I. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Sebuah Induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melewatinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya, dalam satuan Henry. Biasanya sebuah adalah sebuah kawat penghantar yang dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat didalam kumparan dikarenakan Hukum Induksi Faraday. Induktor adalah salah satu komponen elektronik dasar yang – ubah dikarenakan digunakan dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah – ubah kemampuan induktor untuk memproses arus bolak – bolak – balik. balik. Dalam eksperimen ini, praktikan akan menyelidiki sebuah induktansi yang ditimbulkan oleh suatu induktor, dengan bantuan alat osiloskop. Dengan osiloskop, dapat digambarkan kelakuan induktor ketika dilewati arus AC. Dengan hal tersebut, dapat diketahui besar nilai induktansi dalam induktor.
1.2. Tujuan • Mengukur nilai induk tansi tansi diri dari suatu induktor • Menyelidiki kelakuan induktor ketika dilewati arus AC • Menyelidiki rangkaian RL dengan menggunakan osiloskop
II. Dasar Teori Induktansi (L, diukur dalam Henry) adalah efek dari medan magnet yang terbentuk di sekitar konduktor pembawa arus. Arus listrik yang melewati konduktor membuat medan magnet sebanding dengan arus. Perubahan dlam arus menyebabkan perubahan medan magnet yang mengakibatkan gaya elektromotif lawan melalui GGL induksi yang bersifat menentang perubahan arus. Induktansi diukur berdasarkan jumlah gaya elektromotif yang ditimbulkan untuk setiap perubahan arus terhadap waktu. Sebagai contoh, sebuah induktor dengan induksi 1 Henry menimbulkan gaya elektromotif 1 Volt saat arus dalam induktor berubah dengan kecepatan 1 Ampere setiap sekon. Secara matematis, gaya elektromagnet didefinisikan sebagai berikut :
ε =L
dengan
ε
= gaya elektromotif L = induktansi = perubahan arus tiap waktu
Dalam praktikum ini, kita akan mencari nilai induktansi dengan 2 metode, yaitu metode beda tegangan dan metode beda fase. 1.
Beda Tegangan
Secara Matematis VA didefinisikan sebagai berikut : RL = wL = 2 π f L RR = R
VA
=
= VB
=I.R
Dengan mengkondisikan di layar CRO VA = 2 VB pada setiap frekuensi osiloskop yang dipilih, maka akan diperoleh : f 2.
R Beda Fase
Rangkaian yang digunakan adalah sama seperti metode 1 yaitu rangkaian RL. Beda fase antara resistor dan induktor didefinisikan sebagai berikut :
III. Metode Eksperimen 3.1. Metode Yang Digunakan Metode yang digunakan pada praktikum kali ini adalah : a. Metode grafik, yaitu metode yang digunakan untuk mengetahui hubungan antara f (Hz) dan cotg θ sebagai sumbu y dan R (Ω) sebagai sumbu x b. Metode regresi linier, untuk mencari nilai gradien (m) dan ralat gradien (Δm)
3.2. Alat dan Bahan Pada metode beda tegangan dan beda fase digunakan alat dan bahan yang sama, yaitu : • 1 buah osiloskop • 1 buah osilator • 1 buah resistor bangku • kabel penghubung
3.3. Skema Percobaan
3.4.
Tata Laksana Percobaan a. Beda Tegangan 1. Alat dan bahan diatur seperti pada skema percobaan 2. Tombol putar pada resistor diatur pada skala 1 x 10
3
3. Frekuensi diatur sedemikian hingga tegangan V RL = 2 VR, dengan V RL adalah tegangan total rangkaian RL, dan V R adalah tegangan resistor, kemudian nilai f dicatat 3 4. Langkah 2 diulang untuk nilai R = α x 10 3
5. Nilai resistor diubah dengan interval 1 x 10 hingga didapat 10 data 6. Bila diperlukan, hal-hal yang menyebabkan ketidakpastian atau kesalahan dalam eksperimen juga dicatat b. Beda Fase 1. Alat dan bahan diatur seperti skema percobaan 2. Tombol mode pada osiloskop diatur pada mode x-y, sehingga terlihat gambar elips di osiloskop 3. Skala resistor diatur pada nilai 1 x 10
3
4. Nilai x dan y pada gambar di osiloskop dicatat, dengan nilai x adalah jarak pada sumbu x, dan nilai y adalah jarak pada sumbu y 3
5. Nilai R divariasi dengan interval 1 x 10 hingga mendapat 10 data, nilai x dan y pada setiap variasi dicatat
6. Bila diperlukan, hal-hal yang menyebabkan ketidakpastian atau kesalahan dalam eksperimen juga dicatat
IV. Data, Grafik, dan Analisa 1. Data a. Beda Tegangan
R (Ω)
f (Hz)
1000,00000
22,50000
2000,00000
40,00000
3000,00000
50,00000
4000,00000
72,00000
5000,00000
90,00000
6000,00000
110,00000
7000,00000
130,00000
8000,00000
160,00000
9000,00000
180,00000
10000,00000
220,00000
b. Beda Fase x
y
R
0,80000
4,00000
1000,00000
1,50000
4,00000
2000,00000
2,20000
4,00000
3000,00000
2,80000
4,00000
4000,00000
3,20000
4,00000
5000,00000
3,40000
4,00000
6000,00000
3,50000
4,00000
7000,00000
3,70000
4,00000
8000,00000
3,90000
4,00000
9000,00000
4,00000
4,00000
10000,00000
2. Grafik a. Beda Tegangan
b. Beda Fase
3. Analisa Data a. Beda Tegangan
VB = I R 2 I R = i (2πf L + R)
VA = 2 VB VA = 1
y
m
x
ΔL =
b. Beda Fase
y
m
x
ΔL =
4. Perhitungan a. Beda Tegangan x
y
x
1000,00
22,50
2000,00
40,00
2
2
y
xy
1000000,00
506,25
22500,00
4000000,00
1600,00
80000,00
3000,00
50,00
9000000,00
2500,00
150000,00
4000,00
72,00
16000000,00
5184,00
288000,00
5000,00
90,00
25000000,00
8100,00
450000,00
6000,00
110,00
36000000,00
12100,00
660000,00
7000,00
130,00
49000000,00
16900,00
910000,00
8000,00
160,00
64000000,00
25600,00
1280000,00
9000,00
180,00
81000000,00
32400,00
1620000,00
10000,00
220,00
100000000,00
48400,00
2200000,00
55000,00
1074,50
385000000,00
153290,25
7660500,00
0,02122
9,23436
0,00102
12,98482
ΔL =
L
0,62208
=
ΔL = 12,98482
0,62208
b. Beda Fase x
y
x
y
xy
1000,00
0,20
1000000,00
0,04
200,00
2000,00
0,38
4000000,00
0,14
750,00
3000,00
0,55
9000000,00
0,30
1650,00
4000,00
0,70
16000000,00
0,49
2800,00
5000,00
0,80
25000000,00
0,64
4000,00
6000,00
0,85
36000000,00
0,72
5100,00
7000,00
0,88
49000000,00
0,77
6125,00
8000,00
0,93
64000000,00
0,86
7400,00
9000,00
0,98
81000000,00
0,95
8775,00
10000,00
1,00
100000000,00
1,00
10000,00
55000,00
7,25
385000000,00
5,91
46800,00
0,00008
0,09352
0,00001
12,63538
ΔL =
L
1,54991
=
ΔL = 12,63538
1,54991
V. Pembahasan 1. Metode Dibahas Kelebihan dan Kekurangan Metode yang digunakan pada praktikum pengukuran induksi diri ini adalah metode grafik dengan perhitungan menggunakan regresi linier. Alasan penggunaan metode grafik karena metode ini memiliki banyak keunggulan, diantaranya : 1. Dapat diketahui plot yang tidak valid karena berada diluar persamaan linier 2. Mampu menentukan ralat menggunakan regresi linier bahkan dengan nilai yang sangat kecil 3. Mempermudah pembaca memperoleh informasi yang disajikan 4. Dapat dibandingkan dengan hasil eksperimen lain Sedangkan kekurangannya adalah hasil persamaan linier pada umumnya tidak akan tepat 100%, hal ini disebabkan karena skala grafik yang terlalu besar, pembuatan persamaan linier dengan 1 angka dibelakang koma dan 2 angka dibelakang koma akan berbeda jauh, padahal data ini akan digunakan untuk menghitung regresi linier. Sehingga mengakibatkan hasil yang berbeda-beda. Selain itu, dikarenakan data diambil melalui proses pengamatan secara manual,
