 7( ; (/1) 6olt dengan 7s ; 1/,) 6olt/ untuk R( ; (() @ diperole" 7+ ; (/,) 6olt dan 7( ; (/,) 6olt dengan 7s ; 2/*) 6olt/ untuk R5 ; + k@ diperole" 7+ ; (/,) 6olt dan 7( ; (/,) 6olt dengan 7s ; 2/*) 6olt/ untuk R1 ; 1: k@ diperole" 7+ ; 1/() 6olt dan 7( ; (/1) 6olt dengan 7s ; 2/,) 6olt/ untuk R2 ; +)) k@ diperole" 7+ ; (/() 6olt dan 7( ; (/() 6olt dengan 7s ; */)) 6olt dan untuk R* ; 5=) k@
diperole" 7+ ; +/)) 6olt dan 7( ; +/*) 6olt dengan 7s ; 2/,) 6olt4 Adapun "ambatan dalam alat ukur &ang diperole" sebesar +55/* k@/ sedangkan kesala"an pengukuran tegangan pada R+/ R(/ dan R5 sebesar ) / sementara pada R1 ; +(/+( dan pada R2 sebesar 5*/5* serta pada R* sebesar +(5/): 4 Dalam percobaan tersebut/ eek pembebanan terbesar terjadi pada resistor dengan nilai resistansi 5=) k@ &aitu sebesar ,:/2) pada sumber tegangan 5 6olt dan +(5/): pada sumber tegangan * 6olt4 Berdasarkan "al tersebut/ maka dapat disimpulkan ba">a semakin besar nilai resistansi ta"anan luar &ang digunakan maka semakin besar pula persentase kesala"an &ang terjadi pada pengukuran tegangan4 SIPULAN DAN DISKUSI
0impulan Berdasarkan percobaan &ang tela" dilakukan maka simpulan pada percobaan ini &aitu terjadin&a kesala"an pada pengukuran tegangan dikarenakan nilai resistansi "ambatan luar lebi" besar dibandingkan nilai resistansi "ambatan dalam &ang ada pada alat ukur 6oltmeter4 'tula" &ang men&ebabkan terjadi eek pembebanan dimana arus &ang tidak mengalir pada rangkaian tetapi mengalir pada 6oltmeter se"ingga terjadila" kesala"an pengukuran pada tegangan4 Pembebanan diberikann untuk mengeta"ui seberapa besar "ambatan dalam pada 6oltmeter4 0ika "ambatan dalam lebi" besar dari pada "ambatan luar maka besarn&a 7+ sama dengan besarn&a 7s dibagi ( akan tetapi jika "ambatan dalam lebi" kecil daripada "ambatan luar maka besarn&a 7+ tidak sama dengan besar 7s dibagi ( se"ingga terjadila" kesala"an pada pengukuran tegangan tersebut4 1iskusi Dalam percobaan tersebut di"arapkan agar memper"atikan nilai resistansi ta"anan luar &ang ingin digunakan agar pada kesala"an pengukuran pada tegangan dapat kita bandingkan dengan lebi" seksama berdasarkan nilai resistansi ta"anan luar &ang digunakan karena pada dasarn&a tela" kita keta"ui ba">a sala" satu pen&ebab terjadin&a kesala"an pengukuran pada tegangan adala" akibat nilai resistansi ta"anan luar &ang lebi" besar dibandingkan nilai resistansi dalam pada alat ukur 6oltmeter4
DAFTAR RUJUKAN
Haris Bakri/ Abdul/ dkk4 ()),4 1asar%dasar !lektronika4 0akarta% Erlangga4 Eggleston/ Denis L4 ())+4 Basi* !le*tronis #or 0*ientists and !ngineers4 Singapore% ambridge Cni6ersit& Press4 Mal6ino4 ())54 Prinsip%prinsip 1asar !lektronika. 0akarta% Pelanika4 Sears nload Jree Books at Bookboon4com4
LAP"RAN SEENTARA
0udul Percobaan
% !esala"an pada Pengukuran #egangan
HariK#anggal Percobaan
% Minggu/ (= Desember ()+5
Nama PraktikanKN'M
% Ani Nurba&aK()*))++(+(,
GolonganK!elompok
% DK'' -Dua.
Rekan !erjaKN'M
% +4 Nur"ida&ati MursidK()*))++(+++ (4 Busra" AmandaK()*))++(+() 54 eni Mutiaraningsi"K()*))++(+5*
Hasil Pengamatan !egiatan + % Cntuk #egangan 5 7olt pada Po>er Supla& NS# 7oltmeter
% )/( 7olt
NS# ?"mmeter
% )/+ !@
Hambatan Dalam 7oltmeter % +55/*) !@ No 4 + ( 5 1 2 *
7s -7olt. (/1) 5/)) 5/)) 5/)) 5/)) 5/))
R -@.
7 -7olt.
R +
R (
7R+
7R(
7#
() (() +))) 1:))) +))))) 5=))))
() (() +))) 1:))) +))))) 5=))))
+/() +/1) +/1) (/() +/)) )/,)
+/() +/*) +/*) +/() +/)) )/,)
(/1) 5/)) 5/)) 5/1) (/)) +/*)
!egiatan ( % Cntuk #egangan * 7olt pada Po>er Supla& NS# 7oltmeter
% )/( 7olt
NS# ?"mmeter
% )/+ !@
Hambatan Dalam 7oltmeter % +55/*) !@
No 4 + ( 5 1 2 *
7s -7olt. 1/,) 2/*) 2/*) 2/,) */)) 2/,)
R -@.
7 -7olt.
R +
R (
7R+
7R(
7#
() (() +))) 1:))) +))))) 5=))))
() (() +))) 1:))) +))))) 5=))))
(/1) (/,) (/,) 1/() (/() +/))
(/1) (/,) (/,) (/1) (/() +/*)
1/,) 2/*) 2/*) */*) 1/1) (/*)
Makassar/ (= Desember ()+5
Asisten
Praktikan
Agung Ma"endra
Ani Nurba&a
N'M% ()1)1++)))2
N'M% ()*))++(+(,
