LAPORAN PRAKTIKUM ALAT UKUR DAN PENGUKURAN
PENGUKURAN TEGANGAN AC NON SINUS DENGAN VOLTMETER AC
1 November 2012
Kelompok
:3
Nama
: Heryadi Kusumah Kusumah
Partner
: Kenny Akbar Islami Maria Goriety P Miantami H S P
Program Studi Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elekttro Politeknik Negeri Bandung 2012/2013
PERANCANGAN PERANCANGAN VOLTM ETER DC SEDERH SEDERH ANA
I.
II.
Tujuan percobaan
Mahasiswa mengetahui dan memahami cara kerja Voltmeter DC
Mahasiswa mengetshui Karakteristik Voltmeter DC
Mahasiswa mengenal komponen kumparan putar
Mahasiswa mengetahui cara menghitung tahanan seri
Alat dan Bahan
1. 1 Catu daya dc variabel. 2. 2 potensiometer, 47 k dan 100 k . 3. 1 kumparan putar. 4. 1 volt meter digital 5. Resistor-resistor Resistor-resistor yang sesuai.
III.
Teori Dasar
Voltmeter adalah salah datu alat ukur yang paling sering digunakan dalam industri elektronika. Voltmeter dc sederhana menggunakan meter kumparan putar (meter movement) yang sensitif terhadap arus, yang kemudian dikalibrasi terhadap besaran tegangan. Meter kumparan putar yang demikian digunakan sebagai voltmeter. Untuk memperbesar kemampuan batas ukur voltmeter dari kumparan putar tersebut, perlu ditambahkan resistor secara seri yang disebut sebagai resistor pengali (multiplier).
IV.
Langkah percobaan A. Menentukan tahanan dalam dari kumparan putar dengan 3 cara berikut, kemudian ambil nilai rata-ratanya .
1. Metoda Tahanan – variabel variabel (gambar 1) (a) Atur potensiometer 47 k ke maksimum dan sumber tegangan ke minimum. (b) Naikkan tegangan perlahan-lahan sampai 1 volt. (c) Turunkan tahanan potensiometer perlahan-lahan sampai didapatkan pembacaan skala penuh pada meter. (d) Putuskan jalur rangkaian ke potensiometer, kemudian ukur nilai tahanan potensiometer dengan menggunakan ohmmeter. (diusahakan jangan melepaskan potensiometer dari papan percobaan, untuk mencegah nilai potensiometer berubah). Catat nilai tahanan ini sebagai R 1 . (e) Sambungkan kembali potensiometer dengan rangkainnya kemudian naikan
perlahan-lahan
tahanan
potensiometer
sampai
pembacaan
setengah skala, kemudian catat nilai tahanan ini sebagai R 2. (f) Hitung tahanan dalam dari kumparan putar dengan persamaan berikut :
R m1 R 2 - 2R 1
47 k
Vs = 1 volt
-
+
Kumparan putar
Gambar 1. Metoda tahanan variabel
2. Metoda Potensiometer (Gambar 2) (a) Atur potensiometer 47
k ke maksimum dan sumber tegangan ke
minimum. (b) Naikkan perlahan-lahan tegangan ke 1 volt. (c) Kurangi
tahanan
potensiometer
perlahan-lahan
sampai
didapat
pembacaan skala penuh pada kumparan putar. (d) Hitung tahanan dalam, R m 2 , dari kumparan putar dengan menggunakan nilai tegangan dan arus yang dibaca dari voltmeter dan ampermeter.
47 k
+ Vs = 1 volt
Kumparan putar
Ammeter
A
V Voltmeter
Gambar 2. Metoda potansiometer
3. Metoda tahanan tahanan Shunt (gambar 3) (a) Hubungkan rangkaian seperti gambar 3, dan atur tahanan potensiometer 100 k sampai diperoleh pembacaan skala penuh pada kumparan putar. (b) Tutup saklar S1 dan ubah potensiometer 47 k sampai jarum kumparan putar persis setengah skala. (c) Putuskan hubungan potensiometer 47 k dari rangkaiannya, kemudian ukur nilai tahanannya dengan menggunakan ohmmeter. Catat nilai ini sebagai nilai R m3
100 K 47 K Vs = 10 V Kumparan putar
Gambar 3. Metoda resistor shunt
4. Hitung tahanan dalam rata-rata dari kumparan putar dengan menggunakan persamaan sebagai berikut.
R m (rata - rata)
R m1 R m2
R m3
3
B. Merancang voltmeter sederhana .
1. Dengan menggunakan kumparan putar yang telah diukur tahanan dalamnya, rancang sebuah voltmeter dengan lima batas ukur berikut. (a) 0 ke 1 volt (b) 0 ke 2 volt (c) 0 ke 5 volt (d) 0 ke 10 volt (e) 0 ke 20 volt kemudian hitung nilai tahanan seri (pengali) yang diperlukan untuk masingmasing batas ukur tersebut diatas ( R s1 , R s2 , R s3 , R s4 , R s5 ) .
2. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 4. Gunakan tahanan pengali yang sudah dihitung.
Rm Rs
1V
Rs
2V
Rs
5V
Rs
10 V
Rs
20 V
Common
Gambar 3. Rangkaian percobaan
3. Lakukan pengujian pada alat yang sudah saudara rancang dengan cara memberikan tegangan maksimum pada masing-masing batas ukur sehingga jarum menunjukkan skala maksimum. Ukur tegangan tegan gan yang diberikan tersebut dengan menggunakan voltmeter, apakah sama dengan nilai batas ukurnya.
4. Hitung dan catat persen kesalahan dari setiap batas ukur pada meter yang saudara buat dengan persamaan berikut:
Persen Kesala han
V S
V BU
V S
100 % x100
dimana Vs = tegangan sumber yang diukur dengan voltmeter. VBU = tegangan Batas Ukur dari voltmeter yang dirancang.
5. Buat kesimpulan dari percobaan yang yang saudara lakukan.
V. Hasil dan Tabel Pengukuran
Metoda Resistor Varabel R 1 = 15,76 R 2 = 36,5 m1 = 4,98 KΩ R m1
Metoda Potensiometer V (mV) = 243,6 I (mA) = m2 R m2 = 4,87KΩ
Metoda Resistor Shunt
Tahanan dalam Kumparan Putar
m3 = 4,15 KΩ R m3
R m = 4,6 KΩ
Tabel 1. Tahanan dalam kumparan putar
Batas Ukur (Volt) 1V 2V 5V
Tahanan Pengali 20 – 4,6 – 4,6 = 15,4 KΩ 40 – 4,6 – 4,6 = 35,4 KΩ 100 – 4,6 = 95,4
Vs 1,081 V 2,018 V 5,30 V
Persen Kesalahan 7,5 % 0,89 % 5,6 %
10,07
6,95 %
20,05
2,49 %
KΩ
10 V
200 – 4,6 = 195,4 KΩ
20 V
400 – 4,6 = 395,4 KΩ
Tabel 2. Data voltmeter
VI. Analisis dan Jawab Pertanyaan
Dari data diatas dapat dianalisis bahwa kumparan putar dapat difungsikan sebagai voltmeter DC, namun masih memiliki persen kesalahan yang tinggi. Hal tersebut disebabkan karena adanya tegangan DC yang membebani rangkaian jadi selisih antara tegangan yang di ukur dengan batas ukur masih ada. Jawab Pertanyaan :
1. Parameter apa saja yang diperlukan dari sebuah kumparan putar agar bisa digunakan sebagai voltmeter dc dengan batas ukur yang berbeda – beda ? Tegangan DC pada rangkaian, arus yang masuk pada rangkaian, dan tahanan resistor atau potensiometer yang dipakai.
2. Sebutkan cara kerja dari sebuah kumparan putar ? Cara kerja Kumparan putar : o
Konduktor pada kumparan putar yang diberi arus listrik dalam rangkaian maka disekitarnya akan menimbulkan medan magnet, medan magnet itulah yang menggerakkan jarum penunjuk pada kumparan putar sehingga menunjukkan nilai 50 MikroA.
o
Arus DC yang mengalir ke rangkaian kemudian ke potensiometer di kaki satu dan keluar di kaki tiga dan melalui kumparan putar. Pada kumparan putar itulah arus DC mengalir dari kiri ke kanan sehingga kumparan bergerak searah jarum jam.
3. Terangkan bagaimana sebuah kumparan putar dapat dipakai sebagai alat ukur tegangan dc ! Pada dasarnya kumparan putar bekerja berdasarkan arus DC, jadi dapat dikatakan memang kumparan putar bekerja jika ada teganngan DC, tegangan yang berupa volt DC masuk ke dalam rangkaian kemudian mengalir arus DC pada rangkaian dan menyebabkan kumparan putar tersebut bekerja.
4. Tuliskan kesimpulan untuk percobaan ini ! Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa kumparan putar bekerja jika ada tegangan DC yang kemudian mengalirlah arus DC kemudian arus tersebut menyebabkan kumparan putar bekerja dan menunjukkan nilai tertentu pada skala penunjukannya .
VII. Kesimpulan
Dari keseluruhan data dapat disimpulkan bahwa parameter yang diperlukan sebuah kumparan putar agar bisa digunakan sebagai voltmeter DC ialah Tegangan DC pada rangkaian, arus yang masuk pada rangkaian, dan tahanan resistor atau potensiometer yang dipakai. Cara kerja sebuah kumparan putar disebabkan adanya tegangan DC yang masuk pada rangkaian kemudian mengalir arus DC pada rangkaian tersebut melalui sebuah potensiometer dan menuju kumparan putar pada kumparan putar arus itu menunjukkan skala maksimal sebesar 50MikroA.
